сейсмостойкое монолитное бетонное хранилище

Формула изобретения

1. Сейсмостойкое монолитное бетонное хранилище для экологически опасных материалов, включающее фундаментную плиту, резервуар, ограниченный днищем и крышкой, и расположенную по периметру резервуара тороидальную емкость, отличающееся тем, что резервуар образован стенкой тороидальной емкости внутренней стороны тора, стенка, крышка и днище хранилища выполнены предварительно напряженными с внутренними и наружными металлическими обшивками, при этом внутренние обшивки днища и крышки сопряжены с наружной обшивкой тороидальной емкости с внутренней стороны тора, а наружные обшивки днища и крышки сопряжены с наружной обшивкой тороидальной емкости с наружной стороны тора, причем в крышке и стенке и в днище и стенке в диаметральных направлениях уложены каналообразователи, через которые пропущена предварительно напряженная арматура и заанкерена на обшивке тороидальной емкости снаружи хранилища, а в центре хранилища шарнирно смонтирована сборная трубобетонная опорная стойка с предварительно напряженной арматурой, пропущенной через крышку, стойку, днище и фундаментную плиту и заанкеренной на крышке и фундаментной плите.

2. Хранилище по п. 1, отличающееся тем, что каналообразователи с предварительно напряженной арматурой заполнены смазкой.

3. Хранилище по п. 1, отличающееся тем, что преднапряженная арматура заанкерена на фундаментной плите и обшивке тороидальной емкости с одной стороны хранилища с помощью пружинного демпфера.

4. Хранилище по п. 1, отличающееся тем, что крышка хранилища с внутренней стороны резервуара имеет диаметрально расположенные ребра жесткости.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству, в частности к конструкциям резервуаров для хранения экологически опасных материалов, таких, как радиоактивные и токсичные отходы, нефть и нефтепродукты, находящихся в сейсмоопасных регионах.

Известны хранилища для нефтепродуктов в виде предварительно напряженных монолитных цилиндрических резервуаров, включающих бетонное основание, цилиндрическую оболочку, днище и крышку (1).

Недостатком известной конструкции хранилища является невысокая сейсмостойкость из-за наличия сопряжения стенок с днищем и крышкой под прямым углом.

Известны хранилища для экологически опасных продуктов в виде железобетонных предварительно напряженных торообразных оболочек (2).

Недостатком такой конструкции является невозможность использования всей занимаемой оболочкой площади для образования резервуара.

Наиболее близким к предлагаемой конструкции хранилища является сейсмостойкое монолитное бетонное хранилище для экологически опасных материалов, включающее фундаментную плиту, цилиндрический предварительно напряженный резервуар с днищем и крышкой и расположенную по его периметру тороидальную емкость высотой равной высоте цилиндрического резервуара (3).

Недостатками известной конструкции хранилища является невысокая сейсмостойкость из-за наличия прямых углов сопряжения в цилиндрическом резервуаре.

Техническая задача заключается в повышении сейсмостойкости сооружения при оптимальном использовании площади застройки и снижении материалоемкости хранилища.

Поставленная задача решается таким образом, что в сейсмостойком монолитном бетонном хранилище для экологически опасных материалов, включающем фундаментную плиту, резервуар, ограниченный днищем и крышкой, и расположенную по периметру резервуара тороидальную емкость, согласно изобретению резервуар образован стенкой тороидальной емкости внутренней стороны тора, стенка, крышка и днище хранилища выполнены предварительно напряженными с внутренними и наружными металлическими обшивками, при этом внутренние обшивки днища и крышки сопряжены с наружной обшивкой тороидальной емкости с внутренней стороны тора, а наружные обшивки днища и крышки сопряжены с наружной обшивкой тороидальной емкости с наружной стороны тора, причем в крышке и стенке и в днище и стенке в диаметральных направлениях уложены каналообразователи, через которые пропущена предварительно напряженная арматура и заанкерена на обшивке тороидальной емкости снаружи хранилища, а в центре хранилища шарнирно смонтирована сборная трубобетонная опорная стойка с предварительно напряженной арматурой, пропущенной через, крышку, стойку, днище и фундаментную плиту, и заанкеренной на крышке и фундаментной плите. При этом каналообразователи с предварительно напряженной арматурой заполнены смазкой. Преднапряженная арматура заанкерена на фундаментной плите и обшивке тороидальной емкости с одной стороны хранилища с помощью пружинного демпфера, а крышка хранилища с внутренней стороны резервуара имеет диаметрально расположенные ребра жесткости.

