Интересные и нужные сведения о строительных материалах и технологиях


Железобетонные конструкции для эксплуатации в агрессивных газовых средах

Кандидаты техн. наук М. Г. БУЛГАКОВА, Е. А. ГУЗЕЕВ, инженеры Н. И. ГРИГОРЬЕВ, Э. Н. КОДЫШ

Специальные проектные требования по повышению коррозионной стойкости железобетонных конструкций можно разделять на конструктивные и технологические.

Конструктивные включают требования к форме конструкций, толщине защитного слоя бетона у арматуры, ширине раскрытия трещин и категориям расчета то трещиностойкости.

Технологические требования направлены на повышение стойкости бетона (путем подбора состава, повышения плотности, выбора специальных цементов п заполнителей, соответствующего арматуры и защиты конструкций (полимерными материалами.

(Конструктивные мероприятия то обеспечению необходимой коррозийной СТОЙКОСТИ осуществляются в процессе проектирования, а технологические—в процессе изготовления и монтажа конструкций.

ЦНИИПромзданпй и НИИЖБ совместно (проанализировали проектные материалы типовых железобетонных конструкций с целью определения возможности их применения в производствах с агрессивными средами.

В результате проведенного анализа выявилась возможность использовать значительную часть конструкций в условиях воздействия слабо- и среднеагрессивных газовых сред. При этом понадобилось создание дополнительных проектных материалов—руководств по использованию чертежей типовых конструкций и непосредственная корректировка чертежей, связанная главным образом с изменениями арматурных каркасов ввиду увеличения толщины защитных слоев арматуры (серия 1.400.1). Остались без изменения трещиностойкость, внешние геометрические очертания и размеры, а следовательно, н опалубочные формы для изготовления (конструкций

Иначе обстоит дело при проектировании (конструкций применительно к (производствам с сильноагрессивпыми средами.

Существенные отклонения от типовых решений связаны в этом случае с повышенными требованиями трещиностойкости и увеличением защитных слоев до 20—25 мм.

Так, для силиноагрессивных сред в обычных конструкциях со стержневой арматурой периодического профиля не допускается раскрытие трещин более 0,1 мм, а в (предварительно напряженных (конструкциях со стержневой и Проволочной напрягаемой арматурой вообще не допускается появление трещин, и при расчете по третьему предельному состоянию для них принимается соответственно первая и вторая категории трещин от стойкости.

Учитывая значительную потребность в конструкциях, работающих в зданиях с сильноагрессивной средой, некоторые проектные ((Прочстройпроект н др.) и научно-исследовательские (ЦНИИПромзданпй, НИИЖБ) организации осуществляют типовое экспериментальное проектирование обычных и предварительно напряженных сборных железобетонных конструкций, предназначенных для эксплуатации в сильно-агрессивных средах.

Расчет балок и тонкости от воздействия основных нагрузок с покрытия, монтажных нагрузок усилим обжатия три отпуске предварительного натяжения производился по нормальным и наклонным течениям.


Для (предупреждения появления трещин п верхнем поясе балок «три отпуске натяжения нижней арматуры предусмотрено расположение напрягаемой арматуры также к в верхней зоне.

Проектным институтом разрабатываются двускатные балки пролетом 12 м 18 м для покрытий зданий с сильноагрессивной средой.

Фермы. Одной из наиболее сложных задач создания конструкций ферм Для снльноагрессивных сред является предупреждение появления трещин или ограничения их раскрытия we только в нижнем -поясе фермы, wo также и в растянутых раскосах, узлах к других элементах.

В 1967—1968 гг. для сильноагрессивных сред были разработаны рабочие чертежи экспериментальных предварительно напряженных подстропильных ферм и стропильных сегментных ферм.

Подстропильные фермы (объект 1969-Э) пролетом -12 м предназначены для опнранпя на них типовых стропильных ферм пролетами 18/24 п 30и с шагом ферм 6 м, в зданиях со скатными покрытиями, возводимых в I—IV районах снеговой нагрузки.

