Варіант реконструкції днищ силосів під великі зосереджені навантаження

Размещено на http://www.allbest.ru/

Національний університет “Львівська політехніка”

„Науково-проектна фірма „Реконстрпроект” м. Львів

Варіант реконструкції днищ силосів під великі зосереджені навантаження

Гладишев Г.М., к.т.н., доцент

Гладишев Д.Г., к.т.н., доцент

У найближчій перспективі основними напрямками структурної реорганізації промислового будівництва є розширення та реконструкція існуючих промислових об'єктів, в тому числі і силосних складів цементу, під нові технології. Забезпечення надійності існуючих будівельних об'єктів при їх реконструкції та технологічному переозброєнні вимагає об'єктивної оцінки їх технічного стану та розробки нових способів армування. Один з варіантів армування в межах набетонок днищ силосів був застосований при реконструкції силосного корпусу на ВАТ „Миколаївцемент” у м. Миколаїв Львівської області.

Постановка завдання.

Силосний корпус №6 на ВАТ „Миколаївцемент” являє собою інженерну ємкісну споруду, призначену для прийому, зберігання та відвантаження цементу у залізничний або автомобільний транспорт. Силосний корпус прийнятий в експлуатацію у 1960 році і складається з 16-ти круглих залізобетонних монолітних банок з внутрішнім діаметром 10,0 м, висотою 26,0 м (від верху конструкції плити днища силосу - відмітка +5,00м, до відмітки +31,00м - підлоги надсилосної галереї).

В зв'язку з реконструкцією технологічного обладнання для примусового витоку цементу з силосів при його розвантаженні за технологією розробленою французькою фірмою „Lafarge”, виникло питання передачі великих зосереджених навантажень на плиту днища силосу на відм. +5,00м від опор розподільчого металевого конусу для цементу (рис. 1).

Залізобетонна монолітна набетонка запроектована на навантаження запропонованими технологами французькою фірми „Lafarge” у seite 3.23 „Structural Analysis”: рівномірно-розподілені навантаження p=232кПа по зовнішньому, пристінному кільцю силосів шириною 2,25м; шість зосереджених вертикальних навантажень F_v=897,4кН та горизонтальних навантажень F_h=224кН від опор розподільчого конусу.

Конструктивне вирішення днища силосу це - звичайне ребристе залізобетонне перекриття: плита товщиною 400мм з якої на висоту 400мм виступають балки шириною 600мм.

Днище має п'ять випускних отворів з яких: центральний пробивається при реконструкції і стає основним для випуску цементу, чотири існуючих отвори зберігаються і в новій армованій на бетонці для пропуску повітропроводів для спушування цементу.

Обмірні роботи, інструментальні дослідження [1] та проект реконструкції днищ цементних силосів під нову технологію виконували спеціалісти ТзОВ „Науково-проектної фірми „Реконстрпроект”.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1. Схема розташування розподільчого металевого конусу для цементу, його опор, арматурних елементів МХ-1 та кільцевих арматурних сіток у набетонці днища силосу

Результати досліджень та характер робіт при реконструкції днища.

При виконані досліджень елементів будівельних конструкцій восьми силосів визначили клас бетону (В) залізобетонних монолітних плит та балок днищ (табл. 1). В таблиці 1: R_15,m - середня міцність бетону віднесена до кубів з розмірами 15Ч15Ч15мм; U_f - коефіцієнт варіації; R_15.ser - міцність при 95% забезпеченні.

Таблиця 1. Міцнісні характеристики бетону конструкцій силосів

З статистичного аналізу 1140 замірів міцності бетону днища силосу, наведених в табл. 1, видно, що мінімальний клас бетону конструктивних елементів днища силосу В10 при загальному U_f=30,5%, статистична міцність бетону R_15,ser =10,98МПа досить низька.

Як бачимо міцність бетону днища має значну мінливість (U_f =14,935,8%) по ділянках зондування, що вказує на задовільний контроль якості монолітного бетону при улаштуванні розглянутих елементів залізобетонних конструкцій. Отримані коефіцієнти варіацій перевищують нормативне значення U=13,5% за СНиП 2.03.01-84* [2]. При такій міцності бетону, плита днища не сприймає зазначених великих зосереджених навантажень від чотирьох з шести опор металевого конусу, дві опори конусу попадають на несучі колони силосу. При цьому, піраміда продавлювання бетону днища має тільки три грані, четверта грань попадає в існуючі випускні отвори.

Застосування традиційного армування стержневою арматурою неможливе із-за відсутності зони анкерування через технологічні отвори біля ділянок прикладання зосереджених навантажень (рис. 1).

Для вирішення цього конструктивного питання прийнятий новий спосіб армування набетонки під великі зосереджені навантаження. Він полягає у застосуванні для армування металевого хомута МХ-1 (рис. 2, 3) консольного типу, кільцевої металевої стрічки, яка сприймає розтягуючи та згинаючі зусилля і одночасно забезпечує надійне анкерування поза ділянками прикладання зосереджених навантажень. Прямолінійні ділянки хомута МХ-1 мають двотавровий переріз для підвищення його жорсткості та для формуванні опорної площі проти зминання бетону набетонки під металевою стрічкою.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2. Робоче креслення металевого хомута МХ-1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 3. Виконані металеві хомути МХ-1

При демонтажі старої набетонки дозволили залишити від неї кільце шириною 1,5м, яке дотикається до внутрішньої стінки силосу (рис. 1). Наближений об'єм старої набетонки, яку залишили в силосі - V=11м³.

