книги / Строительные конструкции

воспринимать подпор грунтовой воды. Возникает необ­ ходимость также устраивать многослойную оклеенную гидроизоляцию и принимать специальные меры по пре­ дотвращению всплытия сооружения: увеличивать слой грунтовой засыпки на покрытии, что утяжеляет его кон­ струкцию, укладывать дополнительный бетонный слой на днище, а в ряде открытых сооружений обязательно наполнять их водой в период высокого стояния грунто­ вых вод, что может затруднить нормальную эксплуата­ цию.

§ XI.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЕМКОСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ

К числу цилиндрических емкостных сооружений от­ носятся резервуары для воды, отстойники различных ти­ пов, осветлители, метантенки, аэрофильтры и др.

Резервуары для воды являются регулирующими или запасными емкостями в системах водоснабжения насе­ ленных мест и промышленных предприятий. Их обычно строят подземными, закрытыми, с плоским днищем. Для создания необходимой теплоизоляции покрытие обсы­ пают грунтом, толщина слоя в зависимости от расчетной

утеплители (ячеистые бетоны, керамзит и т.д .). Резер­ вуары, устанавливаемые на водонапорных башнях или на перекрытиях зданий, как правило, открытые1*.

Цилиндрические резервуары для воды имеют следу­

резервуаров, как правило, монолитные, стенки и покры­ тия сборные. При V ^200 0 м3 резервуары могут быть полностью монолитными. В стенках создается предвари­ тельное напряжение — обжатие бетона путем натяжения кольцевой арматуры, расположенной на их внешней по­

но безбалочное, опертое на стенки и внутренние колон-

1Они могут иметь легкое покрытие, не оказывающее влияния на расчетную схему резервуара.

221

------------------- ГГГ3

Ж-Е

Рис. XI.2. Конструкция предварительно-напряжен­ ной стенки сборного цилин­ дрического сооружения

Рнс. XI.3. Схемы сборных покрытий цилиндрических резервуаров / —панели; 2 —ригели; 3 —монолитные участки; 4—кольцевые балки

ны, снабженные капителями (рис. XI.1). Такое покры­ тие имеет малую конструктивную высоту и обеспечива­ ет хорошую вентилируемость пространства над уровнем воды.

Сборные стенки цилиндрических резервуаров изго­ товляют из панелей, длина которых равна высоте резер­ вуара. Панели устанавливают вертикально в специаль­ ный паз, сделанный в монолитном днище, и швы между ними заполняют раствором. После затвердения раство­ ра в вертикальных швах стенку обжимают напрягаемой

£22

кольцевой арматурой, на которую затем наносят слой торкрет-бетона (рис. XI.2). Внутренние колонны, под­ держивающие покрытие, устанавливают в фундамент­ ный блок, укладываемый на утолщенный участок днища.

Сборные покрытия преимущественно балочного ти­ па: по колоннам укладывают ригели, а по ригелям реб­ ристые панели (рис. XI.3,а). Возможны и другие конст­ руктивные схемы сборных покрытий: непосредственно на колонны укладывают квадратные панели, окаймлен­ ные по периметру ребрами (рис. XI.3,б), или же ребри­ стые панели, имеющие в плане трапециевидную форму,

Рис. Х1.4. Конструкция цилиндрического резервуара из сборных эле­ ментов

/ —монолитное днище; 2 —фундаментный блок; 3 —колонна; 4 —стеновая панель; 5 —'ригель; 6 —панель покрытия; 7 —кольцевая напрягаемая ар­ матура; 8 —торкрет-бетон; 9 —монолитные участки покрытия; 10 —це­ ментный раствор

223

Рис. XI.6. Радиальный отстойник из сборных элементов

монолитное, а цилиндрическая стенка сборная или мо­ нолитная без предварительного напряжения, так как унифицированные отстойники имеют относительно не­ большую вместимость: диаметр 4—9 м, высота цилин­ дрической части 3,6 и 4,2 м.

Аналогичную конструкцию имеют также биокоагуля­ торы, контактные резервуары и илоуловители.

Радиальные отстойники представляют собой откры­ тые цилиндрические емкости большого диаметра и не­ большой высоты. Днища с пологим уклоном от стенки к центру, как правило, монолитные. Стенки могут быть выполнены монолитными или сборными. Осветленная вода отводится круговым лотком. Унифицированные ра­

224

1 —сборные панели внешней стен­ ки; 2 —то же, внутренней; 3 —на­ прягаемая кольцевая арматура

Аналогичную конструктивную схему имеют сгусти­ тели.

Осветлители-перегниватели по своей конструктивной схеме подобны вертикальным отстойникам, но снабжены дополнительной внутренней цилиндрической камерой с коническим днищем, опертой на специальные стойки (рис. XI.7). Унифицированные размеры указаны на ри­ сунке.

Цилиндрические аэрофильтры имеют монолитное плоское днище с центральным приямком, сборные стен­ ки и дополнительное дырчатое днище (рис. XI.8). Диа­ метр унифицированных аэрофильтров от 6 до 30 м, вы­ сота 3 и 4,8 м. Дырчатое днище образуется укладкой стандартных брусковых перемычек на сборные балки.

