structuri speciale din beton
TRANSCRIPT
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
1/174
STRUCTURI DIN
BETON
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
2/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
3/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
4/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
5/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
6/174
Precomprimarea face posibilă utilizarea integrală a secțiunii transversale din
beton la preluarea eforturilor, rezultând secțiuni mai mici la o deschidere dată
sau deschideri mai mari la o secțiune impusă.
Avantajele betonului precomprimat
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
7/174
Funcționarea sub sarcini de exploatare fără fisuri imprimă un aspect mai
plăcut al elementelor, o impermeabilitate la lichide, o protecție mai bună a
armăturii împotriva coroziunii și o durabilitate mai mare la un preț de cost
convenabil.
Precomprimarea permite controlarea săgeților și a capacității portante la
forfecare a elementelor.
Calitatea betonului și armăturii, este net superioară comparativ cu cea a
elementelor din beton armat, ceea ce conduce la avantaje tehnice și
economice importante.
Rigiditatea mai mare a secțiunilor sub sarcinile de exploatare.
Rezistența sporită la impact și oboseală.
Posibilitatea de prefabricare în bucăți (bolțari) asamblate prin tensionarea
armăturii.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
8/174
Cofrajele (tiparele) sunt mai complicate, necesitând un spor de manoperă și
având un preț de cost mai ridicat.
Execuție mai pretențioasă ce impune utilizarea de personal cu experiență și un
control mai riguros la execuție. Forța de precomprimare este afectată în timp de pierderi de tensiune.
Procesul de proiectare este mai complex.
Necesită dispozitive speciale de pretensionare și de ancorare a armăturilor
precum și o alcătuire specială a zonelor în care acestea sunt dispuse.
Dezavantajele betonului precomprimat
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
9/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
10/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
11/174
Armătura conlucrează cu betonul pe toată lungimea elementului asigurând o
bună transmitere a forței de precomprimare.
Armătura este bine acoperită și protejată de beton împotriva coroziunii.
Corodarea armăturii la capete nu afectează comportarea elementului.
Montajul pe șantier este facil, similar cu elementele din beton armat.
Traseul armăturilor este de obicei drept sau poligonal, trasee curbe nefiind
realizabile din punct de vedere practic.
Necesită standuri foarte rigide pentru blocarea armăturilor și de aceea se
utilizează de obicei în hale specializate.
Dimensiunile finale ale elementelor sunt limitate din cauza transportului care
poate fi dificil de efectuat pentru elemente cu gabarit foarte mare.
Caracteristici ale betonului precomprimat cu
armătură preîntinsă
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
12/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
13/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
14/174
Elementele pot fi realizate atât în fabrici cât și pe șantier; realizarea in situ
permite asigurarea unei comportări monolite.
Pot fi asamblate mai multe elemente cu dimensiuni mici pentru a realiza un
element mai mare, transportul fiind mult mai facil.
Traseul armăturii poate fi realizat atât rectiliniu cât și curbiliniu.
Armătura nu conlucrează cu betonul, forțele de precomprimare fiind transmise
în totalitate doar la capete. Pentru protejarea armăturii este necesară injectarea de lapte de ciment.
Corodarea armăturii la capete poate duce la cedarea prematură a elementului.
Montajul pe șantier este mai pretențios.
Caracteristici ale betonului precomprimat cu
armătură postîntinsă aderentă
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
15/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
16/174
Elementele se realizează de obicei șantier urmărindu-se asigurarea unei
comportări monolite.
Execuție simplificată față de armăturile postîntinse aderente.
Traseul armăturii poate fi realizat atât rectiliniu cât și curbiliniu.
Armătura nu conlucrează cu betonul, forțele de precomprimare fiind transmise
în totalitate doar la capete.
Corodarea armăturii la capete poate duce la cedarea prematură a elementului.
Montajul pe șantier este mai pretențios.
Cedarea armăturii la capete poate conduce la accidente provocate de ieșirea
armăturii din teaca de protecție.
Caracteristici ale betonului precomprimat cu
armătură postîntinsă neaderentă
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
17/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
18/174
PENTRU REALIZAREA ELEMENTELOR DIN BETON PRECOMPRIMAT SE
RECOMANDĂ UTILIZAREA BETOANELOR DE CLASĂ SUPERIOARĂ, CE AU REZISTENȚE
RIDICATE. PRINCIPALELE ARGUMENTE ALE UTILIZĂRII BETONULUI DE ÎNALTĂ REZISTENȚĂ
SUNT:
BETONUL ESTE UTILIZAT EFICIENT ÎNTRUCÂT ÎNTREAGA SECȚIUNE TRANSVERSALĂ
ESTE COMPRIMATĂ;
MODULUL DE REZISTENȚĂ AL ACESTOR BETOANE ESTE MAI MARE, CONDUCÂNDLA O SCURTARE ELASTICĂ LA TRANSFER MAI REDUSĂ ȘI LA O PIERDERE DE
TENSIUNE CORESPUNZĂTOARE DIN ARMĂTURĂ MAI MICĂ;
DEFORMAȚIILE DE CURGERE LENTĂ ȘI CONTRACȚIE A BETOANELOR DE ÎNALTĂ
REZISTENȚĂ SUNT MAI REDUSE DECÂT A CELOR DE REZISTENȚĂ MEDIE ȘI SLABĂ,CEEA CE FACE CA ȘI PIERDERILE DE TENSIUNE REOLOGICE SĂ FIE MAI REDUSE;
ADERENȚA BETONULUI LA ARMĂTURĂ ESTE MAI BUNĂ.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
19/174
CODURILE DE PROIECTARE ACTUALE NU IMPUN O CLASĂ MINIMALĂ DE BETON
PENTRU ELEMENTELE PRECOMPRIMATE. CU TOATE ACESTEA, PENTRU REALIZAREA UNOR
ELEMENTE RAȚIONALE DIN PUNCT DE VEDERE TEHNICO-ECONOMIC SE RECOMANDĂ
ADOPTAREA URMĂTOARELOR CLASE MINIMALE DE BETON PENTRU REALIZAREA
ELEMENTELOR ȘI STRUCTURILOR DIN BETON PRECOMPRIMAT:
C25/30 PENTRU ELEMENTE CU ARMĂTURĂ POSTÎNTINSĂ;
C30/37 PENTRU ELEMENTELE CU ARMĂTURĂ PREÎNTINSĂ.
STRUCTURILE DIN BETON PRECOMPRIMAT POT FI REALIZATE ȘI CU BETOANE
UȘOARE, CU CONDIȚIA CA ACESTEA SĂ AIBĂ O REZISTENȚĂ COMPARABILĂ CU A CELOR
DIN BETON CU AGREGATE PROVENITE DIN PIATRĂ NATURALĂ ȘI SĂ SE ASIGURE O
ALEGERE CORESPUNZĂTOARE A CALITĂȚII ȘI PROPORȚIEI COMPONENȚILOR.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
20/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
21/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
22/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
23/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
24/174
ARMĂTURILE PENTRU BETON PRECOMPRIMAT SUNT REALIZATE DIN OȚELURI DE
ÎNALTĂ REZISTENȚĂ CU UN NIVEL SCĂZUT DE SUSCEPTIBILITATE LA FENOMENUL DE COROZIUNE
FISURATĂ SUB TENSIUNE. DEOARECE ÎN ACESTE ARMĂTURI EXISTĂ UN EFORT INIȚIAL DE
ÎNTINDERE, ELE SE MAI NUMESC ARMĂTURI PRETENSIONATE.ARMĂTURILE PRETENSIONATE SUNT CLASIFICATE FUNCȚIE DE O SERIE DE
CARACTERISTICI, A CĂROR VALORI DIFERĂ DE LA PRODUCĂTOR LA PRODUCĂTOR:
REZISTENȚA, DEFINITĂ PRIN:
o VALOAREA LIMITEI DE ELASTICITATE CONVENȚIONALĂ LA 0,1% ( f P0,1K );
o RAPORTUL DINTRE REZISTENȚA LA ÎNTINDERE ȘI LIMITA DE ELASTICITATE
CONVENȚIONALĂ ( f PK / f P0,1K );
o ALUNGIREA SUB ÎNCĂRCARE MAXIMĂ;
CLASA, CARE INDICĂ COMPORTAREA LA RELAXARE;
SECȚIUNEA;
CARACTERISTICILE DE SUPRAFAȚĂ.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
25/174
DEOARECE RELAXAREA ARMĂTURII CONDUCE LA PIERDERI DE TENSIUNE ȘI,
IMPLICIT, LA SCĂDEREA CAPACITĂȚII PORTANTE, ESTE IMPORTANTĂ STABILIREA UNOR
CRITERII DE CLASIFICARE A RELAXĂRII. ÎN ACEST SENS, NORMELE EUROPENE DEFINESC
TREI CLASE DE RELAXARE:
CLASA 1: SÂRME SAU TOROANE CU RELAXARE NORMALĂ;
CLASA 2: SÂRME SAU TOROANE CU RELAXARE SCĂZUTĂ;
CLASA 3: BARE LAMINATE LA CALD CARE AU FOST SUPUSE LA UN TRATAMENT
COMPLEMENTAR.
SPRE DEOSEBIRE DE OȚELURILE PENTRU BETON ARMAT, LA OȚELURILE
PENTRU BETON PRECOMPRIMAT NU SE MAI POATE DELIMITA CLAR UN PALIER DE
CURGERE. ÎN ACESTE CONDIȚII SE DEFINEȘTE O LIMITĂ DE ELASTICITATE
CONVENȚIONALĂ LA 0,1% (NOTATĂ F P0,1K ) CA VALOAREA CARACTERISTICĂ A
ÎNCĂRCĂRII CĂREIA ÎI CORESPUNDE O ALUNGIRE REMANENTĂ DE 0,1% ÎMPĂRȚITĂ LA
ARIA NOMINALĂ A SECȚIUNII.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
26/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
27/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
28/174
PE LÂNGĂ CERINȚELE DE REZISTENȚĂ, ARMĂTURILE PRETENSIONATE
TREBUIE SĂ PREZINTE ȘI O DUCTILITATE ADECVATĂ. SE POATE CONSIDERA CĂ UN
OȚEL ARE O DUCTILITATE ADECVATĂ DACĂ ÎNDEPLINEȘTE CONDIȚIA:
UNDE VALOAREA RECOMANDATĂ A COEFICIENTULUI k ESTE 1,10.
0,1
pk
p k
f k
f
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
29/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
30/174
Buncărele sunt construcţii inginereşti care servesc la depozitarea
materialelor granulare şi pulverulente (fără coeziune), unitatea de depozitare fiind
celula. Construcţia cuprinde una sau mai multe celule şi o serie de elemente anexepentru încărcare, descărcare, sortare etc.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
31/174
Buncărele se folosesc pentru păstrarea de scurtă durată a materialelor
depozitate, deservind în mod continuu un anumit proces tehnologic de producţie. Aşa de
exemplu se utilizează la depozitarea cărbunilor, a minereurilor, a materialelor de
construcţii (nisip, pietriş), a produselor finite şi semifinite ale industriei metalurgice şi
chimice etc.
La buncăre, spre deosebire de silozuri, înălţimea celulei este relativ mică.
Raportul între înălţime şi dimensiunea maximă a secţiunii orizontale reprezintă criteriul
principal de clasificare în buncăre şi silozuri.
Celulele buncărelor se execută cu adâncime relativ redusă faţă de
dimensiunile în plan. La cele mai multe construcţii de acest gen, înălţimea h este
astfel aleasă încât planul taluzului natural al materialului în stare granulară (fără
coeziune) să intersecteze latura opusă a celulei, adică:
max 90l h tg
unde este unghiul taluzului natural al materialului depozitat.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
32/174
Pentru astfel de înălţimi,
frecarea între pereţii celulelor şi
materialul granular nu este necesar a fi
luată în consideraţie la calculul
presiunilor. Practic, în ceea ce priveşte
calcului, se vor considera buncăre acele
depozite la care raportul între înălţimea
peretelui părţii prismatice a celulelor,
faţa de dimensiunea cea mai mare a
laturii secţiunii in plan a lor, este mai
mică sau la limită egală cu 1,5.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
33/174
Funcţie de materialul din care sunt realizate, buncărele pot fi din beton
armat sau oţel şi mai rar din lemn sau zidărie. Buncărele din beton armat şi cele din
oţel se folosesc pentru capacităţi mari, iar cele din lemn şi zidărie pentru capacităţi
mici.
