Схемы резервуаров, газгольдеров, градирен и их конструирование

их конструирование.

Литература.

формы, заглубленными (относительно уровня земли) и наземными, закрытыми (с покрытием)

и открытыми. Резервуары более сложной формы (сферические, торовые, линзообразного поперечного сечения и др.) применяют в особых условиях. Емкостные очистные сооружения систем канализации и водоснабжения по форме и конструкции аналогичны резервуарам для воды.

водоснабжения, канализации, обеспечения производственного процесса и т.д.); форму и габаритные

размеры — технико-экономическим анализом возможных конструктивных решений. Опытом установлено, что заглубленные резервуары для воды вместимостью до 2...3 тыс. м3 экономичнее делать круглой формы в плане, а более 5...6 тыс. м3 — прямоугольной формы.

внутренней высоты резервуара и глубины его заложения. С увеличением высоты

возрастает внутреннее давление воды на его стены, с увеличением глубины заложения — боковое давление грунта.

прочности на сжатие В15...В30, марок по водонепроницаемости— W4...W10, по морозостойкости

F100...F150.

Класс бетона принимают, учитывая технологический ре­жим эксплуатации резервуара, воздействия на сооружение окружающей среды (расчетной температуры наружного воздуха, влажности грунта, агрессивности грунтовых вод).

по возможности плотным, что достигается особым подбором его состава при

наименьшем водоцементном отношении, применением специальных добавок, а также особо тщательным уплотнением при формировании. Для резервуаров рекомендуется применять арматуру: без предварительного напряжения-класса А400 (допускается А300 и А240 в качестве конструктивной и монтажной) и класса В500; с предварительным напряжением (для цилиндрических стен) — классов А600, А800, Вр1200…Вр1500.

расширяющемся цементе для более плотного заполнения швов и компенсации последующих

усадочных деформаций бетона сборных элементов.

Чтобы повысить водонепроницаемость резервуаров, их изнутри покрывают цементной штукатуркой, а поверхность соединений стеновых панелей—торкретбето­ном. Следует избегать заглубления резервуаров ниже уровня грунтовых вод,

оклеенной многослойной гидроизоляции резервуара от действия грунтовых вод. В грунтах

естественной влажности гидроизоляция резервуаров снаружи делается такой же, как и в проходных тоннелях.

поскольку при этом усложняется производство работ (необходимо устройство водопонижения на период возведения), утяжеляется конструкция

Для поддержания стационарного теплового режима внутри резервуара покрытие утепляют слоем

грунта толщиной 0,5...1 м или эффективными утеплителями — ячеистыми бетонами, керамзитом и т.п. Для доступа людей внутрь резервуара и пропуска вентиляционных шахт в покрытиях устраивают проемы. В днищах делают приямок глубиной до 1 м на случай очистки и полного опорожнении резервуара.

показана на рис. 33.1, состоит из плоского безбалочного покрытия, поддерживаемого

колоннами с капителями вверху и обратными капителями внизу, гладкой стены цилиндрической формы, плоского безреберного днища.

гладкую поверхность снизу, что обеспечивает хорошую вентиляцию пространства над уровнем

содержащейся жидкости.

В резервуарах малой вместимости трещиностойкость стен может быть обеспечена без предварительного напряжения, при вместимости 500 м3 и более предвари­тельное обжатие бетона необходимо. Безбалочное покрытие

7-приямок.

мо­нолитных круглых резервуаров: с балочными покрытия­ми по колоннам с шагом

6X6 м и более; с купольными покрытиями, опертыми на стены; с днищами, имеющими откосы от стен внутрь к центру резервуара и др. По ря­ду причин они уступили место типовым конструкциям.

плита;
5-трапецевидные плиты с ребрами по периметру.
В конструктивном решении

сборных перекрытий (рис. 2) приняты трапециевидные ребристые плиты, укладываемые по кольцевым балкам. Элементы конструкции сборных цилиндрических резервуаров и их узлы приведены на рис. 3 и 4

длиной, равной высоте резервуара. Панели устанавливают вертикально в паз между

двумя кольцевыми ребрами днища по периметру резервуара (рис. 3, а). Вертикальные швы между панелями заполняют бетоном. После приобретения им прочности не менее 70 % проектной стену снаружи обжимают кольцевой предварительно напрягаемой арматурой, которую по окончании процесса натяжения защищают торкрет-бетоном.