Фермы разработаны в трех вариантах:

1) в опалубке подстропильных ферм серии ПК-01-ПО с симметричным расположением напряженной арматуры и нижнем поясе и паЛИирижепной в растянутых раскосах;

2) в опалубке подстропильных ферм серии ПК-01-110 с симметричным расположением напряженной арматуры в нижнем поясе и растянутых раскосах;

3) с некоторым измененном опалубочных форм подстропильных ферм серии ПК-01-110 с несимметричным -расположением напряженной арматуры поясе и растянутых раскосах.

Подстропильные фермы первого варианта разработаны применительно не изготовлению их 41Л действующих заводах железобетонных изделий с натяжением стержневой арматуры нижнего пояса на упоры.

Подстропильные фермы второго п третьего вариантов разработаны (применительно к новым стендам, (позволяющим производить натяжение арматуры как в нижнем поясе, так и в раскосах.

Фермы рассчитаны с учетом жесткости узлов как статически неопределимые. Предварительно напряженные и растянутые раскосы рассчитаны mo II категории, не напряженные растянутые раскосы — по III категории с ограничением величины трещин в бетоне то длине не более 0,(1 мм и в местах примыкания поболее 0,2 мм.

Из представленных трех вариантов наиболее целесообразной является конструкция ферм, изготовляемых по одностадийной технологии с натяжением домкратами стержневой арматуры нижнего пояса н растянутых раскосов на упоры при несимметричном расположении арматуры.

Стропильные фермы пролетом 18 м с шагом 6 jh и разрабатывались на базе ферм серии ПК-01-129. При проектировании ферм былорассмотрено пять вариантов конструктивного решения, из которых наиболее предпочтительными являются:

1) вариант ферм, выполненных с сечениями элементов ферм ПК-01-129, но с увеличением расхода продольной арматуры решетки для обеспечения ее трещиностойкость:

2) вариант ферм, выполняемых с сечением поясов по серии ПК-0Ы29 и с увеличенным сечением элементов решетки по ширине поясов ферм. При этом в первом варианте расход стали увеличивается до 7—12%, а во втором — на 10—15% от общего расхода стали на аналогичную ферму серии ПК-01-129.

Применение ферм по указанным двум вариантам целесообразно три шаге 6 м в связи с тем, что три незначительном увеличении сечения арматуры удается достигнуть напряжений, позволяющих шо всех случаях (в том числе и н местах примыкании элементов к поясам) получить минимальную величину раскрытия трещин, меньше нормированной— 0,1мм.

Предварительно напрягаемая арматура принята из стали класса A-illn н A-IV. Плита рассчитана как конструкция II категории трещнностойкости. Расчет влиты с учетом кручения продольных ребор показал возможность учета полка, в результате чего момент ее защемления в продольных 2 ребрах принят равным g~50

Натяжение предварительно напрягаемой арматуры предусматривается как механическим, так л электротермическим способом; предпочтительным является более точный механический способ натяжения, так как увеличение точности натяжения позволяет принимать по расчету повышенную трешнностонкость плиты п, как правило, более экономичную марку плиты.

Колонны. В настоящее время разработаны н утверждены «Указания по применению типовых сборных железобетонных колонн одноэтажных промышленных зданий в сильноагресснвных газовых средах» (серия 1.400-4). В Указаниях представлена корректировка чертежей н ключи для подбора колонн следующих серий: колонны прямоугольного сечения серии КЭ-01-49; двухветвевые колонны серии КЭ-01-52; фахверковые колонны серии il\3-01 -55; двухветвевые колонны для зданий с подвесным транспортом серии КЭ-01-56.

В соответствии е СН 262—67 при определении ширины раскрытия трещин ветровая нагрузка учитывается в размере 30% от ее нормированного значения, а крановая — от воздействия одного крана в каждом пролете. При определении ширины раскрытия трещин в двухветвевых колоннах в случае наличия растяжения в одной из ветвей последняя рассматривается как центральнорастянутая — изгибающие моменты в «ей будут незначительными вследствие того, что большая часть поперечной силы, действующей в сечении колонны, будет восприниматься значительно более жесткой сжатой ветвью.

Изменения в конструкциях типовых колон и связаны с ограничением величины раскрытия трещин в бетоне до 0,1 мм н увеличением защитных слоев арматуры. Произведена корректировка каркасов, расположения сеток и отогнутых стержней консолей колонн. Для подбора колонн серий КЭ-01-49 н КЭ-01-52 частично изменяются ключи. Изменение ключей касается колонн широких зданий, в которых учитываются температурные деформации конструкций.