Obişnuit, în exploatările industriale, buncărele se execută din beton armat
monolit. Avantajul betonului armat la execuţia buncărelor constă în obţinerea unei
rigidităţi importante, care asigură o bună comportare de durată a acestor construcţii.
Buncărele din beton armat pot fi executate monolit, din elemente
prefabricate sau în soluţie mixtă. De asemenea, aplicarea precomprimării a scos în
evidenţă avantajele pe care le prezintă acest sistem, mai cu seamă pentru asamblarea
elementelor prefabricate.
încărcarea buncărelor se face pe la partea superioară,fie direct din vehiculele de
transport (vagonetele funicularelor sau din vagonetele care circulă pe linii de cale
ferată îngustă), fie cu benzile transportoare care sunt instalate pe planşeul superior al
celulelor.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
34/174
Buncărele constau din următoarele părţi principale: celulele, planşeul
peste celule şi stîlpii de susţinere a celulelor. Î n anumite cazuri, buncărele au o
galerie superioară pentru protecţia instalaţiilor şi a materialului depozitat.
Planşeul peste celule susţine dispozitivele de transport al materialelor
şi permite în acelaşi timp circulaţia personalului de deservire. Stâlpii de
susţinere transmit încărcările de la celule fundaţiilor . Fundaţiile pot fi izolate,f âşii pe una sau două direcţii sau de tip radier.
Celulele au secţiunea orizontală pătrată, dreptunghiulară sau mai rar
circulară, în ansamblu, celula poate fi piramidală sau de tip jgheab. La
buncărele piramidale, partea superioară care formează celula propriu-zisăeste prismatică iar partea inferioară care formează pâlnia este un trunchi de
piramidă sau obelisc. Buncărele pot avea o singură celulă sau de cele mai
multe ori mai multe celule grupate pe un şir sau pe mai multe şiruri alăturate.
ALCĂTUIREA BUNCĂRELOR
Î ă b ă l f l t i ă fi di t di
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
35/174
Î ncărcarea buncărelor se face pe la partea superioară,fie direct din
vehiculele de transport (vagonete), fie cu benzile transportoare care sînt
instalate pe planşeul superior al celulelor. Benzile transportoare sînt
alimentate de elevatoare care sînt dispuse într -un turn - casa elevatorului -amplasat central sau în extremităţile şirurilor de celule. Descărcarea
materialului se face prin cădere liberă prin gurile de descărcare.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
36/174
Î nclinarea pereţilor care formează pîlnia se face cu 5-10% mai mare decît
taluzul natural al materialului depozitat (pentru a mări viteza de curgere a
materialului). Se recomandă următoarele unghiuri minime de înclinare a pâlniei faţă deorizontală, funcţie de materialul depozitat:
nisip uscat : 45.. .50°;
nisip umed: 50.. .55°:
calcar: 40.. .45°; cărbuni: 45...55°.
Determinarea stărilor reale de tensiuni în elementele buncărelor este dificilă,datorită caracterului spaţial în care pereţii lucrează cu celelalte elemente. Astfel, calculul
buncărelor se efectuează cu programe de calcul bazate pe metoda elementului finit,
utilizându-se modele spațiale.
CALCULUL BUNCĂRELOR
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
37/174
Calculul buncărelor constă în:
calculul presiunilor,
calculul eforturilor,
dimensionarea secţiunilor.
Î n buncăre se depozitează materiale sub formă granulară fără
coeziune, cu frecare interioară (care păstrează forma unei grămezi cu un
anumit unghi al taluzului natural) şi materiale la care lipseşte frecarea
interioară, materiale plastice (care fiind vărsate nu păstrează forma unei
grămezi).
Pentru cazul general al materialelor granulare, presiunile verticale se
determină ca pentru lichide:
i i p h
în care pi este presiunea la adâncimea hi , având direcţia perpendiculară faţă de planul
peretelui, în punctul în care se calculează presiunea.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
38/174
Deoarece înălţimea pereţilor celulelor faţă de deschiderea maximă a celulei
este mică, frecarea între material şi pereţi se poate neglija. În acest caz, calculul pre-
siunilor pentru materialele sub formă granulară fără coeziune, cu frecare între
granule, se face pe baza teoriei presiunii materialelor fără coeziune într-un masiv
nelimitat. În acest caz, presiunea orizontală se va calcula cu relaţiile:
pentru cazul când materialul granular va
umple buncărul până la planul orizontal
superior:
pentru cazul când materialul granular va
depăşi planul orizontal şi se va repartiza
după taluzul natural:
2 045
2i i i
q h tg h k
2
cosi iq h
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
39/174
Presiunea după direcția verticală normală pe un plan orizontal se va calcula
cu relaţiile:
pentru cazul când materialul granular va
umple buncărul până la planul orizontal
superior:
pentru cazul când materialul granular va
depăşi planul orizontal şi se va repartiza
după taluzul natural:
i i p h
2i p H h ctg ctg
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
40/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
41/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
42/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
43/174
DIMENSIONAREA ELEMENTELOR BUNCĂRELOR
Din analiza stărilor de tensiuni rezultă că în pereţii verticali şi cei înclinaţi, în
secţiunile orizontale şi verticale, apar eforturi de întindere, compresiune şi încovoiere,
datorită presiunilor orizontale şi verticale ale materialelor depozitate. Dacă se
efectuează un calcul simplificat iar aceste eforturi nu pot fi suficient de corect
evaluate, la alcătuirea buncărelor va fi necesar a se lua o serie de măsuri constructive
prin care să se asigure nedepăşirea capacităţii de rezistenţă a structurii în cele mai
defavorabile situaţii.
