Особливості конструктивних рішень циліндричних споруд

Стіни циліндричних споруд, так само як і прямокутних, виконуються переважно збірно-монолітними з використанням панелей, що спеціально призначені для циліндричних споруд і мають криволінійні поверхні. Для споруд діаметром до 9 м призначені панелі з обома криволінійними поверхнями, які мають радіус кривизни 3 м. Для споруд більшого діаметра панелі мають внутрішні плоскі грані, а зовнішні – криволінійні. Товщина цих панелей постійна за висотою. Номінальна ширина для панелей ПСЦ 1, ПСЦ 2 рівна 1,5м, а для панелей ПСЦ 3 – 2,1 м. Радіус (діаметр) стіни відкритої ємкісної споруди визначається за її внутрішньою поверхнею в спорудах діаметром до 9 м, і по внутрішніх гранях стиків панелей при діаметрах більше 9 м. У закритих спорудах радіус і діаметр можуть визначатися за зовнішньою поверхнею.

З метою скорочення кількості типорозмірів панелей у спорудах різних діаметрів і з різноманітною прив’язкою стін використовують одні й ті ж панелі, тому зазори стиків між ними не постійні (рис. 1.25). Крім того, зовнішня і внутрішня поверхні стін в ряді випадків виходять хвилеподібними. У стінах споруд плоскі панелі з’єднують між собою тільки поверху зварюванням закладних виробів арматурними накладками з наступним замонолічуванням стику цементно-піщаним розчином, аналогічно стикам стінових панелей прямокутних ємкостей.

При відсутності попереднього обтиснення стін стик стіни із днищем виконують, як і для плоских панелей прямокутних споруд, жорстким, тобто шляхом закладення панелей у паз. При застосуванні попереднього обтиснення стик стін із днищем повинен забезпечувати можливість зміщення панелей при обтисненні стіни. З цією метою панелі встановлюють по шару бітуму, який укладається по цементній стяжці, що вирівнює дно паза (рис. 1.26). Заклиню-вання панелей у пазу не допускається, а їхнє монтажне закріплення повинне здійснюватися підкосами. Герметизація бітумом або герметиком стику стіни із днищем проводиться після натягу кільцевих арматур або схоплювання бетону, що напружується, у стиках.

Рис. 1.25 – Сполучення стінових панелей у циліндричних спорудах:

1 – торкрет-штукатурка; 2 – кільцева арматура, що напружується; 3– замонолічуванння цементно-піщаним розчином; R – радус криволінійної поверхні панелі; D – діаметр споруди

Рис. 1.26 − Стик стінових панелей циліндричних споруд з днищем:

1 – азбестоцементний розчин; 2 – зовнішня арматура, що напружується; 3 – стінова панель ПСЦ 2 або ПСЦ 3; 4 – торкрет-штукатурка;

5 – бітум; 6 – вирівнюючий шар цементного розчину

Поряд з типовими плоскими панелями для влаштування стін циліндричних споруд можуть використовуватися індивідуальні панелі плоско-вгнутої форми з п’ятою з бетону, що напружується (рис. 1.27). Панелі з’єднують між собою за допомогою шпонкових стиків. При використанні цих панелей вертикальні стики між ними виконують самонапруженими, що забезпечує їх тріщиностійкість та водонепроникність. Для замонолічування стиків використовують бетон на цементі, що напружує. Щоб з’явилася енергія самонапруження бетону в стиках, ширина стику має бути не менше 70 мм.

За рахунок влаштування самонапружених стиків між панелями можна відмовитися від навивки на стіни арматури, що напружується.

Покриття ємкісних споруд виконує різні функції, у тому числі конструкції, що обгороджує, до якої в деяких спорудах (наприклад, у резервуарах питної води) ставлятьсяй вимоги герметичності, а також несучої конструкції, що сприймає навантаження від снігу, утеплюючих матеріалів, механізмів (які можуть розташовуватися на покритті як у процесі будівництва, так і в період експлуатації). Покриття також виконують функції розпірних конструкцій.

Покриття, як правило, проектують збірними.

Рис. 1.27 – Фрагмент циліндричної стіни з плоско-вгнутих панелей з опорною п’ятою:

1 – стінова панель; 2 – центральна частина днища з монолітного бетону; 3 – шпонки із закладними виробами й стиковими накладками; 4 – стик, заповнений бетоном, що напружується;

5 – монолітний залізобетонний пояс

Покриття з прямокутною сіткою колон можуть застосовуватися і для прямокутних, і для круглих у плані споруд, але при цьому в місцях примикання до стін виходять сектори, на яких доводиться виконувати монолітні ділянки (рис. 1.28,а). Квадратну сітку в циліндричних спорудах доцільно застосовувати тільки при більших діаметрах споруд – 42 м і більше, в яких відсоток цих монолітних ділянок відносно невеликий. Повністю збірне покриття циліндричних споруд можнастворити, застосовуючи радіальну сітку колон. Але при цьому потрібні індивідуальні кільцеві ригелі й плити трапецієподібної форми в плані (рис. 1.28, б)двох-трьох типорозмірів на кожну споруду. Тому такі покриття не одержали великого поширення. Прагнення до використання типових плит з обмеженням монолітного залізобетону привело до створення покриттів (рис. 1.28, в), де вузькі клини між типовими плитами бетонують по опалубці, що опирається на стовщення ребер.

Покриття циліндричних резервуарів, виконуваних з монолітного залізобетону, слід проектувати, як правило, безбалковим, особливо при підпорі підземних вод. У цьому разі конструкції днища й покриття будуть аналогіч-ними з однотипним рішенням арматурних виробів. Крім того, у безбалкових покриттях виключається утворення замкнутих осередків і виходить гладка стеля, що є позитивним чинником для споруд господарсько-питного призна-чення.

Покриття споруд часто треба утеплювати з метою запобігання води від замерзання в зимовий період. Утеплення покриття можна здійснювати шаром ґрунту або утеплювачем. Товщина шару ґрунту або утеплювача визначається залежно від розрахункової зимової температури, режиму експлуатації споруди, об’єму води в ній, кратності обміну й температури води, що надходить у ємкість. Як утеплювач може бути використаний пінобетон, газосилікат, керамзитобетон, пінополіуретан та інші матеріали.

Застосування як утеплювача покриттів шару ґрунту пов'язане з деяким обтяженням їхньої конструкції. Однак таке ґрунтове засипання необхідне при підпорі підземних вод д ля протидії спливанню споруди. Застосування утеплювача дозволяє значно зменшити вагу покриття, але при цьому зростають трудомісткість і вартість робіт з утеплення споруди, підвищуються вимоги до гідроізоляції покриття й потрібен постійний догляд за покриттям у період експлуатації. Тому застосування як утеплювача шару ґрунту одержало переважне поширення.

Рис. 1.28 – Покриття циліндричних ємкостей:

а – при прямокутній сітці колон з типових виробів; б – при радіальній сітці колон з індивідуальних виробів; в – те ж з типових плит; 1 – колони; 2 – стіна; 3 – типові плити покриттів; 4 – монолітні ділянки; 5 – типові ригелі; 6 – індивідуальні трапецієподібні в плані

плити; 7 – кільцеві балки; 8 – водонапрямна перегородка; 9 – арматурні випуски з плит