книги / Строительные конструкции

лонн, балок, панелей покрытий и стеновых панелей. Для подземной части применены сборные железобетонные панели прямоугольных резервуаров и очистных соору­ жений (см. § XI.4). Если здание заглублено ниже уров­ ня грунтовых вод, то днище, а иногда и всю подземную часть здания выполняют в монолитном железобетоне.

При размере пролета 6 м надземная часть здания имеет наружные несущие стены (обычно кирпичные), по которым уложены железобетонные плиты покрытия размером 3X 6 или 1,5x6 м (рис. Х.34). При размере пролета 9, 12 и 18 м надземная часть здания каркасная: по колоннам, установленным с шагом 6 м, уложены одно­ пролетные' балки покрытия, а по балкам — панели по­ крытия 3X 6 м (или 1,5X6 м). С внешней стороны колонн навешивают стеновые панели. Кран-балки крепятся к балкам покрытия (рис. X. 35).

В зданиях насосных станций с пролетом 18 м, обо-

211

6000

ч

Рис. Х.34. Унифици­ рованные здания во* допроводно-канализа- ционного назначения при пролете 6 м. (надземные и полу-

заглубленные)

Рис. Х.35. Унифици­ рованные здания во­ допроводно-канализа­ ционного назначения с пролетами 9, 12

и 18 м

рудованных мостовыми кранами, устанавливают двухветвенные колонны.

Стеновое ограждение заглубленной части зданий вы­ полняют из сборных железобетонных панелей с номи­ нальным размером (вдоль здания) 3 м и высотой, со­ ответствующей заглублению здания: 2,4; 3,6; 4,8 или 6 м. Панели устанавливают в продольный паз монолитного железобетонного ленточного фундамента и зазоры за­ полняют бетоном на щебне мелких фракций. Это обес­ печивает надежное защемление панелей в фундаменте, багодаря чему они способны воспринимать боковое дав­ ление грунта; работая по консольной схеме (рис. X. 36). Панели высотой 2,4 м имеют постоянную толщину 15 см, панели высотой 3,6; 4,8 и 6 м — переменную толщину: 20, 28 и 36 см (соответственно) в нижней части и 14 см поверху1.

1 Конструкция этих панелей подробнее рассмотрена в § XI.4.

212

ПоН

n ' t

заглубленной части здания, то днищем является моно­ литная железобетонная плита с пазом для установки стеновых панелей- (рис. Х.38, а, б). При значительном

213

Рис. Х.38. Схемы заглубленных зданий водопроводно-канализаци­ онного назначения при наличии подпора грунтовых вод

няют в виде монолитной железобетонной коробки (рис. X. 38, в).

Внешние поверхности стен заглубленной части зда­ ния при отсутствии грунтовых вод покрывают рбмазочной гидроизоляцией (горячим битумом), а при наличии грунтовой воды выполняют оклеенную гидроизоляцию до отметки, превышающей максимальный уровень воды не менее чем на 0,5 м. На боковых поверхностях окле­ енную гидроизоляцию защищают кирпичной стенкой толщиной в 7г кирпича

Здания подземных насосных станций строят с разме­ ром пролета 6 м, глубиной 6 м. Их конструктивное реше­ ние такое же, как описано выше: стеновые панели вы­ сотой 6 м (5,4 м) устанавливают в пазы ленточного фун­ дамента, а при наличии грунтовых вод — в пазы монолитной плиты днища (рис. X. 39). Плиты перекры­ тия укладывают непосредственно на стеновые панели. Поперечные стальные балки, к которым подвешивают монорельс, крепят к столикам., приваренным к 'зак л ад ­ ным деталям стеновых панелей.

Надземную часть унифицированных зданий водопро­ водно-канализационного назначения расчитывают по методике, рассмотренной в § X. 4.