жесткое сопряжение стены с днищем; в- подвижное сопряжение стены с

днищем; 1-слой торкрет-бетона; 2- кольцевая напрягаемая арматура; 3 — стеновая панель; 4-днище; 5-бетон со щебнем мелких фракций; 6 — выравнивающий слой раствора; 7 -битумная мастика; 8 — асбестоцементный раствор.

1,57 м (рис..4, а). При такой ширине по периметру резервуара

размещается целое число панелей, равное соответственно D или 2D (где D — диаметр резервуара). Конструктивную ширину панели делают на 140 мм меньше номинальной. Зазор 140 мм заполняют при монтаже бетоном класса не ниже чем класс бетона панелей.

(кратной 20 мм). В резервуарах радиусом R12 м внешнюю поверхность

стеновых панелей выполняют цилиндрической, внутреннюю — плоской, а радиусом R 9 м обе поверхности панели принимают цилиндрическими
(рис..4, а).

армирование; 1 — выпуски арматуры; 2— сетка;
3 — дополнительная

ар­матура.

размещают по внешней поверхности стен (рис. 3, а). Стеновые панели

армируют двойной сеткой, сечение стержней которой назначают конструктивно (рис..4, б). Выпуски арматуры соседних стеновых панелей сваривают между собой, чем обеспечиваются фиксация панелей в проектном положе­нии и предотвращение усадочных и температурных трещин до обжатия стен предварительно напрягаемой арматурой.

и трещиностойкости в период изготовления, транспортирования и монтажа. В нижней

части панелей предусматривают дополни­тельные стержни, необходимые для восприятия из­гибающих моментов (действующих в вертикальном направлении), возникающих здесь вследствие взаимодей­ствия стены с днищем.

быть жестким, исключающим радиальное перемещение стены и угловой поворот в

кольцевом пазу днища (см. рис. 3, б), и подвижным, допускающим эти перемещения (рис3, в). Зазор между панелями и днищем в первом случае заполняют прочным бетоном на мелком щебне, во втором — холодной битумной масти­кой. Глубину жесткой заделки стеновых панелей в днище определяют расчетом, но принимают не менее 1,5 толщины стенки.

Натяжение на стены кольцевой предварительно напрягаемой высокопрочной проволочной арматуры выполняют с помощью машин. Расстояние между проволочными витками допускается не менее 10 мм. Стержневую арматуру напрягают электротермическим способом. Кольцевой стержень членят по длине на несколько эле­ментов; на концы каждого стержня приваривают коротыши - один с винтовой нарезкой, а другой — гладкий, сваренный с анкерным упором, где арматурные элемен­ты соединяют друг с другом (рис. 5). В процессе элек­тронагрева стержни удлиняются, в этом состоянии их удерживают гайками на упорах. По мере остывания дли­на арматурного кольца сокращается, вследствие чего стена резервуара обжимается, а в арматуре образуется растяжение.

арматуры на цилиндрической стене резервуара;
б-арматурный элемент; в- конструкция анкерного

упора;
1-стена; 2-стержень арматуры;3- анкерный упор;4-коротыш большего диаметра; 5-то же с нарезкой;
6-стяжной болт;
7- упорная планка.

между стержнями арматуры принимают 200...250 мм. Кольцевую арматуру после натяжения

покрывают несколькими слоями торкретбетона, обеспечивая защитный слой толщиной не менее 250 мм.
Внутренние поверхности стен резервуара штукатурят до натяжения арматуры, с тем чтобы штукатурка вместе со сборными панелями получила обжатие.

