Требования к проектированию железобетонных резервуаров для воды - Строительство и ремонт

Железобетонные резервуары для воды предназначены для хранения воды. Проектирование железобетонных резервуаров для воды основано на стандарте IS 3370: 2009 (части I – IV). Конструкция зависит от расположения резервуаров, т.е. подвесные, наземные или подземные резервуары для воды.
Резервуары могут быть выполнены в различных формах, обычно используются круглые и прямоугольные формы. Резервуары могут быть изготовлены из железобетона или даже из стали. Надземные резервуары (наземные) обычно поднимаются на крышу с помощью колонн. С другой стороны, подземные резервуары опираются на фундамент.
В этой статье рассматриваются требования к проектированию железобетонных резервуаров для воды.

4.Допустимые напряжения в стали

5. Напряжения, вызванные колебаниями температуры или влажности

6. Полы железобетонного резервуара для воды

Деформационные швы
Пол железобетонного резервуара для воды опирается на грунт
Пол резервуаров опирается на опору

7. Бетонные стенки резервуара для воды

Обеспечение швов
Давление на стенку резервуара для воды из РСС

8. Крыша резервуара для воды RCC

9. Минимальное армирование резервуара для воды из РСС

1.Типы резервуаров для воды RCC

В зависимости от расположения и формы резервуаров для воды, они классифицируются, как показано в таблице 1:
Таблица 1 Типы резервуаров для воды RCC в зависимости от их расположения и формы
Типы резервуаров для воды
На основе расположения резервуара для воды
По форме резервуара
Подземные резервуары
Прямоугольный резервуар
Резервуар, опирающийся на грунт
Круглый резервуар
Надземные резервуары*
Сферический резервуар

Интцевый резервуар
Круглый резервуар с коническим дном
* Эстетический вид окружающей местности и дизайн конструкции контролирует форму накладных резервуаров.

наземный резервуар для воды RCC

подземный резервуар для воды RCC

подвесной резервуар для воды RCC

2.Основы проектирования бетонных резервуаров для воды

Проектирование резервуаров для воды RCC должно основываться на достаточной устойчивости к растрескиванию во избежание утечек и достаточной прочности. Для достижения этих целей делаются следующие допущения:

ровное сечение до изгиба остается ровным после изгиба.
Бетон и сталь абсолютно упруги, а модульный коэффициент имеет значение, указанное в IS 456- табл. 21.
При расчете напряжений. Как при изгибе, так и при прямом растяжении или их комбинации, относящихся к сопротивлению растрескиванию, можно учитывать весь участок бетона, включая покрытие вместе с арматурой, при условии, что растягивающее напряжение в бетоне ограничено значениями, приведенными в таблице 2.
При расчете прочности не учитывайте прочность бетона на растяжение.

Напряжения в резервуаре для воды из РСС

3.Допустимое напряжение в бетоне

Допустимое напряжение для сопротивления образованию трещин

Бетон резервуара для воды не должен иметь утечек. Это может быть достигнуто путем выбора бетона марки М 20 и выше, а бетон вблизи поверхности воды должен быть таким, чтобы в нем не образовывались трещины.
Поэтому, чтобы бетон не имел трещин на поверхности воды, толщина стенки резервуара должна быть рассчитана таким образом, чтобы напряжение на бетон было меньше значений, приведенных в таблице 2.
Для элементов толщиной менее 225 мм, контактирующих с жидкостью с одной стороны, эти допустимые напряжения при изгибе применяются также к поверхности, удаленной от жидкости.
Таблица 2 Допустимые напряжения в бетоне (Для расчетов, связанных с сопротивлением бетона)
Марка бетона
Допустимые напряжения в бетоне
Прямое напряжение Н/мм2
Напряжение при изгибе Н/мм2
M15
1.1
1.5
M20
1.2
1.7
M25
1.3
1.8
M30
2.0
M35
1.6
2.2
M40
2.4

Допустимые напряжения при расчете прочности

При расчете прочности допустимые напряжения в бетоне следует принимать в соответствии со значениями, приведенными в табл. 3 и табл. 4.
Таблица 3 Допустимые напряжения в бетоне для расчета прочности
Марка бетона
Допустимое напряжение при сжатии, Н/мм2
Допустимое напряжение в связке (среднее) для простых стержней при растяжении, Н/мм2
Прямой
Изгиб
6
8.5
0.9
8
10
1
9
11.5
13
M45
11
14.5
M50
12
16
1.4
Таблица 4 Допустимое напряжение сдвига в бетоне
100*Ас/бд
Допустимое напряжение сдвига в бетоне, Н/мм2
M25
M30
M35
M40 и выше
?0.15
0.19
0.20
0.200
0.25
0.23
0.230
0.50
0.31
0.310
0.32
0.75
0.36
0.37
0.38
1
0.40
0.41
0.42
1.25
0.44
0.45
0.46
1.50
0.48
0.49
1.75
0.50
0.52
2
0.51
0.53
0.54
0.55
2.25
0.56
0.57
2.50
0.58
0.60
2.75
0.62
3 и выше
0.63
As: площадь продольного растяжения арматуры

4.Допустимое напряжение в стали

Для предотвращения растрескивания бетона напряжение в стали при различных положениях не должно превышать следующих значений.

