Предварительно напряженная

Цилиндрические оболочковые конструкции типа резервуаров, газгольдеров и агрегатов химической промышленности в ряде случаев выполняют предварительно напряженными путем навивки на оболочку высокопрочной проволоки или ленты (бандажа). Предварительное на-

К последовательно комплексным зондам можно отнести и систему «Казас-ко» (США). За счет устройства, предназначенного для смены зондов под давлением, в бобышку (см. рис. 43) могут вводиться последовательно кроме водородного пробника и водородного пробника с образцами-свидетелями зонды электросопротивления, приспособления с предварительно напряженными образцами и держателями различных образцов, в том числе и многозвенного типа, пробоотборные устройства и термопары и т. д.

Цилиндрические оболочковые конструкции типа резервуаров, газгольдеров и агрегатов химической промышленности в ряде случаев выполняют предварительно напряженными путем навивки на оболочку высокопрочной проволоки или ленты (бандажа). Предварительное на-

В нашей стране организовано промышленное производство металлических труб, футерованных предварительно напряженными вкладышами из вюшлпласта и металлопласта с толщиной металла 0,25—1,5 мм и толщиной поливинилхлоридной пленки 0,18—0,3 мм.

тельные фирмы США, ФРГ, Франции считают, что достигнутый уровень развития ядерных реакторов позволяет в ближайшие годы увеличить единичную электрическую мощность блоков с 1300 до 1600 и даже до 2000 МВт без существенного изменения технологии изготовления их корпусов [4]. Затраты на строительство АЭС ориентировочно слагаются из следующих частей: строительные 14—18%, электротехнические 16—17%, технологические 33—36%, реакторные 32—34%. В последнее время большинство АЭС с мощностью блока 500 МВт и более строится преимущественно с предварительно напряженными железобетонными оболочками, которые занимают значительное место в объеме строительных работ. Длительное время вопрос о целесообразности строительства защитных оболочек над реакторными отделениями АЭС оставался дискуссионным. За последние годы произошло несколько аварий на АЭС США, что послужило убедительным доводом в пользу строительства защитных оболочек (например, авария, произошедшая 28 марта 1979 г. на АЭС в Гаррисберге (США) [5]).

Защитные оболочки с двойной стальной облицовкой по сравнению с обычными предварительно напряженными имеют некоторые преимущества. Наличие двух слоев облицовки повышает их герметичность. Герметичная облицовка выполняет функции внешней арматуры и воспринимает усилия, действующие в ее плоскости одновременно в разных направлениях. При равной прочности расход арматурной стали был бы в два раза выше, чем заменяющего ее листового металла. Однако прочность листовой стали ниже прочности применяемой арматуры, поэтому эффект такой замены снижается.

класса A-IIt с Шагом 20 см. Между собой панели соединены посредством выпусков арматуры и замоноличивания швов. На участках, прилегающих к диафрагме, панели соединялись дополнительно сваркой выпусков арматуры. Верхним поясом диафрагм 12-метрового пролета служат усиленные ребра крайних панелей сечением 12X30 см, армированные двумя плоскими каркасами из арматуры диаметром 14 мм класса A-III. Затяжки этих диафрагм изготавливаются отдельно и представляют собой железобетонные предварительно напряженные элементы сечением 12 X Х20 см с упорами по концам для верхнего пояса. Армируются затяжки тремя 7-проволочными прядями № 15. 18-метровые арки-диафрагмы выполняются предварительно напряженными. Верхний пояс арок очерчен по дуге круга радиуса 23,4 м и имеет прямоугольное сечение размером 12X40 см с консолями длиной 10 см по обеим сторонам для установки плит оболочек. Армирован верхний пояс двумя плоскими сварными каркасами, арматурные выпуски поперечных стержней которых используются для связи с бетоном замоноличивания стыка. Для этой же цели предусмотрены выпуски арматуры из панелей. Поверхности элементов, обращенные в сторону стыка, имеют углубления, заполняя которые бетон замоноличивания образует шпонки. Нижний пояс арки с размерами сечения 20x30 см армируется десятью 7-проволочными прядями № 15, а также четырьмя ненапрягаемыми стержнями диаметром 8 мм из арматуры класса A-III. Подвески 18-метровой арки выполнены железобетонным сечением 12Х Х7 см. Для восприятия нагрузки от подвесных кран-балок (сосредоточенная сила до 135 кН) в подвесках установлен стержень диаметром 22 мм из арматуры A-III с анкерами в виде стальных листов по концам; кроме того, каждая подвеска армируется плоским сварным каркасом. Покрытие рассчитано на равномерно распределенную нагрузку, равную 5900 Н/м2. Приведенная толщина бетона оболочки на 1 м2 покрытия составляет 7,7 см, расход стали —96,3 Н.