Отличие предлагаемой конструкции заключается в том, что резервуар образован стенкой тороидальной емкости внутренней стороны тора, стенка, крышка и днище хранилища выполнены предварительно напряженными с внутренними и наружными металлическими обшивками, при этом внутренние обшивки днища и крышки сопряжены с наружной обшивкой тороидальной емкости с внутренней стороны тора, а наружные обшивки днища и крышки сопряжены с наружной обшивкой тороидальной емкости с наружной стороны тора, причем в крышке и стенке и в днище и стенке в диаметральных направлениях уложены каналообразователи, через которые пропущена предварительно напряженная арматура и заанкерена на обшивке тороидальной емкости снаружи хранилища, а в центре хранилища шарнирно смонтирована сборная трубобетонная опорная стойка с предварительно напряженной арматурой, пропущенной через крышку, стойку, днище и фундаментную плиту, и заанкеренной на крышке и фундаментной плите. При этом каналообразователи с предварительно напряженной арматурой заполнены смазкой, а преднапряженная арматура заанкерена на фундаментной плите и обшивке тороидальной емкости с одной стороны хранилища с помощью пружинного демпфера. При этом каналообразователи с предварительно напряженной арматурой заполнены смазкой.

Предлагаемая конструкция хранилища обеспечивает увеличение емкости хранилища при сохранении занимаемой сооружением площади, повышение сейсмостойкости сооружения за счет исключения углового сопряжения стенок и наличия сейсмопоглощающих связей - преднапряженной арматуры с анкерами в виде пружинных демпферов, свободно размещенной в каналообразователях днища и крышки, и шарнирно смонтированной опорной стойки, и возможность монолитного возведения сооружения при снижении материалоемкости и соединения его частей с помощью расположения предварительно напряженной арматуры в стенке и крышке, в стенке и днище и закрепления на наружной поверхности хранилища, а также соединения обшивок днища и крышки с наружной обшивкой тороидальной емкости. При этом заполнение смазкой каналообразователей обеспечивает возможность свободного перемещения расположенной в них предварительно напряженной арматуры в период землетрясения и деформации сооружения без разрушения отдельных его частей.

На фиг. 1 представлено хранилище (продольный разрез); фиг.2 - I-I фиг. 1; фиг.3 - узел А фиг.1; фиг.4 - узел В фиг.1; фиг. 5 - узел С фиг. 1.