При расположении стали вблизи торца элементов в контакте с жидкостью 115 Н/мм2 для стержней из низкоуглеродистой стали и 150 Н/мм2 для высокопрочных деформированных стержней.

Если сталь размещается на лицевой стороне вдали от жидкости для элементов толщиной 225 мм и более, то допустимое напряжение в стали должно составлять 125 Н/мм2 для прутков из низкоуглеродистой стали и 190 Н/мм2 для высокопрочных деформированных прутков.

Если сталь укладывается на лицевую сторону от жидкости для элементов толщиной менее 225 мм, то же самое, что и ранее.

Армирование в резервуарах для воды

5. Напряжения, вызванные колебаниями температуры или влажности

Не требуется выполнять отдельный расчет для напряжения, вызванного изменением влажности и температуры в бетоне, при соблюдении следующих условий:

Армирование не меньше, чем минимальное армирование, описанное в разделах ниже.

Рекомендации IS 3370 (часть 1) в отношении обеспечения подвижных швов и подходящего антифрикционного слоя под резервуаром для воды выполняются надлежащим образом.

Резервуар должен быть предназначен для хранения воды или водных жидкостей при температуре окружающей среды или близкой к ней.

бетон не должен высыхать.

Принимаются надлежащие меры для предотвращения растрескивания бетона в период строительства и до ввода резервуара в эксплуатацию.

Тем не менее, отдельные расчеты для изменения влажности и температуры должны проводиться, если:

Предполагаемый коэффициент усадки составляет .

В резервуаре для воды используется проницаемая облицовка. В этом случае необходимо учитывать возможное высыхание резервуара.

Примечание: содержание цемента в диапазоне от 330 кг/м3 до 550 кг/м3 должно использоваться для снижения усадки до минимально возможного уровня.

6. Полы железобетонного резервуара для воды

Деформационные швы

Деформационные швы должны быть предусмотрены в соответствии с IS 3770 (часть I).

Различные деформационные швы в полу резервуара для воды

Пол железобетонного резервуара для воды опирается на грунт

Уложите на грунт слой тощего бетона толщиной не менее 75 мм.

Обычно для тощего бетона используется M15.

Используйте M20 для тощего бетона при наличии агрессивных почв или вредных вод.

При необходимости используйте сульфатостойкий бетон

Установите слой полиэтиленовой пленки между тощим бетоном и полом

Заливка пола в один слой

Железобетонный пол резервуара для воды над землей

Пол резервуаров опирается на опоры

Оно должно быть рассчитано на изгибающие моменты от мертвой нагрузки и нагрузки от воды.

Особое внимание должно быть уделено проектированию пола многоячейкового резервуара для воды.

Наконец, если стены и пол жестко соединены, то при проектировании пола следует учитывать момент в месте соединения в сочетании с другими передаваемыми нагрузками.

пол резервуара с водой над головой

7. Бетонные стены резервуара для воды

Обеспечение стыков

Скользящие соединения могут использоваться, если:

Желательно, чтобы стенки могли расширяться или сжиматься отдельно от пола.

Для предотвращения моментов у основания стены из-за крепления к полу.

Скользящее соединение в резервуаре для воды

Давление на стенку водяного резервуара RCC

давление газа, которое развивается из-за наличия неподвижной или плавающей крышки резервуара, должно быть добавлено к давлению жидкости.

Если резервуар для воды построен в грунте или на насыпи земли, то давление грунта должно быть учтено при проектировании стен.

Земляная насыпь оказывает давление на стену резервуара для воды из РСС

8. Крыша резервуара для воды из РСС

Чтобы избежать возможности образования трещин, важно обеспечить соответствие деформационных швов в крыше и стенах, если крыша и стены монолитны.
Однако, если для перемещения между крышей и стеной предусмотрено скользящее соединение, соответствие стыков не так важно.
Более того, в случае резервуаров, предназначенных для хранения воды в бытовых целях, крыша должна быть водонепроницаемой.
Это может быть достигнуто путем ограничения напряжений, как для остальной части резервуара, или путем использования покрытия из водонепроницаемой мембраны, или путем обеспечения уклонов для обеспечения адекватного дренажа.

Крыша резервуара для воды из РСС

9. Минимальное армирование для резервуара для воды из РСС

Минимальное армирование, необходимое для секций толщиной 199 мм, составляет 0,3 % от площади бетонной секции, которая линейно уменьшается до 0,2 % для секций толщиной 450 мм.
Кроме того, в случае плиты перекрытия резервуара, опирающейся на грунт, минимальное армирование из практических соображений должно составлять не менее 0,3% от общей площади сечения плиты перекрытия.
Наконец, если толщина секции (стенки, перекрытия или крыши резервуара) составляет 225 мм и более, необходимо уложить два слоя арматурной стали, по одному возле каждой секции для обеспечения минимальных требований к армированию.

Читайте далее: