Железобетонный вертикальный резервуар

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

Известна конструкция железобетонного вертикального резервуара, включающего 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 указанного резервуара являются относительно ограниченные устойчивость и жесткость при увеличении габаритов резервуара.

Из известных технических решений наиболее близким к заявляемому (прототипом) является железобетонный вертикальный резервуар, включающий круглые в плане крышу и днище, стену и центральную колонну, выполненные в поперечном сечении в форме круга (см. Яров В.А., Медведева О.П. Проектирование железобетонных резервуаров. М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 1997, с. 9-11, рис. 1.6, D=9; 12).

Недостатками железобетонного резервуара - прототипа являются относительно ограниченные устойчивость и жесткость.

Задачей изобретения являются повышение устойчивости и жесткости конструкции железобетонного вертикального резервуара.

Для решения поставленной задачи в железобетонном вертикальном резервуаре, включающем крышу и днище, выполненные в плане в виде фигуры постоянной ширины, стену и центральную колонну, выполненные с поперечным сечением в форме фигуры постоянной ширины, крыша и днище резервуара выполнены в плане в виде треугольника Рело, а стена и центральная колонна в поперечном сечении выполнены в форме треугольника Рело.

Сущность изобретения заключается в том, что крыша и днище выполнены в плане в виде треугольника Рело, а стена и центральная колонна в поперечном сечении выполнены в форме треугольника Рело. Такие новые признаки, как выполнение крыши и днища железобетонного вертикального резервуара в плане в виде треугольника Рело, позволяют предложенному техническому решению добиться нового свойства, заключающегося в том, что в этих плоских конструктивных деталях резервуара при их постоянной ширине повышается периметр (по сравнению с круглыми), а это позволяет заметно повысить их жесткость.

Другой новый признак, заключающийся в выполнении стеновой оболочки железобетонного резервуара в поперечном сечении в форме треугольника Рело, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что у стеновой оболочки резервуара (по сравнению с цилиндрической оболочкой) повышаются внешние и внутренние поверхности, что позволяет более эффективно рассеивать механические (статические и динамические) и температурные напряжения. Последний новый признак, заключающийся в выполнении центральной железобетонной колонны с поперечным сечением в форме треугольника Рело, позволяет предложенному техническому решению приобрести новое свойство, заключающееся в том, что у колонны (по сравнению с круглой колонной) повышается боковая поверхность и прочность на изгиб.

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

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

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

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

Железобетонный вертикальный резервуар состоит из крыши 1, стены 2, днища 3 и центральной колонны 4 с капителью 5 в верхней части.

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

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 a, то его площадь равна . Следовательно, при равных площадях треугольник Рело имеет большую ширину по сравнению с кругом. Крыша 1 и днище 3 железобетонного резервуара, выполненные в плане в виде треугольника Рело, по сравнению с этими же элементами конструкции, 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 2 железобетонного 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 1 и днища 3, поверхностей (внешняя и внутренняя) оболочки стены 2, а также периметры поперечного сечения центральной колонны 4 и ее капители 5, выполненные в форме треугольника Рело, по сравнению с круглыми 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 2 и колонны 4, выполненных в поперечном сечении в форме треугольника Рело, а также жесткость крыши 1 и днища 3 железобетонного резервуара, выполненные в плане в виде треугольника Рело, увеличиваются.

По конструктивным соображениям железобетонные 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 шарнирно-подвижные с использованием эластичных прокладок (например, резиновых).

Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом заключается в повышении устойчивости и жесткости конструкции железобетонного вертикального резервуара, что является очень важным фактором для территорий с повышенной сейсмичностью, со сложными инженерно-геологическими и климатическими условиями.