Armătura în pereţii verticali și cei ai pâlniei se va dispune după direcţia
orizontală şi după direcţia pantei (verticală sau înclinată). Ea va trebui să preia atât
eforturile de întindere verticale cât și pe cele de încovoiere generală sau locală.
Ă Ă
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
44/174
ELEMENTE DE ALCĂTURIRE CONSTRUCTIVĂ
BUNCĂRE MONOLITE
La întocmirea detaliilor de execuţie trebuie să se aibă în vedere ca secţiunile
de beton şi armătură, rezultate din calcul să fie corectate pentru a se asigura preluarea
în bune condiţii şi a unor eforturi care iau naştere sub acţiunea sarcinilor şi care nu au
putut fi prinse în calcul. Astfel, pentru a elimina concentrările de tensiuni ce pot
apărea la legătura pereţilor şi, totodată, pentru a asigura o mai bună conlucrare spa-
ţială a sistemului, se vor executa, în toate muchiile de colţ, vute armate constructiv.
În cazul când planşeul superior lipseşte, la partea superioară a celulei pereții
se vor lega cu grinzi-centuri care vor asigura stabilitatea şi vor îmbunătăţi conlucrarea
întregului sistem spaţial. De asemenea, în muchiile pâlniilor şi în vecinătatea punctelor
de rezemare, mai cu seamă la buncărele pâlniei, apar concentrări de eforturi faţă de
restul secţiunilor, preluarea acestora se va face prin suplimentarea armăturilor.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
45/174
Grosimea pereţilor buncărelor se face de obicei constantă. Executarea unor
pereţi cu grosime variabilă apare raţională numai la buncăre de deschidere mare, peste
4 m. Grosimea minimă a pereţilor este condiţionată de posibilităţile de turnare a
betonului. De obicei nu este posibilă executarea pereţilor monoliţi de grosime mai mică
de 10 cm. Grosimea pereţilor la buncărele a căror deschidere este 4…5 m se face de
12…16 cm.
La stabilirea grosimii minime a pereţilor pâlniilor şi a stratului interior de
acoperire a armăturii este necesar a se avea în vedere şi uzura betonului din timpul
exploatării. În cazul deschiderilor mari ale pereţilor verticali sau ale pâlniilor (peste 8 m),
se recomandă introducerea unor nervuri de rigidizare. Adeseori, apare ca o soluţie
raţională introducerea unor pereţi transversali din loc în loc (după cum permite fluxul
tehnologic).
Clasa betonului pentru executarea buncărelor va fi minim C12/15 sau mai
mare.
Armătura pereţilor se dispune sub formă de bare independente sau plase şi
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
46/174
Armătura pereţilor se dispune sub formă de bare independente sau plase şi
carcase sudate. Avantajul plaselor şi al carcaselor fiind cunoscut, apare ca necesară
aplicarea acestora în toate cazurile când sunt asigurate condiţiile corespunzătoare de
execuţie.Armătura de rezistenţă orizontală şi după direcţia pantei pereţilor se
alcătuieşte din bare de diametru minim 8 mm dispuse la distanţa de 8 - 20 cm. Barele
de armătură independente, necesare pentru preluarea eforturilor din întinderea axială
şi din încovoiere locală, se pot dispune în două moduri: î n reţea alcătuită din bare orizontale şi verticale, pereţii rezultând
armaţi dublu;
sub formei de bare drepte ridicate pe reazeme.
Primul sistem este mai simplu de realizat, însă necesită un consum mai mare
de armătură. El poate fi aplicat pentru armarea pereţilor interiori, la car e
î ncovoierea locală apare în ambele sensuri. Sistemul al doilea necesită un
consum de manoperă mai mare, consumul de armătură fiind însă mai redus. El
poate fi aplicat la armarea pereţilor exteriori şi armarea pâlniilor.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
47/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
48/174
Armătura de montaj se alcătuieşte din bare cu diametrul de 6…8 mm care sedispun la distanţa de 20-50 cm.
Înnădirea barelor de rezistentă se va face în aşa mod încât în aceeaşi secţiune numărul de
înnădiri să fie mai mic de 1/4 din numărul total de bare. Petrecerea armăturilor se face pe
cei puţin 50.
Ă Ă
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
49/174
ELEMENTE DE ALCĂTURIRE CONSTRUCTIVĂ
BUNCĂRE PREFABRICATE
Buncărele prefabricate nu au găsit pînă în momentul de faţă forme
care ar permite tipizarea lor. De aceea nu se pot deocamdată trage concluzii
asupra sistemelor celor mai indicate. Această dificultate apare şi din cauza
diversităţii formelor buncărelor ce sînt condiţionate de procesele tehnologice.
Introducerea prefabricatelor la alcătuirea buncărelor aduce avantaje
mari la grupurile mari de celule, unde apare un mare număr de elemente
asemenea.
Buncărele prefabricate se alcătuiesc după două sisteme:
din pereţi de formă dreptunghiulară şi trapezoidală care se
asamblează prin îmbinări metalice ce sînt apoi betonatei
realizîndu-se astfel monolitizarea elementelor prefabricate;
din elemente spaţiale prefabricate - inele - care sunt asamblate prin
precomprimare sau prin realizarea unor îmbinări speciale.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
50/174
ELEMENTE DE ALCĂTURIRE CONSTRUCTIVĂ
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
51/174
ELEMENTE DE ALCĂTURIRE CONSTRUCTIVĂ
BUNCĂRE CU PÂLNII METALICE
Partea prismatică a
buncărului se realizează în mod obiş-
nuit. La aceste buncăre este necesar a
se da o atenţie deosebită realizării
detaliului de prindere a pâlniei
metalice de pereţii din beton armat.
În principiu se procedează astfel: la
armătura din pereţii din beton armat
se sudează elemente metalice
laminate de care apoi se sudează
direct sau prin intermediul ecliselor
pâlnia metalică.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
52/174
l l d l l
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
53/174
Silozurile sunt construcţii care servesc pentru depozitarea materialelor uscate
în stare granulară (fără coeziune) pe o durată lungă de timp, în vederea păstrării şi
conservării lor în bune condiţii. Spre deosebire de magaziile de depozitare silozurile sunt
construcţii alcătuite din celule cu adâncime mare, necesitând o suprafaţă de teren relativ
redusă. În celulele silozurilor se depozitează materiale ca cereale, seminţe, ciment, zahăr,
făină şi alte produse finite sau semifabricate în stare granulară fără coeziune.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
54/174
Faţă de buncăre, celulele
silozurilor sînt mult mai înalte, fiind
totodată, în genere, depozite de mare
capacitate. Practic, în ceea ce priveşte
calculul, se vor considera silozuri acele
construcţii celulare la care raportul între
înălţimea celulei (partea prismatică sau
cilindrică) şi dimensiunea cea mai mare
a secțiunii în plan este mai mare decât
1,5.
Î n acest caz, la determinarea
presiunilor, frecarea materialului sub
formă granulară de pereţii silozului nu
mai poate fi neglijată.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
55/174
Materialul care se foloseşte astăzi aproape în exclusivitate la construcţia
silozurilor este betonul armat sau precomprimat, turnat monolit sau prefabricat.
Folosirea cofrajelor glisante elimină în mare măsură dificultăţile ce apăreau înainte
la execuţia silozurilor din beton armat monolit, în ceea ce priveşte consumul mare
de cherestea şi durata de execuţie, iar precomprimarea elimină pericolul de
fisurare şi asigură folosirea raţională a betonului şi a armăturii.
Se poate afirma astăzi cu certitudine că soluţionarea silozurilor din beton
armat precomprimat executate cu cofraje glisante reprezintă soluţia care oferă cele
mai avantajoase condiţii de execuţie şi care asigură realizarea unor construcţii
corespunzătoare pentru conservarea materialelor.
Î n multe cazuri devin de mare eficienţă economică şi silozurile alcătuite
din elemente prefabricate asamblate prin precomprimare.
Dificultăţi mari de ordin constructiv se mai ivesc încă Ia rezolvarea
izolaţiilor termice necesare a fi introduse la unele silozuri destinate păstrării unor
produse speciale.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
56/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
57/174
Este interesant de reţinut că materialul ce urmează a fi depozitat are o influență
hotărâtoare asupra procesului de proiectare. Astfel, din punct de vedere tehnologic,
fiecare material necesită un anumit echipament mecanic, silozurile realizate pentru
diverse materiale diferenţiindu-se, la acelaşi volum de însilozare, prin numărul de celule,
diametrul celulelor, dimensiunea elementelor de rezistență, alcătuirea fundurilor etc.
Astfel, încărcarea silozurilor se poate face prin metode mecanice sau
pneumatice. În cazul folosirii metodelor mecanice, materialul este ridicat cu elevatoare cu
cupe (situate într-un turn) sau cu transportoare cu bandă sau melc, aşezate în galeriile de
deasupra celulelor, încărcarea fiind făcută prin gravitaţie, prin intermediul unor pâlnii.
Când se foloseşte transportul pneumatic, masa pulverulentă este transportată prin
conducte.
Descărcarea materialului din siloz se face prin placa de fund a celulelor,
folosind acţiunea gravitaţiei (cădere liberă), sisteme mecanice sau pneumatice.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
58/174
CORPUL CELULELOR DE DEPOZITARE
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
59/174
Celulele constituie încăperile în oare se depozitează materialul granular. De
obicei, silozurile se alcătuiesc dintr-un grup de celule. Uneori se construiesc şi silozuri cu
o singură celulă.
Forma celulelor în secţiunea în plan poate fi circulară, pătrată,
dreptunghiulară, hexagonală sau altă formă poligonală.
Celulele cu secţiune dreptunghiulară utilizează bine terenul şi permit o
rezemare raţională pe stâlpi care se dispun la intersecţia pereţilor. Asemenea silozuri se
execută de regula numai până la deschideri ale pereţilor de maximum 5 m. În cazul unor
deschideri mai mari, în pereţi apar momente de încovoiere importante care necesită
sporirea grosimii acestora.
Celulele de formă circulară sunt cel mai frecvent folosite, datorită avantajelor
pe care le prezintă faţă de cele poligonale (pereţii lucrează la întindere centrică,
armarea este simplă iar pentru execuţie se pot folosi cofraje glisante. Totodată, forma
circulară prezintă cele mai multe avantaje la realizarea precomprimării.
Î
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
60/174
În comparaţie cu celulele cu
secţiune dreptunghiulară terenul este mai
neeconomic utilizat, căci rămân spaţii goale
între celule. Acestea însă pot fi folosite
pentru ventilaţie sau uneori chiar ca celule
pentru înmagazinarea materialelor.
Celulele se pot aşeza pe unul sau
mai multe rânduri, alăturat sau alternant.
Cea mai răspîndită distribuţie a celulelor
este pe un r ând sau două r ânduri; la
acest sistem se realizează de obicei cel
mai convenabil acces pentru încărcarea
şi descărcarea celulelor, iar instalaţiile
mecanice rezultă mai simple.
Diametrul celulelor variază de obicei intre 6 şi 24 m. Diametrul optim
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
61/174
Diametrul celulelor variază de obicei intre 6 şi 24 m. Diametrul optim
rezultă funcţie de natura materialului î nsilozat. Din experienţ ă, se pot face
următoarele aprecieri asupra diametrelor optime: pentru cereale (cu frecare mică
între granule) diametrul celulelor va fi de 6 m, pentru ciment 12…18 m iar pentrucărbune 12 m.
Î nălţimea silozurilor este determinată de natura materialului care se
depozitează şi de capacitatea de rezistenţă a terenului de fundare. Pentru
terenuri cu rezistenţă admisibilă de 250…500 kPa, înălţimea silozurilor poateajunge până la 30 m; în cazul terenurilor de calitate mai bună sau în cazul folosirii
fundaţiilor pe piloţi înălţimea silozurilor poate depăşi 30 m. Nu este recomandabil
a se merge cu o înălţime mai mare de 45 m.
La execuţia silozurilor nu se fac de obicei rosturi de temperatură şitasare. De aceea, nu se recomandă a se merge cu dimensiuni în plan ale corpului
de depozitare mai mari de 80 m.
Secţiunea verticală a celulelor se alege funcţie de necesităţile tehnologice.
Fundul celulelor se alcătuieşte în diferite moduri. Alegerea diferitelor
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
62/174
sisteme, în mare măsură, depinde de natura materialului care se însilozează. Pentru
ciment, de exemplu, oare se descarcă prin sisteme pneumatice, fundul poate fi realizat
dintr-un beton de pardoseală situat direct pe teren.Pentru materiale ca pietriş sau nisip, fundul se poate sprijini pe o umplutură
cu plan înclinat în aşa mod încât la descărcare materialul să curgă direct în vagon sau
alt vehicul de transport printr-o gură dispusă lateral.
Pentru alte materiale este indicat ca descărcarea să se facă prin pâlnii deformă conică sau piramidală.
Sistemele care sunt folosite în
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
63/174
prezent pentru construcţia fundurilor
celulelor pot fi împărţite în două categorii:
a. silozuri fără un spaţiu liber sub celule, la
care materialul depozitat reazemă direct
pe radier sau prin intermediul unei
umpluturi executate din bolovani, nisip,
beton sau pământ stabilizat;b. silozuri cu spaţiu liber sub celule, la care
materialul este susţinut de un planşeu
plan sub formă de pâlnie, la care sarcina
se transmite la fundaţiile silozului prinintermediul pereţilor sau a stâlpilor ce
susţin toată construcţia.
GALERIA SUPERIOARĂ
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
64/174
GALERIA SUPERIOARĂ
Galeria superioară constituie încăperea în care sunt dispuse benzile
transportoare şi tuburile telescopice de încărcare a celulelor. Pentru unele silozuri, înaceastă încăpere se amplasează şi alte instalaţii speciale necesare în procesul de
conservare a materialelor depozitate.
Dimensiunile şi forma galeriei superioare se aleg funcţie de tipul silozului şi
de natura materialului însilozat. Pentru silozurile de cereale, de exemplu, aceste galerii
sunt mai larg dimensionate decât pentru silozurile de ciment.
Scheletul de rezistenţă al galeriilor se face,de obicei, din cadre de beton
armat, acoperişul fiind realizat din planşee plane sau plăci subţiri cilindrice. Stâlpii
cadrelor se reazemă pe pereţii celulelor, fiind indicat a se amplasa în zonele de
intersecţie a pereţilor.
Atât la silozurile executate din elemente prefabricate cât şi la cele monolite
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
65/174
p ş
cu cofraj glisant este indicat ca galeria să fie realizată din elemente prefabricate. La
unele silozuri, pentru a se economisi cofrajele şi, totodată, pentru a se elimina ridicarea
prefabricatelor la înălţime mare, elementele scheletului de rezistenţă se execută cuelemente preturnate pe planşeul superior al corpului celulelor.
GALERIA INFERIOARĂ
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
66/174
GALERIA INFERIOARĂ
Galeriile inferioare sunt dispuse pe un nivel sau două, la silozurile la care
sunt prevăzute spaţii libere funcţionale sub celule. În cazul când este prevăzut unsingur nivel, în spaţiul acestuia se efectuează operaţiile de descărcare, încărcare , şi
expediere în saci a materialului.
În cazul când în afara acestui nivel există și un nivel inferior, acesta serveşte
la primirea, sortarea, cântărirea, dirijarea materialului spre elevatorul situat în turn
pentru ridicarea materialului la galeriile superioare (pentru încărcarea celulelor).
Scheletul de rezistenţă a galeriilor Inferioare este alcătuit din înşişi pereţii
celulelor, care se continuă până la fundaţii, sau din stâlpi de susţinere din beton armat
pe care reazemă celulele. Dispunerea şi numărul stâlpilor depind de dimensiunile
celulelor şi de sarcinile ce sunt transmise de bateria de celule.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
67/174
Numărul de stâlpi
corespunzători fiecărei celule este de
4…12. Pentru a nu se împiedica
desfăşurarea normală a procesului
tehnologic, este indicat a se reduce pe
cât este posibil numărul de stâlpi,
urmărind adoptarea soluţiilor fără stâlpi
intermediari de susţinere a fundului
celulelor.
Calculul stâlpilor se face în
ipoteze simplificatoare. Cei centralii
pentru sarcini fundamentale pot fi
consideraţi comprimaţi centric, iar cei
marginali excentric.
FUNDAȚIILE SILOZURILOR
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
68/174
FUNDAȚIILE SILOZURILOR
Rezolvarea corespunzătoare a fundaţiilor la silozuri este o problemă, delicată.
La concepţia fundaţiilor este necesar a se avea în vedere că silozurile sunt construcţii
înalte cu dimensiuni în plan relativ mici şi totodată care transmit sarcini importante
terenului.
Având în vedere deci presiunile mari care apar fi necesitatea asigurării unor
tasări uniforme, sistemul de fundaţii folosit la silozuri pentru terenuri bune de fundare se
adoptă sub formă de radier general, iar pentru terenuri slabe fundaţii pe piloţi bătuţi sau
foraţi, peste care se toarnă un radier din beton armat.
Radierele se execută de obicei sub formă de planşee cu rețele de grinzi
întoarse. În cazul terenurilor macroporice, se vor lua măsuri pentru îndepărtarea apelor
de suprafaţă pe o zonă de protecţie de câţiva metri în jurul silozului, mai cu seamă
pentru a nu crea condiţii de tasări inegale a terenului.
Fundaţiile sub forma de radiere generale şi pe piloţi se proiectează şi se
executa în mod obişnuit.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
69/174
TURNUL ELEVATORULUI
Turnul elevatorului susține instalaţiile elevatoare pentru transportul peverticală a materialului. În turn se amplasează şi scara de acces la galeriile superioare.
De obicei turnul se execută din pereți din beton armat sau numai din
schelet de beton armat şi pereți autoportanţi, fiind separat prin rost de corpul
celulelor.