Помимо перечисленных конструкций одноэтажных зданий ведутся проектные разработки конструкций многоэтажных зданий для эксплуатации в агрессивных средах.

Изложенное выше, что на изменение армировании конструкции влияют образом высокие требования к трещиностойкости конструкций.

Приведенные данные по агрессивной среде взяты из материалов экспериментального и типового проектирования на стадии их проектной разработки.

Сравнивая аналогичные конструкции одного и того же армирования и величины нагружения, можно заметить, что и большинстве случаев требуемая нормативами (СН 262—67) трещиностойкость конструкций обеспечивается за счет некоторого дополнительного расхода напрягаемой арматуры без значительного увеличения общего расхода стали, а и ряде случаев за счет повышения марки бетона. При этом важным обстоятельством является снижение эксплуатационного- уровня напряжений л бетоне н арматуре растянутой зоны конструкций.

Данные экспериментальных исследований подтверждают, чю характер п скорость протекания коррозионных процессов в бетоне существенным образом зависит от уровня напряжений в нем. Коррозия в сжатом бетоне (до определенного уровня обжатия) « большинстве случаев замедляется по сравнению с ненагруженным бетоном, а длительные напряжения растяжения интенсифицируют протекание коррозионных процессов и заметно ускоряют потерю бетоном прочности и защитных свойств.

Увеличение предварительного обжатия бетона устраняет растягивающие напряжения в бетоне при эксплуатационных нагрузках, в связи с чем создаются более благоприятные условия работы конструкций под нагрузкой в агрессивной среде.

При проектировании конструкций для агрессивных сред несколько видоизменяются и их геометрические очертания. Во избежание скоплений производственной пыли и влаги, а также с целью создания возможности качественного нанесения защитных покрытий на бетон, очертания конструкций должны быть простыми — без выступов, ребер, острых углов, с тщательно обработанной поверхностью без раковин и шероховатостей.

В конструкциях плит покрытия 1,5X6 м для сильноагрессивных сред в отличие от аналогичных серии ПК-01-1 II были устранены поперечные ребра и сделаны более пологими уклоны скосов. Большое внимание уделено вопросу герметичности заделки стыков по контурам соседних плит.

В стропильных балках покрытий, выполненных на базе серии ПП-01-01/64, устранены вертикальные промежуточные ребра, отсутствуют отверстия в вертикальных стенках балок (см. рисунок).

Приведенные выше приемы рационального проектирования железобетонных конструкций позволят увеличить срок их службы при эксплуатации в производствах с агрессивными газовыми средами.

??????????

??????? ?.?., ??$B!`(B?????? ?.?., ??????? ?.?., ?????????????? ???????????

?????? ?.?., ???????????? ??????????? ?????????? ????????????

?.?. ???????, ????????????? ???????????

?.?. ???????, ???????? ?????? ?? ??????? ???????????

?. ???????, ????????$B!`(B????? ???????????? ???????????

???????? ?.?., ??????????? ?.?., ???????? ?.?., ???????????????? ?????????? ???????????

?.?. ???????, ?????????? ???????????

?.?. ?????????, ?. ????, X. ???????, ????? ???????????? ?????

?.?. ???????, ?????? ???????

?????? ?.?., ??????????: ??? ??? ???????? ? ??? ??? ??$B!`(B?????

?. ????????, ???????????? ????????????? ???????????? ??????

?.?. ???????, ?????????????$B!`(B????? ?????????

?.?. ???????, ????????? ??????????$B!`(B?????? ? ?????????????????? ?????????????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. I. ?????? ???????

??????????$B!`(B????? ??????????. $B!_(B. II. ??????????? ???????

???????????? ??????????$B!`(B????? ?????

?.?. ???????, ??????????$B!`(B????? ??????????

?. ?. ????, ????????????????

????????????$B!`(B????? ??????????????? ???????

????????????? ?????????????? ???????

????? ? ???????????, ????????? ??????

??????????? ????????? ? ??????????? ???????? ??????????