при их вместимости 6...20 тыс. м3 и более. Если предъявляется

требование более компактной компоновки резер­вуаров, например внутри помещений, их делают прямо­угольными и при меньшей вместимости. Основные параметры прямоугольных резервуаров для воды унифицированы (табл..2).
Покрытия резервуаров обычно делают плоскими по колоннам, днища — также плоскими или для увеличения вместимости резервуара — с внутренними откосами по периметру стен.
Конструктивные схемы монолитных резервуаров имеют варианты: с ребристым покрытием при сетке колонн 6X6 м и с безбалочным при сетке колонн 4X4 м (рис. 9). Стены высотой до 4 м делают гладкими, при большей высоте — с ребрами

покрытием;
б — то же, с безбалочным покрытием.

плитно-балочным покрытием при сетке колонн 6X6 м и с безбалочным

перекрытием при сет­ке колонн 4X4 м (рис. 9). В первом варианте для покрытия используют типовые ригели и ребристые пли­ты 6X1,5 м, применяемые для перекрытий междуэтажных производственных зданий; во втором — панели
(с ребрами по контуру), опирающиеся по углам непосредственно на капители колонн.

Прямоугольный сборный резервуар
а — план при варианте с плитно-балочным покрытием; б - то же, с безбалочным покрытием;
1 — стеновые панели;
2 — крайние колонны;
3 - фундаментный блок;
4 — промежуточная колонна; 5 — фундамент крайней колонны (прилив в днище);
6 — монолитное днище;
7 — балка покрытия;
8 — плита.

одного типоразмера. Для резервуара, приведенного на рис. 10, стеновая панель

имеет высоту 4,8 м, номинальную ширину 3 м, толщину 200 мм. Стеновые па­нели устанавливают в продольный паз днища, закрепляют в проектном положении, зазоры заполняют бетоном. Вертикальные стыковые зазоры могут быть прямоугольной формы толщиной 200 мм (в их пределах арматурные выпуски сваривают) и шпоночной формы толщиной 30 мм (без сварки арматуры). Швы по перво­му варианту позволяют учесть работу стены на изгиб в горизонтальном направлении между колоннами-пиляст­рами, поэтому швы должны быть размещены в местах, где моменты в стенах имеют небольшие значения (рис. 10, узлы VIа и VIб).

что на рис..10; 9 — закладные детали;
10- дополнительная арматура

в монолитном участке;
11 — бетон монолитного участка стен

с резиновой трехкулачковой шпонкой; 1 — торкрет-штукатурка; 2 — зачеканка

асбестоцементом; 3 — за­бивка асбестовой прядью, про­питанной битумом;
4 — компенсатор из листовой нержавеющей стали толщиной 1...2 мм (или из обычной оцинкованной ста­ли);
5 — подготовка; б — песок;
7 — рубероид; 8 — бетонная под­готовка; 9 — асфальтовые плиты; 10 — трехкулачковая рези­новая шпонка:
11 — внутренняя грань;
12 — стена; 13 — днище.

h и размеров в плане a и b отвечающем условию

h>1,5a (где a>b). Трение сыпучих материалов о стены силосов, возникающее в процессе истечения содержимого, велико и поэтому учитывается в расчете. Силосы отдельные или объединенные в корпуса входят в состав производственных объектов: промышленных (силосы для цемента, угля, соды и т.п.) или сельскохозяйственных (элеваторы для зерна).

– подсилосное помещение для загрузки содержимого в транспортные механизмы.
По форме

силосы могут быть цилиндрической или призматической формы с четырьмя, шестью, восемью гранями. По затрате материалов и стоимости возведения для цилиндрических силосов оптимальный размер диаметра – 6 м., для квадратных в плане – оптимальный размер стороны 3…4 м. Эти размеры и принимают в практике. При особых требованиях к хранению содержимого силосы могут быть и больших размеров в плане; в этом случае их делают обычно круглыми (диаметром 12 м и более).