214

Рис. Х.39. Схемы подземных насосных станций при отсутствии грунтовых вод а, при действии грунтовых вод б

Рис. Х.40. Схемы горизонтальных нагрузок на заглубленную часть здания при отсутствии грунтовых вод а при действии грунтовых вод б

215

Рис. Х.42. К расчету здания на всплы­ тие при подпоре грунтовых вод

На стеновые панели заглуб­ ленной части здания действует горизонтальная нагрузка от бо­ кового давления грунта ргр и от временной нагрузки на поверхно­ сти грунта рВр, а при действии грунтовых вод — также от давле­ ния воды рв (рис. Х.40). Методи­

ка определения этих нагрузок приведена в гл. XI, §Х1.3. Изгибающие моменты в стеновых панелях определя­ ют как в вертикальной консоли (шириной 1 м), защем­ ленной в фундаменте. По найденному моменту находят требуемую площадь сечения вертикальной растянутой арматуры у внешней грани панели. Если стеновые па­ нели загружены вертикальной нагрузкой от стены над­ земной части, то они испытывают совместное действие изгибающего момента и нормальной силы. В этом слу­ чае требуемое количество арматуры по обеим граням панели определяют по формулам внецентренного сжатия

(см. § V II.2).

Фундамент стеновых панелей загружен внецентренно. На него передаются равнодействующая бокового давле­ ния грунта Е, нагрузка от веса стеновых панелей и опи­ рающихся на них конструкций N, нагрузка от собствен­ ного веса Фф, а также вес грунта, расположенного на об­ резе фундамента QrP (рис. X. 41).

Фундамент обычно развивают во внешнюю сторону, с тем чтобы сила Qrp создавала момент, обратный по знаку моментам от сил Е, N, фф, благодаря чему давле­ ние под подошвой распределяется более равно­ мерно.

216

Рн = VИ,

только те элементы, кото­ рые будут возведены при искусственно пониженном уров­

не грунтовых вод во время производства работ. В связи с этим толщина днища бывает весьма значительной.

Котельные возводят из типовых сборных железобе­ тонных элементов для строительства одноэтажных про­ мышленных Зданий (см. § Х.4). Эти здания имеют про­ леты от 12 до 24 м и высоту от 6 до 14,4 м. Для обслу­ живания котлов предусмотрены встроенные этажерки. На рис. Х.43 показана конструктивная схема котельной для котлов ДКВР-20-13,

ГЛАВА XI. СПЕЦИАЛЬНЫЕ СООРУЖЕНИЯ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ

§ XI.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

При строительстве водопроводных и канализацион­ ных систем возводится большое число емкостных соору­ жений, предназначенных для транспортирования, хране­ ния и очистки воды и сточных жидкостей. Эти сооруже­ ния строят преимущественно из железобетона.

По форме эти сооружения могут быть цилиндриче­ скими и прямоугольными, по расположению относитель­ но уровня земли — подземными и надземными, а в зави­ симости от наличия покрытия — закрытыми и открыты­ ми. Днища их бывают плоскими и коническими.

Форма и размеры сооружения диктуются технологи­ ческими требованиями. В том случае когда по условиям технологии задается только емкость сооружения (резер­ вуара для воды), выбор формы и размеров определяется технико-экономическими соображениями.

При выборе цилиндрического или прямоугольного ре­ зервуара следует иметь в виду, что при одинаковой их вместимости периметр стенок цилиндрического сооруже­ ния меньше, чем прямоугольного; от внутреннего гидро­ статического давления цилиндрические стенки работа­ ют на осевое растяжение, а плоские — на изгиб (на внецентренное растяжение). В связи с этим стальные емкости для воды всегда выполняют цилиндрическими со стенками из тонких листов. Для железобетонных со­ оружений цилиндрическая форма также предпочтитель­ нее, в этом случае проще осуществить предварительное напряжение стенок (путем натяжения кольцевой арма­ туры), что повышает их трещиностойкость и дает воз­ можность снизить расход бетона (за счет уменьшения толщины стенок) и расход стали (в результате приме­ нения арматуры высокой прочности).

Встенках цилиндрических резервуаров растягиваю­ щие усилия прямо пропорциональны диаметру, поэтому

сувеличением диаметра (при одинаковой глубине) дол­ жны быть увеличены толщина стенок и площадь сече­ ния рабочей арматуры.

Встенах прямоугольных сооружений изгибающие моменты зависят только от их высоты, поэтому при оди­

наковой толщине стенки и площади сечения рабочей ар­

218

матуры можно строить резервуары, существенно отлича­ ющиеся друг от друга своими размерами в плане.