Метантенки — закрытые цилиндрические емкости с коническим покрытием. Вместимость метантенков мо­ жет достигать 3—5 тыс, м3. До последнего времени их

225

возводили из монолитного железобетона. Применение предварительного напряжения позволяет использовать для метантенков сборный железобетон.

*Монолитные стенки цилиндрических емкостных со­ оружений армируют двойной сеткой. Для качественной укладки бетона их толщину принимают не менее 15 см. В месте сопряжения стенки с днищем делают вуты (скЬсы), улучшающие связь стенки с днищем. Толщину мо­ нолитного днища для сооружений всех типов принима­ ют не менее 12 см при сухих грунтах и 16 см при мокрых грунтах.

Стенки сборных цилиндрических емкостных сооруже­ ний, как отмечалось выше, выполняют из панелей, уста­ навливаемых вертикально в паз днища, глубина которо­ го должна быть не менее полутора толщин панели.

Высота панелей Н соответствует требуемой высоте сооружения. По номенклатуре изделий для унифициро­ ванных водопроводно-канализационных сооружений Н = 3—4,8 м с градацией через 0,6 м. Ширина панелей принята кратной величине я = 3 ,1 4 с тем, чтобы стенки можно было смонтировать из целого числа панелей: Ь—

= — = 1 ,5 7 м, или b = zU я = 2 ,3 5 м. Толщину панелей 2

б определяют расчетом по образованию трещин. По но­ менклатуре принято 6 = 1 2 , 14 и 16 см.

В горизонтальном сечении панели могут иметь криво­

ший объем бетона, чем для «плоско-выпуклых» (особен­ но при небольших диаметрах сооружения), однако из­ готовление их сложнее.

По номенклатуре изделий панели типа «скорлупы» имеют радиусы # = 3 ,6 и 9 м. Их используют в сооруже­ ниях диаметром до 18 м, а панели «плоско-выпуклые» предназначены для сооружений диаметром 24—42 м (ра­ диус криволинейной поверхности # = 2 0 м).

Вертикальные боковые грани стеновых панелей име­ ют треугольные пазы. После заливки шва между пане­ лями цементным раствором под давлением в стыке соз­ дается ромбовидная шпонка, которая получает обжатие при натяжении кольцевой арматуры. Конструкция сте­ новых панелей показана на рис, XI. 10,

226

Панели снабжают стальными закладными деталями для крепления круговых лотков (рис. XI.11) и элемен­ тов покрытия (рис. XI.4, узел /).

Соединение сборных стеновых панелей с днищем мо­ жет быть жестким или подвижным. При жестком сое­ динении, когда исключается возможность радиального перемещения стенки относительно днища, зазор между панелями и гранями кольцевого паза в днище заполня­

битумной мастикой, которая при перемещениях стенки может деформироваться без нарушения водонепроницае­ мости стыка (рис. X I.12,б). Жесткое соединение обычно выполняют в резервуарах для воды, подвижное — в ка­ нализационных отстойниках, осветлителях и др.

В процессе монтажа и выверки стеновых панелей,

227

которые должны иметь жесткое соединение с днищем, зазоры кольцевого паза временно заполняют чистым сухим песком. Это позволяет избежать засорения зазо­ ров и обеспечивает возможность радиального переме­ щения стенки при натяжении кольцевой арматуры, бла­ годаря чему в стенке при обжатии не возникают изгиба­ ющие моменты (в вертикальной плоскости). После на­ тяжения арматуры песок выдувают, и зазоры кольце­ вого паза заполняют бетоном,

228

нарезкой, другой (без нарезки) приварен к специально­ му анкерному упору. Соединение стержней осуществля­ ется в анкерном упоре с помощью гаек (рис. XI.14), После установки кольца в проектное положение гайка­ ми выбирают слабину стержней и начинают электрона­ грев. При нагреве стержни удлиняются, между гайками и упорами образуются зазоры. Завинчиванием гаек до упора фиксируется созданное удлинение. После остыва­ ния арматурное кольцо оказывается растянутым, а стен­ ка обжатой.

Возможны и другие способы натяжения кольцевой арматуры цилиндрических стенок: натяжение домкрата­ ми с оттяжкой стержней от поверхности бетона для уменьшения трения, осаживание замкнутых арматурных колец по внешней конической поверхности стенки и т. д.

При небольшой вместимости можно выполнить на­ тяжение арматуры механическим способом (рис. XI.15). Арматурное кольцо образуется из нескольких стержней, имеющих по концам приваренные коротыши с нарезкой, которые стыкуются на вертикальных металлических стойках и натягиваются путем завинчивания гаек тари­ рованными (на заданное усилие) гаечными ключами или домкратами. Араматуру натягивают после того, как ра­ створ в вертикальных швах наберет достаточную проч­ ность (не менее 70 % своей дроектной марки).

230