Rostul are rolul eliminării fisurilor oare ar apărea datorită tasărilor inegale
î ntre cele două construcţii care sunt încărcate mult diferit.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
70/174
Determinarea stărilor reale de tensiuni în elementele silozurilor este dificilă,
datorită caracterului spaţial în care pereţii lucrează cu celelalte elemente. Astfel, calculul
se efectuează cu programe de calcul bazate pe metoda elementului finit, utilizându-se
modele spațiale.
Calculul silozurilor constă în:
calculul presiunilor,
calculul eforturilor,
dimensionarea secţiunilor.
Complexitatea factorilor care influenţează presiunea materialului însilozat
asupra pereţilor celulelor este greu să fie luată în caloul în totalitatea ei. La
elaborarea diferitelor teorii de calcul s-au făcut simplificări, datorită cărora
presiunile calculate pentru unele zone ale celulelor rezultă adeseori cu mai mult
de 100% diferite faţă de cele reale.
CALCULUL SILOZURILOR
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
71/174
Pentru a se putea face o apreciere cât mai corectă a presiunilor
este necesar a se cunoaşte proprietăţile materialelor însilozate. Î n cele ce
urmează se analizează câteva din proprietăţile mai importante pentru a seputea face o serie de aprecieri asupra stabilirii caracteristicilor necesare
efectuării calculelor.
C ompre sibi l i tatea
Densitatea materialelor granulare nu este o oonstantă ea creşte cu
presiunea datorită compresibilităţii. De exemplu, în cazul cerealelor, această
variaţie nu poate fi neglijată, ajungînd la valori destul de mari. Astfel la
gr âu, la o presiune de 5 tf/m, creşterea este de 4-5%. Modificarea densităţii
influenţează şi unghiul de frecare internă.
U h i l d f
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
72/174
Ungh iul de frecare
Unghiul de frecare se modifică în funeţie de viteza de deplasare a
granulelor şi depinde de gradul de compresibilitate. Unghiul de frecaredescreşte pe măsură ce alunecarea relativă a granulelor creşte. Aceasta se
întâmplă, bineînţeles, pînă la o anumită deplasare limită. De aceea este
indicat a se cunoaşte pentru materialele însilozate unghiul de frecare maxim
corespunzător la deplasări mici şi unghiul de frecare minim la deplasări mari.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
73/174
Analizînd funcţia care dă
variaţia presiunilor orizontale şiverticale, se constată că forma ei este
exponenţială.
O dată cu creşterea înălţimii
creşterea presiunii devine din ce î n ce
mai mică, tinzînd asimptotic la un
maximum.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
74/174
ELEMENTE CONSTRUCTIVE
Folosirea cofrajelor glisante, cu ajutorul cărora se execută astăzi silozurile
monolite, impune ca grosimea pereţilor să nu coboare sub 15 cm. Pentru silozurile cu
diametrul de 6 m, grosimea pereţilor se ia de 16 cm, iar pentru silozurile cu diametrul de
12, 15, 18 şi 24 m, nu mai puţin de 20 cm. Din aceleaşi motive, grosimea pereţilor pe toată
înălţimea celulelor se realizează constantă.
Clasa betonului pentru executarea pereţilor va fi cel puţin C12/15. Pentru
silozurile în care se păstrează materiale a căror temperatură poate ajunge la mai mult de
50°C, clasa betonului va fi cel puţin C16/20.
Experienţa de exploatare a silozurilor a scos în evidenţă necesitatea armării
duble a pereţilor silozurilor. Secţiunile pot fi proiectate ca simplu armate numai la celulele
interioare şi în zona treimii superioare a celulelor exterioare.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
75/174
Armătura transversală se execută sub formă de segmente de cerc din bare de
diametru 8...16 mm. În general se recomandă a se folosi armături cu profil periodic care
asigură o conlucrare mai bună cu betonul. Inelele se dispun la distanţa de 10...20 cm.
Locul de înnădire a barelor inelare se va alterna pe înălţimea silozului în aşa mod
încît nici într-o secţiune verticală să nu apară mai mult de 25% din bare înnădite.
O soluţie mai raţională de armare a celulelor o constituie folosirea plaselor
sudate care din fabrică pot fi realizate curbe.
La dispunerea armăturii transversale de la partea inferioară a pereţilor celulelor
se va ţine seama că acestea, în cazul rezemării pe stîlpi, lucrează ca grinzi pereţi. De
asemenea, se dă atenţie armării zonelor de legătură între celule şi pereţii stelelor, ţinînd
seama de eforturile suplimentare de încovoiere.
Armătura verticală de obicei se
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
76/174
Armătura verticală de obicei se
alcătuieşte din bare de minim 10 mm
diametru, care se dispun în pereţi la distanţa
de 30...35 cm. Înnădirea barelor verticale se
face fără ciocuri.
În zona inferioară a celulelor,
adeseori este necesar ca armătura verticală
să fie îndesită, după cum rezultă din calcul.
Această armătură trebuie să fie totodată
capabilă să asigure ancorarea pâlniei de
pereţii silozului.
La pereţii armaţi dublu, armătura
exterioară şi interioară se leagă în dreptul
fiecărui inel cu sîrmă de diametru 2-3 mm,
dispusă la distanţa de 50-70 cm.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
77/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
78/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
79/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
80/174
Rezervoarele pot fi clasificate după mai multe criterii:
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
81/174
după destinația rezervoarelor:
rezervoare pentru apă potabilă;
rezervoare pentru apă industrială; rezervoare pentru lichide, altele decât apa;
cuve și bazine din cadrul stațiilor de tratare;
cuve și bazine din cadrul stațiilor de epurare;
după modul de amplasare: rezervoare îngropate;
rezervoare semi- îngropate;
rezervoare de suprafaţă ;
rezervoare de înălţime (turnuri&clădiri); după formă:
rezervoare rectangulare;
rezervoare poligonale;
rezervoare cilindrice;
din punctul de vedere al compartimentării:
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
82/174
rezervoare cu o singură încăpere;
rezervoare cu camere paralele;
rezervoare cu camere ochelari;
rezervoare cu camere concentrice;
din punctul de vedere al protecţiei:
rezervoare acoperite;
rezervoare neacoperite;
din punctul de vedere al temperaturii lichidului:
rezervoare pentru lichide la temperaturi curente;
rezervoare pentru lichide cu temperaturi
ridicate şi de condensare ; din punctul de vedere tehnologic:
rezervoare monolite din beton armat;
rezervoare monolite precomprimate;
rezervoare prefabricate.