и групповых, однорядных и двухрядных, диаметром 6 м, полной высотой

корпуса 15…25,8 м, вместимостью 250…3000 м3, а также силосов диаметром 12 м, высотой 24,6…42,6 м, вместимостью 1700…12000 м3.
Для зерновых элеваторов рекомендованы к применению силосы трех типов с размерами в плане 3624, 3618 и 2418. Длина корпуса может быть и больше, но она не должна превышать 48 м для круглых и 42 м для квадратных силосов. Это ограничение диктуется необходимостью устройства температурно-усадочных швов. Типовая высота силосов принимается 30 м, на грунтах высокой прочности (скальные) она может быть увеличена до 42 м, а в некоторых случаях и более.
В корпусах, состоящих из цилиндрических или восьмигранных силосов, пространство между цилиндрами или восьмигранниками («звездочки») также используют для хранения сыпучих материалов.

силосами; б – с а – разрез и планы; Б–

сборные элементы;
В-квадратными плане силосами; деталь сопряжения сборных элементов по
1 – подсилосная галерея; 2 – силос; внутренним углам; 1…3 – сборные элементы;
3 – подсилосный этаж 4 – болт

плане силосами. Объединение смежных круглых силосов в единый блок выполняют

на участке длиной 1,5…2 м. Минимальная толщина стен монолитных силосов установлена по условию недопущения разрывов в бетоне при перемещении скользящей опалубки, в которой она возводится
Подобную компоновку сохраняют и в сборных силосных корпусах (рис. 13). Их комплектуют из трех типоразмеров: пространственного блока в виде замкнутой рамы, Г-образного и плоского. Номинальный размер высоты сборного яруса – 1,2 м. Сборные элементы могут быть гладкими толщиной 100 мм или ребристыми с толщиной стены 60 мм. Объединяют отдельные силосы в силосный корпус с помощью оцинкованных болтов.

б – конструктивная схема яруса

колец, однако такие силосы применяют редко. Сборные силосы с номинальным

диаметром 6 м компонуют, как показано на рис. 14, а. Каждый ярус состоит из четырех элементов, соединяемых болтами (рис. 14, б). Сборные элементы могут быть гладкими (толщиной до 100 мм) и ребристыми (с толщиной стен 60 мм и высотой ребер 150 мм).
Применяют сборные восьмигранные силосы (рис. 15) из пространственного блока в виде замкнутой рамы и плоских ребристых плит. Соединение сборных элементов предусмотрено на болтах. Эта конструкция не получила широкого применения.

Конструктивная схема сборного восьмигранного силоса

– оболочек каннелюрного типа (рис. 16) с номинальными шириной 1,54

м и высотой 3 м. Панели снабжены торцевыми ребрами, в наружных пазах которых помещают предварительно напрягаемую кольцевую арматуру силоса. Напряжение этой арматуры выполняют при укрупнительной сборке отдельных поярусных частей на особом стенде, в котором внутренний распор создается сжатым воздухом. После напряжения арматуру защищают цементным раствором, наносимым способом торкретирования.

типа
а – разрез;
б- план;
в – деталь плана;
1

– панели – оболочки;
2 – металлические воронки;
3 – железобетонные сваи

подсилосной части стены усиливают пилястрами, на которые сверху опираются воронки

(рис. 17, а). Устраивают также плоские днища на своих колоннах с забуткой поверху (рис.17, б). Сборные круглые силосы вместе с воронками (которые также могут быть сборными) опираются в подсилосном помещении на П-образные рамы (рис. 17, в). Опирание квадратных силосов решается аналогично.

Конструктивные схемы опирания цилиндрических силосов
а – монолитных с монолитными воронками;
б – монолитных с плоским днишем; в – сборных со сборными воронками; 1 – монолитная воронка;
2 – стены силосов; 3 – пилястры; 4 – фундаментная плита; 5 – П-образные рамы; 6 – сборная воронка;
7 –стеновое ограждение; 8 – колонны; 9 – забутка;
10 – плоское днище.

давления в сыпучем материале силоса;
в – к расчету кольцевого

усилия; г – внутреннее давление от сыпучего материала на кольцевой элемент силоса

–моменты и силы в стенах силоса по сечению А-А;
г –

то же, по сечению Б-Б.