Хранилище состоит из фундаментной плиты 1, тороидальной емкости 2 и резервуара, образованного стенкой 3 тороидальной емкости 2, днищем 4 и крышкой 5. Тороидальная емкость 2 выполнена из металлических наружной и внутренней обшивок 6, 7, пространство между которыми заполнено бетоном 8. Днище 4 резервуара выполнено из наружной обшивки 9, соединенной с наружной обшивкой 6 тороидальной емкости 2 посредством выпуска 10, внутренней обшивки 11, соединенной с наружной обшивкой 6 тороидальной емкости 2 посредством выпуска 12 и бетона 8. Крышка 5 резервуара выполнена аналогично днищу 4 и имеет наружную обшивку 13 с выпуском 14, внутреннюю обшивку 15 с выпуском 16 и бетон заполнения 8. В центре хранилища шарнирно смонтирована сборная трубобетонная стойка 17 с возможностью ее поворота в любую сторону относительно осей шарнира 18. В бетоне вдоль обшивок днища и крышки в диагональных направлениях сквозь стенку 3 тороидальной емкости 2 пропущены каналообразователи 19 с предварительно напряженной арматурой 20, которая заанкерена на наружной обшивке 6 тороидальной емкости 2 снаружи хранилища анкерами 21 и 22. Анкеры 21 (активные) выполнены клиновидными, а анкеры 22 (пассивные) в виде пружинных демпферов. В бетоне трубобетонной стойки 17 сквозь крышку 5, днище 4 и фундаментную плиту 1 пропущена предварительно напряженная арматура 20 в каналообразователях 19 и заанкерена на наружной обшивке 13 крышки 5 анкером 21 и нижней стороне фундаментной плиты 1 с помощью пружинных демпферов 22. Полость каналообразователя 19 с предварительно напряженной арматурой 22 заполнена смазкой 23 для возможности перемещения арматуры при деформации частей сооружения без обрывов и сохранении каркаса сооружения. Для шарнирного соединения опорной стойки 17 с крышкой 5 на последней с внутренней стороны резервуара в диагональных напрвлениях выполнены ребра жесткости 24.

Хранилище возводят следующим образом.

Предварительно формуют железобетонную фундаментную плиту 1. После набора бетоном прочности на фундаментной плите раскладывают металлический лист - нижнюю обшивку днища, Который имеет выпуски по наружности листа. Затем на листе собирают опалубку тороидальной емкости в виде кольцевых обшивок наружной и внутренней, закрепляют на ней каналообразователи и укладывают арматуру. Бетонируют стенки тороидальной емкости путем инъекцирования бетонной смеси, например, напрягающего бетона. Выпуски обшивки днища выходят за пределы площади тороидальной емкости на 1/3-1/4 наружного диаметра тороидальной емкости. На нижней наружной обшивке днища фиксируют каналообразователи, укладывая их по диагоналям и стыкуя с каналообразователями, размещенными в стенке тора, и пропускают через них арматуру, оставляя концы на наружной поверхности хранилища. Затем устанавливают внутреннюю обшивку днища, выполненную так же, как и наружная обшивка с выпусками. Выпуски обшивок загибают и сопрягают с поверхностью тороидальной емкости, приваривая их по периметру к наружной обшивке тороидальной емкости, внутренней - изнутри тора, наружной - снаружи хранилища. После чего осуществляют бетонирование днища. В центре и фундаментной плите оставляют сквозное отверстие для пропуска арматуры. После набора бетоном днища прочности устанавливают сборную трубобетонную стойку с шаровыми оголовками на концах и пропущенной сквозь нее арматурой, которую на нижней стороне фундаментной плиты заанкеривают анкером 22, а вверху крепят временными связями.

После этого монтируют крышку хранилища аналогично днищу. После набора бетоном крышки прочности через выполненное в крышке отверстие пропускают арматуру, натягивают гидродомкратом до заданной величины Р и фиксируют на наружной обшивке крышки. Затем преднапрягают арматуру крышки и днища, фиксируя ее на наружной стороне хранилища анкерами 21 и 22. После этого в каналообразователи нагнетают смазку, например солидол.

Тороидальная емкость диаметром в плане 50 м и диаметром собственно полости тора 6 м имеет вместимость около 5000 м³, а внутри тора резервуар около 10000 м³. Таким образом, емкость хранилища увеличивается до 15000 м³.

Источники информации

1. А. Б. Рубинштейн и др. "Предварительно напряженные монолитные резервуары для нефтепродуктов", Журнал "Строительные конструкции" 1998 г. с,6.

2. Свидетельство 3504 на ПМ. Кл. G 21 F 9/22, БИ 1, 1997 г.

3. Патент РФ 2140512, кл. Е 04 Н 7/00, БИ 30, 27.10.99 (прототип).