Об'єм бетону на нову набетонку в одному силосі V=59м³, у восьми силосах УV=472м³. Корисне навантаження на набетонку передавали тільки після того, як бетон досягнув не менше 75% проектної міцності. Щити опалубки знімали при досягненні бетоном не менше 50% проектної міцності.

Роботи з улаштування монолітної набетонки вели у вiдповiдностi до [3]. Арматурні роботи вели у вiдповiдностi до [3]. Армування монолітної набетонки виконували сітками з окремих стержнів, зварними каркасами та металевими хомутами МХ-1 (для сприйняття великих зосереджених навантажень). Арматурні сітки збирали по місцю з окремих стержнів за допомогою контактного точкового зварювання. Усі місця перетинів повздовжніх та поперечних стержнів з'єднані. Особливу увагу при з'єднанні приділяли з'єднанню перетинів стержнів у двох крайніх рядах по периметру сітки. При виконанні стержнів з частин на повну проектну довжину їх стикували зварюванням з довжиною зварного шва не менше 100мм з двох сторін арматури. При виконанні арматурних стержнів сіток з частин, без зварювання, стержні стикували з довжиною перепуску не менше 40Чd і об'єднували в'язальним дротом.

Стики в сітці з окремих стержнів зміщували не менше ніж на 600мм. Перед бетонуванням перевіряли місця розташування арматурних виробів, закладних деталей, технологічних отворів, кільцевих та радіальних канавок, надійно зафіксували їх від зміщення при укладанні та вібруванні бетону. Набетонку бетонували за один період часу, без тривалих перерв при укладанні бетонної суміші.

Для виготовлення бетону класу В30 (М400) застосовували: у якості в'яжучого портландцемент, дрібний заповнювач - кварцовий пісок, крупний заповнювач - щебінь вивержених порід. Марка щебеня >800. У склад бетону не допускали введення хлористих солей. Транспортування та подачу бетонної суміші здійснювали спеціалізованими засобами, які забезпечують збереження заданих властивостей матеріалу.

Допуски на якість лицьової поверхні елементів (вимоги до якості поверхонь та зовнішньому вигляду конструкцій), зазначені французькою фірмою „Lafarge”, були наступні:

не допускати вихід арматури на поверхню бетону, допуск на захисний шар +5мм.

не допускати відкриті повітряні пори, які утворюються в результаті защемлення повітря бетоном у поверхні;

число раковин не повинно перевищувати однієї з розмирами 10Ч10Ч5мм (довжина-ширина-глибина) на кожні 3 метра довжини;

висота напливів, заглиблень та сколів на гранях не більше 5мм при кількості не більше однієї на кожні 3 метри;

у бетоні не допускаються тріщини за виключенням усадочних та поверхневих технологічних, ширина яких не повинна перевищувати 0,05мм, а кількість не більше однієї на кожні 2 метри довжини;

товщина захисного шару не повинна бути меншою 25мм.

Для зменшення тертя, структура лицьової поверхні набетонки повинна бути гладкою. Для утворення гладкої поверхні набетонки використаний матеріал „Eurolan HL” фірми „Альпі-Львів”, офіційного представника „DEITERMANN”. При використанні „Eurolan HL” гладкі поверхні стають стійкими на стирання. Роботи з улаштування набетонок виконали у 2002 році.

Співробітниками „НПФ „Реконстрпроект” виконаний робочий проект розподільчого металевого конусу для цементу (рис. 4).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 4. Кріплення ніг розподільчих конусів до закладних деталей опорних ділянок в межах металевих хомутів МХ-1 (рис. 1), на поверхнях нових набетонок днищ силосів

Впровадження нового способу армування набетонки, який полягає у застосуванні металевого хомута МХ-1 консольного типу з кільцевої металевої стрічки, яка сприймає розтягуючи та згинаючі зусилля і одночасно забезпечує надійне анкерування поза ділянками прикладання зосереджених навантажень, що дозволило передати великі зосереджені навантаження (897,4кН) від розподільчого металевого конусу для цементу на плиту днища силосу.

П'ятирічна експлуатація реконструйованих днищ цементних силосів на ВАТ „Миколаївцемент” показала логічність прийнятих „Науково-проектною фірмою „Реконстрпроект” проектних рішень.

Література

реконструкція днище силос технологічний

1. Нормативні документи з питань обстеження, паспортизації, безпечної та надійної експлуатації виробничих будівель і споруд. Держнаглядохоронпраці України. Київ, 1999 р.

2. СНиП 2.03.01-84*. Бетонные и железобетонные конструкции. 3. CНиП 3.03.01-87. Несущие и ограждающие конструкции.

Размещено на Allbest.ru