Стены монолитных силосных корпусов возводят обычно в скользящей опалубке,

удерживаемой на домкратных рамах. Поэтому армируют стены в горизонтальном направлении отдельными стержнями сравнительно небольшой длины с шагом стержней 100…200 мм; толщина защитного слоя должна быть не меньше 20 мм. Стыки стержней делают вразбежку с перепуском концов на 60d+100мм. В силосах малого диаметра предварительное напряжение арматуры стен не выполняют; для армирования применяют арматуру класса А400 (периодического профиля).
Стены круглых силосов диаметром до 6 м достаточно армировать одиночной горизонтальной арматурой (рис. 20, а), однако в наружных стенах силосов на 2/3 высоты от днища необходимо двойное армирование (рис. 20, б) для восприятия изгибающих моментов, образующихся при шахматном заполнении силосов корпуса.

двойное;
в – вертикальный вязаный каркас;
г – дополнительное армирование

в местах сопряжения соседних силосов;
1 – вертикальные стержни; 2 – стержни кольцевой рабочей арматуры;
3 – соединительные шпильки; 4, 5 – хомуты до и после укладки горизонтальных стержней; 6 – дополнительные стержни.

для наружных стен силосов и 400…500 мм для внутренних. Общее

сечение вертикальных стержней назначают не менее 0,4% сечения бетона. Часть вертикальных стержней устанавливают в виде вязаных каркасов (рис. 20, в) через 1…1,5 м, что обеспечивает проектное положение горизонтальной арматуры при бетонировании. Стыки вертикальных стержней делают вразбежку с перепуском концов на 35d.
Вертикальные и горизонтальные стержни во всех местах пересечений связывают вязальной проволокой; при двойном армировании (рис. 20, в) обе сетки соединяют поперечными хомутами диаметром не менее 3 мм.

В местах сопряжения соседних силосов входящие углы армируют дополнительными стержнями (рис. 20, г). Их диаметр и шаг принимают такими же, как и основной кольцевой арматуры.
В стенах квадратных силосов устанавливают двойную арматуру (рис. 21), учитывая, что давление на промежуточные стены возможно с одной и с другой стороны и что горизонтальная арматура должна воспринимать моменты в углах вдвое большие, чем в пролете (рис19)

изложенные выше, сохраняются. Изготовление сборных элементов на заводах позволяет армировать

их высокопрочной проволочной арматурой и тем снизить расход стали.
Стены силосов рассчитывают по образованию и ширине раскрытия трещин в соответствии с указаниями, относящимися к растянутым элементам. Опыт проектирования показывает, что для стен монолитных силосов из класса бетона В15 с арматурой (без предварительного напряжения) периодического профиля класса А300 с процентом армирования не более 0,7 раскрытие трещин не превышает допустимого размера (0,2 мм при нормативных значениях нагрузки).

стальное сооружение для приёма, хранения и выдачи газов в распределительные

газопроводы или установки по их переработке и применению.

водой, и колокола (цилиндрический вертикальный резервуар без нижнего днища). Сверху

этот резервуар снабжён сферической крышей. Через дно бассейна под колокол подводится газопровод. При заполнении внутреннего пространства Г. газом колокол поднимается; при отборе газа — опускается. В СССР сооружались мокрые Г. ёмкостью от 10 до 50 тыс. м3. Большие расходы металла, увлажнение газа, переменный режим давления и трудности эксплуатации в зимнее время — основные недостатки мокрых Г. Этих недостатков в значительной степени лишены так называемые сухие, или поршневые, Г., которые представляют собой неподвижный корпус с поршнем. Как и в мокром Г., при наполнении газом поршень поднимается, а при выдаче газа опускается. В СССР сооружались сухие Г. ёмкостью до 100 тыс. м3. К недостаткам поршневых Г. относятся сложность монтажа и трудность обеспечения герметичности между корпусом и поршнем.

2 — горизонтальный цилиндрический; 3 — шаровой из пяти поясов;

4 — шаровой футбольного раскроя.