Технико-экономические сравнения показывают, что цилиндрические железобетонные резервуары экономич­ нее прямоугольных по расходу материалов при вмести­ мости до 2—3 тыс. м3. По мере увеличения объема раз­ ница в расходе материалов уменьшается, а начиная с вместимости 5—6 тыс. м3 более экономичны прямоуголь­ ные. В некоторых случаях прямоугольная форма резер­ вуара в плане может оказаться экономичнее круглой и при относительно небольшой его вместимости. Так, на­ пример, отстойники (осветлители), устанавливаемые в зданиях очистных водопроводных станций, выгоднее сде­ лать прямоугольными, так как в здании они разместят­ ся более компактно, чем цилиндрические, что позволит уменьшить габариты здания. Компактное расположение сооружений экономически выгодно во всех случаях, так как позволяет сократить размер зе&ельного участка, за­ траты на благоустройство, ограждение и т.д.

На технико-экономические показатели водопровод­ ных и канализационных систем существенно влияет вы­ сота (глубина) подземных емкостных сооружений: уве­ личение высоты приводит к возрастанию гидростатичес­ кого давления на стенки, к заглублению подводящих и отводящих трубопроводов, при этом усложняется произ­ водство работ. Если высота сооружения не задана по ус­ ловиям технологического процесса, ее обычно принима­ ют равной 4,8 м, а при малой вместимости 3,6 м.

Железобетонные резервуары для систем водоснабже­ ния и канализации могут быть монолитными, сборными или комбинированными: днища монолитные, стенки и покрытия сборные; возможно применение сборных по­ крытий при монолитных стенках. Применение сборных конструкций позволяет снизить трудовые затраты и рас­ ход материалов, сократить сроки строительства.

Унификация габаритных размеров и конструктивных схем основных типов емкостных сооружений позволила разработать номенклатуру сборных элементов, из кото­ рых в сочетании с типовыми изделиями для промышлен­ ных зданий могут быть скомпонованы все необходимые сооружения для систем водоснабжения и канализации.

С целью обеспечения водонепроницаемости железо­ бетонных емкостей стенки и днища их выполняют из тя­ желого плотного бетона проектной марки по прочности

219

на сжатие не менее М 200, по водонепроницаемости В4В8 и по морозостойкости Мрз 100—Мрз 150. В стыках сборных элементов рекомендуется применять бетон на расширяющемся цементе.

Для повышения водонепроницаемости резервуаров внутреннюю поверхность их покрывают слоем цемент­ ной штукатурки, торкрет-бетона или полимерными со­ ставами (лаком этиноль и д р .). Когда жидкость, находя­ щаяся в сооружении, агрессивна по отношению к бетону (кислые и слабокислые воды), бетон защищают жид­ ким стеклом, полимерными покрытиями на базе эпоксид­ ных смол и др. (см. прил. I, п. 9). Подземные резервуа­ ры, возводимые в хорошо дренирующих грунтах, при от­ сутствии грунтовых вод снабжают с внешней стороны гидроизоляцией в виде двухслойной битумной обмазки; в некоторых сооружениях (аэротенках, отстойниках) между бетонной подготовкой и железобетонным днищем укладывают слой асфальта или два слоя изола (гидроизола) на битумной мастике. Если уровень грунтовых вод расположен выше дна сооружения, то необходимо выполнить оклеенную гидроизоляцию под днищем (не менее чем в три слоя) и на стенках (не менее чем в два слоя) на высоту, превышающую максимальный уровень грунтовых вод на 0,5 м. Вертикальную гидроизоляцию защищают прижимной кирпичной стенкой' толщиной ‘/г кирпича. Выше оклеенной гидроизоляции стены покры­ вают битумной обмазкой.

Все металлические конструкции, закладные и соеди­ нительные детали из стали с целью защиты их от корро­ зии покрывают перхлорвиниловым лаком ПХВ, асбови* ниловой массой (смесь лака этиноль и асбеста), кузбас-- слаком и др., а детали, недоступные для периодической окраски, оцинковывают. В закрытых сооружениях за­ щитная окраска должна быть нанесена и на железобе­ тонные элементы покрытия, поскольку они эксплуати­ руются в условиях повышенной влажности.

При выборе площадки для строительства емкостных сооружений следует иметь в виду, что они не могут быть расположены на просадочных грунтах, которые весьма чувствительны к замачиванию. Подземные сооруже­ ния не рекомендуется заглублять ниже уровня грун­ товых вод, так как при этом существенно осложняется производство работ (из-за необходимости водопонижения), утяжеляется конструкция днища, которое должно

220