Цилиндрический резервуар Советский патент 1982 года по МПК E04H7/18 

(54) ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР

Изобретение относится к строительным конструкциям, в частности, к железобетонным предварительно напряженным резервуарам для хранения жидкости и сыпучих материалов, однако оно может быть использовано и для других емкостей, например силосов и т. д.

Известен преднапряженный цилиндрический железобетонный резервуар, стены которого выполнены сборно-монолитными из панелей с переменным по высоте сечением, а кольцевое обжатие стен цилиндра осуществляется после замоноличивания стыков путем навивки напряженной арматуры 1.

Основным недостатком данной конструкции является сложное армирование сборных элементов и конструкции в целом, вертикальной и кольцевой ненапряженной и преднапряженной арматурой. Ненапряженная и преднапряженная вертикальная арматура предназначена, в основном, для восприятия монтажных воздействий, а кольцевая напряженная обеспечивает только эксплуатационные качества сооружения. Сложное

армирование сооружения вызывает высокий расход стали.

Также недостатком конструкции является и высокая трудоемкость арматурных работ, обусловленная необходимостью изготовления ненапряженной арматуры сборных элементов, их преднапряжением и преднапряжением резервуара при помощи навивочной мащины. При навивки арматуры в стенках резервуара возникают меридиональные моменты, для восприятия которых требуется установка дополнительной арматуры, а в зонах контакта арматуры с бетоном происходит его смятие, что ведет к некоторым потерям усилий преднапряжения. 15 Бетон, защищающий преднапряженную арматуру от коррозии, наносимый, как правило, при помощи торкретирования, остается без преднапряжения, что. снижает его защитные свойства. По условиям монтажа сборные 18-ти метровые вертикальные элеме«ты должны закрепляться в кольцевом фундаменте. Наличие кольцевого фундамента, соединенного со стенами, ведет к возникновению местных моментов при кольцевом обжатии резервуара, а, следовательно, к до1И1,П1и1Ч ь:(;му армированию зон сопряжения сгон с фундаментом. Кроме того, нри необходимости выполнения гидроизоляционного СЛ05Л, последний может выполняться только на поверхности резервуара, в связи с чем в процессе эксплуатации сооружения он может быть поврежден. Наиболее близким техническим решением является цилиндрический резервуар, включающий железобетонное днище, стенку из соединенных между собой железобетонных слоев и кольцевую преднапряженную арматуру 2. Недостатками данного резервуара являются больщая металлоемкость, поскольку стенка образована чередующимися слоями стали и бетона; высокая стоимость строительства и низкие эксплуатационные качества, обусловленные тем, что при навивке арматуры в стенках резервуара возникa oт меридиональные моменты, требующие дополнительных мероприятий, а расположе 1ие арматуры с наружной стороны резервуара вызывает ее коррозию или требует дополнительных защитных мероприягяй, и удорожает строительство. Цель изобретения - повышение экснл атацяонных качеств и снижение метал/1ое -и ости резервуара. Поставленная цель достигается тем, что li ци;1индрическом резервуаре, включающем железобетонное ;,нище, стенку из соединенны.ч между собой железобетонных слоев и кольцевую преднапряженную арматуру, стенка снабжена соединительными элементами и выполнена из панелей, размещенных поярусно с перевязкой горизонтальных и вертикальных швов, при этом часть соединительных элементов выполнена в виде анкеров, объединяющих панеди по толщине стенки и размещенных с заданным шагом по высоте, а остальные - в виде размещенных между панелями прокладок из клеющего материала, причем в каждой панели кольцевая преднапряженная арматура размещена по центру тяжести сечения, а отношение толщины каждой панели и к радиусу резервуара определяют из соотнощенияS- - 1,1 1 W кроме того толщина стенки может быть выполнена равномерно уменьшающейся по высоте снизу вверх, а каждая панель может быть выполнена с чередующимися выступами и выемками, помимо этого резервуар может быть снабжен облицовочны.м слоем, выполненным с его внутренней стороны, причем облицовочный слой в месте соединения стенки с днищем выполнен с компенсатором. На фиг. 1 изображен предлагаемый резервуар, вертикальный разрез; на фиг. 2 - то же, горизонтальный разрез; на фиг. 3 - вариант выполнения стенки резервуара; на фиг. 4 - узел 1 на фиг. 2. Резервуар состоит из железобетонного днища 1, железобетонных предварительно напряженных цилиндрических панелей 2, соединенных между собой анкераг 1И 3, облицовочного слоя из герметизирующих профилированных полос 4 из пластика, замоноличенных в железобетонные панели и соединенных между собой накладными полосами 5 из пластика, из железобетонных панелей 6 с пластиком, уложенных в днище, из пластиковых прокладок 7 в стыке между днищем и стенками резервуара, из компенсатора 8 деформаций, из предварительно напряженной ар.матуры 9, из швеллеров в стыках соединения железобетонных панелей, из металлических пластин 0, приваренных к щвеллерам 11 и из анкеров 12, которыми швеллеры заанкерены в железобетонных панелях. При строительстве стены резервуара возводятся из тонких плоских преднапряженных панелей, которые могут быть изготовлены и преднапряжены практически любой длины непосредственно на строительной площадке или на заводах железобетонных изделий. При монтаже стен они изгибаются в цилиндрические панели и в таком виде прикрепляются к временным монтажным стойкам или кондукторам и друг к другу. Панели преднапряженные, поэтому, при изгибе в них не образуются трещины: растягиваюп 1,ие напряжения от изгиба компенсируются сжимающими усилиями от их преднапряжения. Вместе с тем, толщина панелей должна быть достаточно мала, чтобы при их изгибе не образовались напряжения растяжения. Отношение 6/R (толщина плиты к радиусу срединной поверхности нлит резервуара) ограничивается исходя из двух условий, а именно, из условия неразрушения бетона плит в сжатой зоне от сов.