8 отличие от конструкции, рассмотренной выше, плиты в данном случае имели контурные и диагональные ребра. Высота контурных ребер составляла 20, а диагональных—12 см. Угловые зоны оболочек спроектированы предварительно напряженными. Арматура для преднапряжеиных углов пропускалась в диагональных швах между плитами. Арки-диафрагмы выполнялись сборными из шести элементов с преднапряженным нижним поясом. Плиты с верхним поясом арок соединялись омоноличиванием арматурных выпусков. Приведенная толщина бетона на 1 м2 перекрываемой площади составляла 11,6 см, расход стали—19,6 кг. Стоимость изготовления плит, отнесенная к 1 м2 перекрываемой поверхности,

Монолитные оболочки применены для покрытия зданий различного назначения, в г. Бринмоуре (Великобритания) построен производственный корпус с покрытием из девяти оболочек, каждая из которых имеет размеры в плане 26x19 м. В Уимблдоне построена оболочка размером в плане 38,1x38,1 м; в Смитфилде оболочкой перекрыто здание размером 39X69 м; в г. Белграде (СФРЮ) двумя оболочками 48X48 м каждая покрыт выставочный павильон легкой промышленности и оболочкой 48X70 м — павильон тяжелого машиностроения. В НРБ такие конструкции применены для покрытия машинного зала и котельного отделения ТЭЦ «Мария-Восток 1». В СССР монолитными оболочками покрыты многие общественные здания. Размеры гладких железобетонных оболочек для объектов различного назначения колеблются в плане от 1,1x1,1 м до 48x70 м. Толщина полки средней зоны оболочек с пролетом до 70 м меняется незначительно (6— 9 см). К контурным диафрагмам толщина плиты в большинстве случаев плавно увеличивается до 15—20 см. Диафрагмы оболочек выполняются в виде арок, ферм или криволинейных брусьев, нижний пояс контурных элементов и угловые зоны часто делают предварительно напряженными. Данные по некоторым гладким ОПГК. приведены в табл. 2.2.

сравнению с предварительно напряженными железобетонными затяжками. Поскольку прочность стальных затяжек заведомо больше железобетонных, то таким образом разрушение модели по затяжкам было исключено. Затяжки диафрагм малого пролета смежных оболочек спроектированы неразрезными. Так как в практике строительства могут применяться диафрагмы в виде ферм и арок, то и работа модели изучалась с обоими видами диафрагм. Превращение ферм в арки обеспечивалось снятием треугольной решетки, прикрепленной сваркой к затяжкам и к верхнему поясу контурных элементов. Площадь сечения арматуры в элементах модели составляла приблизительно 1/16 площади арматуры в соответствующих натурных элементах конструкции.

Правильность идей, высказанных им в этой области, подтвердилась дальнейшим развитием мирового прессо-строения. Так, немецкая фирма «Гидравлик» (ФРГ) строит одноцилиндровый пресс усилием 30 000 тс, шведская фирма «ASEA» создает несколько гамм одноцилиндровых прессов и гидро-газостатических установок с предварительно напряженными высокопрочной лентой станинами, в США предложен одноцилиндровый гидропресс с одним рабочим цилиндром усилием 200 000 тс. Интересно отметить, что в листоштамповочных прессах трубного исполнения усилием до 60 000 тс, изготовленных фирмой «ASEA», нашла воплощение'и идея А. И. Зимина о «квадратных, эллиптических» рабочих цилиндрах. В этих прессах жесткий рабочий плунжер трансформировался в эластичную, выполненную из полиуретана диафрагму, имеющую прямоугольную (в плане) со скругленными углами форму.

В конструкции на рис. 270, е к нижней полке прикреплена предварительно напряженная накладка из высокопрочной листовой стали. К сталь^. •ным балкам накладки приваривают, к балкам из легких сплавов nptiS кленывают.

Рабочая температура втулки может значительно превышать температуру корпуса, например, при резком повышении частоты вращения, когда теплота, развивающаяся во втулке от трения, не успевает перейти в корпус. Большая разность температур наблюдается в пусковые периоды, когда втулка быстро разогревается, а корпус еще остается холодным. Если втулка выполнена из материала с более высоким коэффициентом линейного расширения, чем у материала корпуса, то втулка, предварительно напряженная запрессовкой, может приобрести остаточные деформации; при последующем остывании посадка втулки ослабевает.

Облицовка, воспринимающая все усилия, действующие в ее плоскости, требует более сильной анкеровки в железобетоне, так как она используется в качестве несущей внешней арматуры. В рабочих сечениях защитной оболочки имеются внешний и внутренний слой ненапряженной арматуры, предварительно напряженная арматура и стальная облицовка. Вследствие включения в работу стальной герметичной облицовки при всех нагрузках количество арматуры во внутренней сетке может быть сведено до минимума, а расход стали на оболочку может сократиться на 10 — 15 %.

