Результат интеллектуальной деятельности: Железобетонный наземный вертикальный резервуар

Изобретение относится к строительству, а именно к наземным железобетонным вертикальным резервуарам для хранения жидкостей (вода, нефть и др.).

Известна конструкция железобетонного вертикального резервуара, включающего крышу и днище, выполненные в плане прямоугольной формы, и стену, выполненную в поперечном сечении в форме прямоугольника (см. Яров В.А., Медведева О.П. Проектирование железобетонных резервуаров. М., Издательство Ассоциации строительных вузов, 1997, с. 5-9).

Недостатками прямоугольных железобетонных вертикальных резервуаров являются относительная высокая материалоемкость, низкая сейсмоустойчивость и плохая обтекаемость ветровыми воздушными потоками, что требует дополнительных усилений конструкции.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому является железобетонный вертикальный резервуар, включающий круглые в плане крышу и днище, и стену, выполненную в поперечном сечении в форме круга (см. Яров В.А., Медведева О.П. Проектирование железобетонных резервуаров. М., Издательство Ассоциации строительных вузов, 1997, с. 5-11, рис. 1.6, D = 4,5; 6,0).

Недостатками резервуара-прототипа являются относительно ограниченные устойчивость, жесткость и обтекаемость ветровыми воздушными потоками.

Задачей изобретения является повышение устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции железобетонного наземного вертикального резервуара.

Для решения поставленной задачи в железобетонном наземном вертикальном резервуаре, включающем крышу и днище, выполненные в плане в виде фигуры постоянной ширины, и стену, выполненную в поперечном сечении в форме фигуры постоянной ширины, крыша и днище резервуара выполнены в плане в виде треугольника Рело, а стена в поперечном сечении выполнена в форме треугольника Рело, причем резервуар установлен так, чтобы один из углов стены в плане располагался напротив направления основного вектора розы ветров.

Сущность изобретения заключается в том, что крыша и днище резервуара выполнены в плане в виде треугольника Рело, а стена в поперечном сечении выполнена в форме треугольника Рело, причем резервуар установлен так, чтобы один из углов стены в плане располагался напротив направления основного вектора розы ветров. Такие новые признаки, как выполнение крыши и днища в плане в виде треугольника Рело, а стены в поперечном сечении в форме треугольника Рело позволяет предложенному техническому решению приобрести новые свойства, заключающиеся в том, что у крыши и днища резервуара увеличиваются периметры, а у стеновой оболочки резервуара повышаются внешние и внутренние поверхности, а также в целом у конструкции железобетонного вертикального резервуара повышается прочность. Другой новый признак, заключающийся в установке наземного вертикального резервуара в плане одним из углов стены напротив направления основного вектора розы ветров, позволяет предложенному техническому решению достигнуть нового свойства, заключающегося в заметном уменьшении сопротивления конструкции железобетонного наземного вертикального резервуара движению ветровых воздушных потоков.

Вышеуказанные новые признаки и свойства отсутствуют в известных технических решениях и позволяют предложенному техническому решению достигнуть эффектов, заключающихся в повышении устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции железобетонного наземного вертикального резервуара. Все это позволяет утверждать, что предложенное техническое решение соответствует критериям изобретения "новизна" и "существенное отличие".

На фиг. 1 изображен железобетонный наземный вертикальный резервуар, продольный разрез;

На фиг. 2 изображен железобетонный наземный вертикальный резервуар, вид сверху;

На фиг. 3 изображен разрез А-А на фиг. 1.

Железобетонный наземный вертикальный резервуар состоит из крыши 1, стены 2 и днища 3.

Треугольник Рело представляет собой фигуру постоянной ширины, образованную пересечением трех дуг радиуса a, центры которого находятся в вершинах равностороннего треугольника со стороной а.

У круга ширина в любом направлении одна и та же - она равна диаметру круга. К фигурам, имеющим постоянную ширину, относится также треугольник Рело.

Из всех фигур заданной постоянной ширины треугольник Рело обладает наименьшей площадью. Если ширина его равна а, то его площадь равна . Следовательно, при равных площадях, треугольник Рело имеет большую ширину по сравнению с кругом. Крыша и днище резервуара, выполненные в плане в виде треугольника Рело, по сравнению с этими же элементами, выполненными в плане круглыми, обладают большими периметрами и повышенными жесткостными характеристиками, что способствует более эффективному восприятию и рассеиванию механических (статических и динамических) и температурных напряжений. По сравнению с оболочкой стены резервуара с поперечным сечением в форме круга, оболочка стены резервуара с поперечным сечением в форме треугольника Рело имеет большую суммарную поверхность (внешнюю плюс внутреннюю), что имеет существенное значение для более эффективного рассеивания механических (статических и динамических) и температурных напряжений.

Периметры релообразных крыши и днища, а также поверхностей (внешняя и внутренняя) оболочки стены железобетонного вертикального резервуара с поперечным сечением в форме треугольника Рело, по сравнению с круглыми крышей и днищем и цилиндрической оболочкой стены резервуара, увеличиваются более чем на 5%.

У треугольника Рело, по сравнению с кругом той же площади, диаметр практически во всех направлениях, проходящих через центр тяжести фигуры, больше на 5%, за исключением нескольких направлений, где они равны. Следовательно, жесткость оболочки стены железобетонного вертикального резервуара, выполненной в поперечном сечении в форме треугольника Рело, а также жесткость крыши и днища резервуара, выполненные в виде треугольника Рело, увеличиваются.

По конструктивным соображениям железобетонные наземные вертикальные резервуары могут выполняться из сборного, монолитного или сборно-монолитного железобетона. При строительстве резервуаров применяется как обычный, так и предварительно напряженный железобетон.

Стыки стены 2 с крышей 1 и днищем 3 чаще проектируются шарнирно-подвижными с использованием эластичных прокладок (резиновых, неопреновых и др.).

Одним из углов релообразная оболочка стенки 2 резервуара устанавливается напротив направления основного вектора розы ветров, установленной для территории возведения железобетонного наземного вертикального резервуара.

Углы при вершинах треугольника Рело равны 120°, это более чем на 30% меньше угла, образованного касательными пересекающимися линиями, куда может вписаться круг. Естественно, обтекаемость вертикального резервуара с сечением в форме треугольника Рело, при установке его одним из углов напротив ветрового воздушного потока, будет заметно лучше обтекаемости резервуара с сечением в форме круга.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения, по сравнению с прототипом, заключается в повышении устойчивости, жесткости и степени обтекаемости ветровыми воздушными потоками конструкции железобетонного наземного вертикального резервуара.