местного действия преднапряжения и изгиба и из условия обеспечения защитного слоя для преднапряженной арматуры плит. При суммарном действии преднапряжения и изгиба имеет место отношение 6/R np., где 6-толщина плиты; R - радиус ее кривизны; „р;- предельные деформации бетона при сжатии. Экспериментальными исследованиями установлено, что предельные деформации бетона при сжатии. .„р достигают 400-lU Следовательно, 5/R 400-10 1/250. Второе ограничение отношения 8/ R определяется минимальной д,опустимой толщиной плиты из условия обеспечения защитного слоя арматуры ( см) для резервуаров больших размеров ( м). В этом случае 6/R 1/2500. Таким образом, различные конструктивные решения резервуаров из тонких цилиндрических железобетонных плит в предлагаемом решении ограничиваются 6/R в пределах от 1/250 до 1/2500. Так для резервуаров диаметром 70- 90м толщина панелей может достигать 3- 5см, а для резервуаров меньших размеров толш,ина панелей уменьшается. При предварительном напряжении резервуаров путем напряжения ар.матуры, расположенной в каналах, или путем навивки напряженной арматуры на стенки, в них возникают меридиональные моменты, для восприятия которых устанавливается напряженная арматура. В предлагаемом решении преднапряжение ведет к возникновению только нормальных кольцевых сил. Следовательно, необходимость в установке дополнительной арматуры отпадает. Поверхность панелей при их изготовлении может быть выполнена рифленой, чтобы в стенках резервуара между панелями образовались шпонки. Зазоры между панелями могут быть залиты пластичным цементным раствором. Возможно решение резервуара при соединении панелей между собой по толщине стены «на сухо, в этом случае их поверхность может быть гладкой. По торцам панели могут быть обрамлены швеллерами, стык между ними в кольцевом направлении возможно осуществить разными способами в том числе сваркой швеллеров. Предлагаемую конструкцию наиболее просто выполнить при устройстве скользящего стыка между стенами и днищем резервуара. Для чего в стыке закладываются упругие пластиковые прокладки. Если резервуар предназначен для сыпучих материалов, то внутренней герметичной облицовки в нем может не делаться. При применении его для хранения жидких материалов, он должен иметь герметичную облицовку и стык между стенами и днищем, должен быть также герметизирован. В этом случае внутренний слой панелей может быть облицован профилированным пластиком. Профилированный пластик укладывается на дно формы, в которой бетонируются- плоские панели, при этом выступающие анкерные элементы профиля замоноличиваются в бетоне. При возведении днища и стен резервуара пластиковая облицовка рядом расположенных пластин сваривается при помощи полосовых накладок. В соединении стены с днищем закрепляется пластиковый профиль в виде компенсатора деформаций, обеспечивающий герметичность соединения. Возможно рещение резервуара и с уст ройством «жесткого стыка между его стеной и днищем. Предлагаемое решение обладает существенной новизной. Резервуар состоит из тонких железобетонных преднапряженкых цилиндрических панелей, при этом его напряженное состояние существенно отличается от распределения сил в резервуарах напрягаемых обычными методами. Принятое конструктивное решение позволяет отказаться от установки каналообразователей, от устройства сложных анкерных систем, от устройства специальных пилястр для анкеровки арматуры и от устройства защитного слоя торкрет-бетона. Существенно меняется и технология возведения резервуара. Экономический эффект от внедрения данной конструкции железобетонного предварительно напряженного резервуара определяется сокращением расхода стали, сокращением сроков строительства конструкции и отсутствием опалубочных работ, работ по преднапряжению резервуара и по защите напряженной арматуры от коррозии. Формула изобретения 1.Цилиндрический резервуар, включающий железобетонное днище, стенку из соединенных между собой железобетонных слоев и кольцевую преднапряженную арматуру, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных качеств и снижения металлоемкости резервуара, стенка снабжена соединительными элементами и выполнена из панелей, размещенных поярусно с перевязкой горизонтальных и вертикальных швов, при этом часть соединительных элементов выполнена в виде анкеров, объединяющих панели по толщине стенки и размещенных с заданным шагом по высоте, а остальные - в виде размещенных между панелями прокладок из клеющего материала, причем в каждой панели кольцевая преднапряженная арматура размещена по центру тяжести сечения, а отнощение толщины каждой панели к радиусу резервуара определяют из соотношения „ пТГ :250 2.Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что толщина стенки выполнена равномерно уменьшающейся по высоте снизу вверх. 3.Резервуар по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что каждая панель выполнена с чередующимися выступами и выемками. 4.Резервуар по пп. 1-3, отличающийся тем, что он снабжен облицовочным слоем, выполненным с его внутренней стороны. Ь. Резервуар по пп. 1-4, отличающийся тем, что облицовочный слой в месте соединения стенки с днищем выполнен с компенсатором.

, ПРИ - кс ертизе

др. Эффективность

И :зобетонных резервуаров для хранения нефти. «Бетон и железобетон, 1979, № 3, с. 9-11.

2 Авторское свидетельство СССР по заявке 2907641, кл. Е 04 Н 7/00, апрель 1980

х

Г2 и.

1-/