В местах устройства шлюзов для усиления стены одинарных железобетонных защитных оболочек имеются утолщения, выполняемые в виде кольцевых балок (АЭС «Сарри», США) или в виде прямоугольных утолщенных участков (стандартная железобетонная предварительно напряженная оболочка АЭС США, защитная

Сборная предварительно напряженная железобетонная оболочка положительной кривизны с размерами в плане 102X102 м построена в г. Челябинске [1]. Оболочка собрана из ребристых панелей размером 298X1195 см, укладывающихся на перекрестную систему тавровых железобетонных балок (рис. 2.14). Панели по контуру окаймлены ребрами, высота которых у опорной зоны составляла 34 см, в середине пролета — 43 см. Кроме того, плита панелей толщиной 5 см подкреплена тремя поперечными ребрами. Балки длиной 1180 см, на которые укладывались плиты, имели переменную высоту: 75 см у края, 88 см в середине пролета.

Покрытие из предварительно напряженных панелей размером 1,5x12 и 3X12 м с плитой в виде ОПГК применено для главного корпуса Конаковской ГРЭС [40]. Панели спроектированы ВШИ Теплоэлектропроект с участием НИИЖБ, МИСИ им. В. В. Куйбышева и Оргэнергостроя. По контуру они обрамлены ребрами переменной высоты — от 20 у края до 60 см в середине. В ребрах установлены каркасы из обычной арматуры, кроме того, в продольных ребрах размещена предварительно напряженная арматура класса A-III в и A-IV. Плита толщиной 20 мм заармирована стальными ткаными и сварными сетками. Разработана серия таких панелей, предназначенных для восприятия различных нагрузок, с различными радиусами кривизны и размерами в плане (2x6,4; 3X9; 1,5X12; 3x12; 3X18 м и др.). Панели покрытия устанавливаются на диафрагмы в виде ферм или арок, стыки между панелями замоноличиваются бетоном.

В конструкции на рис. 270, е к нижней полке прикреплена предварительно напряженная накладка из высокопрочной листовой стали. К стальным балкам накладки приваривают, к балкам из легких сплавов приклепывают.

Рабочая температура втулки может значительно превышать температуру корпуса, например, при резком повышении частоты вращения, когда теплота, развивающаяся во втулке от трения, не успевает перейти в корпус. Большая разность температур наблюдается в пусковые периоды, когда втулка быстро разогревается, а корпус еще остается холодным. Если втулка выполнена из материала с более высоким коэффициентом линейного расширения, чем у материала корпуса, то втулка, предварительно напряженная запрессовкой, может приобрести остаточные деформации; при последующем остывании посадка втулки ослабевает.

1 — загрузочные трубы; 2 — загрузочный механизм; 3 — турбина высокого давления; 4 — турбина низкого давления; 5 — генератор; 6 — конденсатор; 7 — конденсатный насос; 8 — нагреватель; S — питательный насос; 10 — подогреватель; // — парогенератор; 12 — бетонный корпус с оболочкой; JJ — газовый циркуляционный насос; 14 — графитовый замедлитель; 15 — предварительно напряженная арматура; 16 — регулирующие стержни

t — перегрузочные трубы; 2 — каналы для ввода газа; 3 — турбина высокого давления; 4 — турбина промежуточного давления; S — турбина низкого давления; 6 — генератор; 7 — конденсатор; 8— конденсатный насос; 9— нагреватель питательной воды; 10— питательный насос; Л — подогреватель; 12 — экономайзер, испаритель, перегреватель; 13 — привод насоса; 14 — газовый циркуляционный насос; 15 — решетка; 16 — тепловыделяющие элементы; 17 — каналы для тросов натяжения; 18 — предварительно напряженная арматура

/ — перегрузочные трубы; 2 — турбина высокого давления; 3 — турбина промежуточного давления; 4 — турбина низкого давления; 5—генератор; 6 — конденсатор; 7 — конденсатный насос; 8 — нагреватель питательной воды; 9 — питательный насос; 10 — газовый циркуляционный насос; // — парогенератор; 12 — газовый поток; 13 — бетонный корпус и защита; 14 — каналы для тросов натяжения; 15 — тепловыделяющий элемент; 16 — предварительно напряженная арматура

нагрева и охлаждения окажутся одинаковыми. Об этом свидетельствует приведенное на рис. 87, а построение. Они будут различаться, если на одном из этапов термоцикла второй элемент — более прочный — испытывает необратимую деформацию, величина которой определит значение коэффициента роста. Как следует из рис. 87, б предварительно напряженная композиция имеет отличающий:я коэффициент роста только на первых этапах высокотемпе-