с внеш. и внутр. направляющими, одного (колокол) или двух (колокол

и телескоп) подвижных звеньев для хранения газа, т. наз. камеры газового ввода (вывода), автоматич. системы указания объема газа и сигнализации положения колокола, а также предохранит. устройств и ср-в отопления и вентиляции камеры и подогрева воды в резервуаре газгольдера в зимнее время. Колокол и телескоп - вертикальные цилиндрич. резервуары (первый, монтируемый внутри второго,-с крышей, но без дна, второй - без крыши и дна), устанавливаемые в другом вертикальном цилиндрич. резервуаре (с дном, но без крыши) большего диаметра, заполненном водой, к-рая обеспечивает герметизацию газового пространства внутри подвижных звеньев при работе газгольдера.

гидравлич. затвор, расположенный в камере, и газовый стояк; забор газа

из газгольдера осуществляется в обратном порядке. Гидравлич. затвор служит также для отвода конденсата из газа и отключения газгольдера от газовых сетей на период ремонтов и остановок. При заполнении газом пространства под колоколом последний всплывает, перемещаясь вертикально вверх по направляющим, входит в зацепление с телескопом, поднимает его и продолжает перемещаться под давлением поступающего газа. Колокол и телескоп опираются на направляющие с помощью верх. и нижних роликов. Когда давление газа под колоколом уравновесится его весом или одновременно весом колокола и телескопа, подъем колокола прекращается. Вес колокола с телескопом уравновешивает давление газа 1,5-2,0 кПа. Для увеличения давления газа колокол догружают спец. грузами. Макс. вес грузов выбран таким, чтобы обеспечить давление газа под колоколом 4-5 кПа.

автоматич. сброса газа; 4-труба сброса газа; 5-газовый стояк; б-резервуар с

водой; 7-телескоп; 5-колокол; 9, 11 -соотв. внешняя и внутренняя направляющие; 70-подъемное приспособление; 12, 13-соотв. нижний и верхний ролики.

или без нее. В первом случае сброс производится автоматически клапаном,

соединенным подъемным устройством с колоколом, во втором - отключением подачи избыточного кол-ва газа. Труба сброса служит также защитой газгольдера от ударов молнии; при отсутствии трубы на направляющих газгольдера устанавливают молниеприемники.

Достоинства газгольдеров: высокая эксплуатац. надежность, простота обслуживания; недостатки: необходимость обогрева в зимнее время, относительно большая металлоемкость и соотв. ограниченность объема хранимого газа (до 100 тыс. м3).

для добычи соли выпариванием)
Устройство для охлаждения

воды атмосферным воздухом. Современные Г. применяются ,главным образом, в системах оборотного (циркуляционного) водоснабжения (См. Водоснабжение) промышленных предприятий для понижения температуры воды, отводящей тепло от теплообменных аппаратов, компрессоров и т.п.

по оросителю в виде плёнок или капель под действием силы

тяжести (испарение 1%) воды понижает её температуру примерно на 6oC).

По типу оросителя

стоящие. Вентиляторные Г. обеспечивают более глубокое и устойчивое охлаждение воды

и допускают большие удельные тепловые нагрузки, чем башенные и атмосферные, но требуют дополнительного расхода электроэнергии. Производительность Г. характеризуется величиной плотности орошения — удельного расхода охлаждаемой воды, приходящегося на 1 м2 площади орошения. При проектировании тип и размеры Г. и её основных элементов определяются технико-экономическим расчётом в зависимости от количества и температуры охлаждаемой воды и параметров атмосферного воздуха

1 — ороситель; 2 — водораспределитель; 3 — вентилятор; 4

— водоуловитель; 5 — резервуар; 6 — подвод воды; 7 — отвод воды; 8 — вход воздуха.

1966; Веревкин С И., Ржавекин Е. Л.,

Повышение надежности резервуаров,

газгольдеров и их оборудования, М., 1980. А. К. Упадышев.
Веревкин С. И., Корчагин В. А., Газгольдеры, М., 1966;

Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением, 6 изд., М., 1966. Н. И. Рябцев.Берман Л. Д.,

Испарительное охлаждение циркуляционной воды, 2 изд., М. — Л., 1957; Гладков В. А., Арефьев Ю. И., Барменков Р. А., Вентиляторные градирни, М., 1964.