Усиление хранилищ для сыпучих материалов

В зависимости от конструктивной формы железобе­тонных хранилищ их усиление осуществляют с внешней или внутренней стороны. С внешней стороны хранили­ща усиливают металлическими или железобетонными бандажами и обоймами (рис. 10.63), с внутренней —

Рис. 10.63. Усиление хранилищ преднапряженной обоймой;

1 — усиливаемое хранилище; 2 — предварительно напряжен­ная обойма; 3 — прокатные профили; 4 — напрягаемая ар­матура

местными железобетонными обоймами, а также устрой­ством металлической или железобетонной гильзы.

Внешние металлические бандажи устанавливают сверху вниз, их сечение и шаг должны обеспечить вос­приятие дополнительных нагрузок на стены хранилища. Возможна установка бандажей с зазором между стеной и без зазора.

Без зазора выполняют бандажи из гибких стальных лент, обеспечивая их плотное прилегание к стенке. В ме­сте стыковки бандажи снабжаются стяжными болтами, которыми обеспечивается предварительное напряжение бандажей и включение их в совместную работу с усили­ваемой конструкцией.

Если внешняя поверхность стен хранилища имеет выступы, металлические бандажи располагают с соот­ветствующим зазором, который затем плотно зачеканивается жестким цементно-песчаным раствором. Эффек­тивным способом усиления стен хранилищ является ус­тройство внешних железобетонных обойм с односторон­ним армированием. Обоймы могут устраиваться по всей высоте хранилища или на отдельных его участках. Воз­можно также устройство предварительно напряженных железобетонных обойм, которые выполняются в такой последовательности: по периметру стены с определен­ным шагом устанавливают швеллеры и двутавры с от­верстиями, через которые пропускают прямые стержни с резьбой на концах; после натяжения арматуры произ­водят обетонирование обоймы бетоном классов В15... В25 на мелком щебне.

Отдельные участки емкостей по высоте усиливаются железобетонными обоймами с однорядным армировани­ем. В этом случае обеспечивается совместная работа усиливаемых стен и обоймы на всех стадиях работы конструкции.

Если устройство внешних обойм технологически не­приемлемо, стены емкостей усиливают наращиванием с внутренней стороны с помощью торкретбетона. Перед нанесением торкретбетона внутри емкости устанавлива­ют арматурный каркас, который крепится на сварке в отдельных точках к предварительно обнаженной ар­матуре усиливаемых стен. При таком способе дополни­тельную арматуру усиления и толщину внутренней бе­тонной гильзы принимают с таким расчетом, чтобы пол­ностью воспринять нагрузку от сыпучего материала.

Внутренние железобетонные гильзы могут выпол­няться как по всей высоте емкости, так и на отдельных участках.

При частичном усилении стен применяют также ме­таллические внутренние гильзы из листовой стали. Ус­тойчивость такой гильзы обеспечивается путем крепления с помощью сквозных болтов к стенкам емкости как по периметру, так и по высоте.

В отдельных случаях рекомендуется усиление стен емкостей с изменением их статической схемы. В прямо­угольных в плане емкостях устраивают внутренние железобетонные перегородки, которые уменьшают проле­ты стен или снижают горизонтальные нагрузки от сы­пучего материала. Аналогичных целей можно добиться устройством внутренних горизонтальных тяжей или плоских диафрагм на отдельных (наиболее нагружен­ных) участках по высоте стен емкостей. Чтобы не пре­пятствовать выгрузке материала из емкости, диафрагмы не должны доходить до днища хранилища.

При сильном разрушении стен (цилиндрических) хранилищ рекомендуется усиление в виде замкнутого металлического листового экрана, подвешенного к сте­нам емкости. Между экраном и стенкой устраивают за­зор 100...150 мм, в результате внутренний экран воспри­нимает горизонтальные нагрузки, а усиливаемые сте­ны— только вертикальную нагрузку от массы экрана и трения сыпучего материала. Если несущая способность стен недостаточна для воспринятия вертикальных на­грузок, экран закрепляют к вертикальному металличе­скому каркасу, расположенному между ним и стенкой.

Крепление металлических воронок к стенам цилинд­рических емкостей для сыпучих материалов усиливается путем частичной разгрузки воронки и передачи нагруз­ки непосредственно на фундаменты.

Конструктивно усиление крепления воронки с желе­зобетонными стенами силосов выполняется путем под­ведения под воронку кольцевой опорной металлической балки, которая опирается на наклонные металлические стойки, а также устройством кольцевой монолитной же­лезобетонной балки, опирающейся на дополнительные железобетонные колонны и фундаменты.

Конструкции подсилосной части емкостей (колонны, балки и стыки их сопряжений) усиливают с помощью обойм, наращивания сечений, шпренгельными система­ми, а также другими способами, аналогичными усиле­нию соответствующих конструкций промышленных и гражданских зданий.

Прямоугольные емкости, усиленные наращиванием, внутренними «гильзами» или наружными железобетон­ными «рубашками», рассчитывают в зависимости от эффективности мероприятий по обеспечению совместной работы «старого» и «нового» бетона. При отсутствии специальных мероприятий расчет на изгиб осуществля­ется при учете суммы жесткости «старого» и «нового» бетона, а при выполнении мероприятий по обеспечению совместной работы расчет ведется как для общего се­чения.

Расчет прямоугольных или круглых емкостей, уси­ленных наращиванием, на вертикальные сжимающие нагрузки осуществляется как для цельного сечения при условии обеспечения длины зоны передачи сдвига с уси­ливаемой конструкции на элементы усиления, и наобо­рот.

При усилении прямоугольных в плане емкостей тя­жами, диафрагмами или перегородками их учитывают как несмещаемые опоры. При этом горизонтальную на­грузку на стены емкостей от сыпучего материала опре­деляют в соответствии с нормативными требованиями и с учетом фактического (после усиления) гидравличе­ского радиуса сечения емкости. Вертикальную нагрузку сверху и снизу диафрагм определяют согласно соотно­шению геометрических размеров емкостей (силосных или бункерных).

При усилении емкостей экранами, подвешенными с зазором к стене, стены работают только на вертикаль­ную нагрузку. Если экраны опираются на отдельные ко­лонны, существующие стены полностью разгружаются от полезной нагрузки, а колонны передают вертикаль­ную нагрузку на обвязочную балку или плиту подсилосного этажа.

При усилении круглых в плане силосов обоймами или бандажами последние рассчитывают только на ту часть полезной нагрузки, которая не воспринимается существующей конструкцией. Аналогичным образом вы­полняют расчет усиления стен силосов внутренними гильзами или наружными «рубашками». Усилие на кон­струкцию усиления определяют по формуле

F₂ = F-F_l (10.78)

где F —полная расчетная нагрузка; F₁ — часть нагруз­ки, воспринимаемая существующей конструкцией.