Alegerea formei şi a dimensiunilor rezervorului se va face ţinând seama
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
83/174
de o serie de factori printre care:
fluxul tehnologic pe care-l deserveşte;
amplasarea rezervorului (suprafaţa disponibilă în plan);
modul de lucru static;
tehnologia de execuţie şi exploatare;
economicitatea soluţiei.
Tendinţa este ca pentru o capacitate dată, forma să fie astfel aleasă încâtsă necesite un consum minim de material de construcţie. Forma optimă în plan
pentru a se asigura un consum minim de material şi pentru optimizarea stării de
eforturi interioare este cea circulară.
În practică se recomandă ca rezervoarele de apă cu capacităţi până la5000 m3 să aibă forma circulară în plan. În cazul capacităţilor mai mari, se poate
opta între forma circulară şi dreptunghiulară în plan, pe baza unor calcule tehnico-
economice. O privire de ansamblu asupra corelaţiei între formă, structură și
capacitate este dată în tabelul 1.
Tabelul 1 – Forme recomandate pentru rezervoare
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
84/174
Forma Tip structură Capacitatea
m3 Avantaje
Cilindrică
beton armat 50…500- structurale
- economie de armăturibetonprecomprimat
500…50 000
Prismatică
beton armat 50…50 000
- utilizare rațională a terenuluibeton
precomprimat 5 000…50 000
Oarecare beton armat 50…100 000 - adaptare la condiții locale
În cazul rezervoarelor îngropate, între umplutura de pământ şi pereţi,
respectiv planşee, se prevede o izolaţie hidrofugă.
La rezervoarele de apă potabilă trebuie respectate o serie de condiţii
sanitare şi se impune efectuarea unor amenajări pentru evacuarea apelor de
suprafaţă, împrejmuiri etc. În general, rezervoarele se execută cu două
compartimente, pentru ca în timpul curăţirii sau reparării unui compartiment,
celălalt să poată fi exploatat
în continuare.
ALC ĂTUIREA REZERVOARELOR
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
85/174
Alcătuirea constructivă a rezervoarelor trebuie să conducă la realizarea
unor structuri care pot prelua în
bune condiţii solicitările
datorate acţiunilor
la care
sunt supuse pe durata execuţiei şi în exploatare, astfel încât să se asigure
cerinţele fundamentale de rezistenţă, stabilitate, durabilitate şi etanşeitate. La
acestea se adaugă pentru rezervoarele de înmagazinarea apei potabile şi
cerinţa de păstrarea calităţii apei.Rezervoarele din beton precomprimat oferă condiţii superioare de
etanşeitate şi siguranţă în exploatare faţă de cele din beton armat, datorită faptului
că ele sunt astfel concepute încât, în exploatare să fie solicitate la eforturi de
compresiune în pereţi.La realizarea în tehnologia cu elemente prefabricate a pereţilor
rezervoarelor, se va ţine seama de necesitatea asigurării unor condiţii perfecte de
realizare a monolitizării şi etanşării rosturilor verticale şi orizontale.
Executarea rezervoarelor alcătuite cu elemente prefabricate prezintă
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
86/174
Executarea rezervoarelor alcătuite cu elemente prefabricate prezintă
următoarele avantaje faţă de cele executate cu pereţii din beton monolit:
elementele prefabricate se execută în fabrici de prefabricate sau
în poligoane special amenajate pe şantier, obţinându-se astfel
un beton compact omogen;
posibilitatea realizării unui beton cu grad de permeabilitate redus
permite renunţarea la tencuielile interioare;
se elimină cofrajele pentru turnarea pereţilor ;
se scurtează considerabil durata de execuţie a
rezervorului.
Dintre dificultăţile
legate de prefabricarea rezervoarelor cea mai
importantă este realizarea constructivă a zonelor de îmbinare dintre elementele
prefabricate ale peretelui, precum şi dintre radier şi perete, astfel ca ele să
asigure o etanşeitate perfectă.
Cele mai utilizate soluţii constructive pentru rezervoarele de
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
87/174
înmagazinarea apei sunt constituite din două tipuri de construcţii care
alcătuiesc împreună un ansamblu funcţional compus din:
rezervorul propriu-zis;
casa vanelor, construcţia care adăposteşte zona de capăt a
conductelor şi instalaţiilor şi face legătura între rezervor şi reţeaua de
instalaţii exterioare.
Structura rezervoarelor pentru înmagazinarea apei este alcătuită în
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
88/174
general din următoarele subansamble:
A. Placa de fund care este un element elastic cu o grosime de cca. 15-
25 cm, realizat din beton armat cu gradul de impermeabilitate . Sub placă se
execută un strat de egalizare realizat din beton care asigură un grad de
impermeabilitate . În unele cazuri între placa de fund şi betonul de egalizare, ca
măsură de impermeabilizare, se prevede o izolaţie hidrofugă. Placa de fund se
separă printr-un rost de tasare atât de fundaţia inelară a peretelui cât şi faţă de
fundaţia stâlpului central. Placa de fund transmite la teren presiunea exercitată
de lichidul înmagazinat. Rosturile de tasare se prevăd datorită faptului că
fundaţia inelară a peretelui lucrează individual transmiţând la teren pe toată
durata de exploatare a construcţiei, încărcări importante. Prevederea rostului de
tasare face ca solicitările elementelor menţionate să fie simple, uşor de controlat
în calcul şi astfel se înlătură pericolul fisurării plăcii de fund datorită tasărilor
inegale, a contracţiei betonului, sau datorită variaţiilor de temperatură.
B. Fundaţia inelară a peretelui - se realizează în general din beton cu
un grad de impermeabilitate10P
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
89/174
un grad de impermeabilitate .
C. Peretele rezervorului se realizează din elemente monolite sau
prefabricate din beton armat sau precomprimat. În general, pentru capacităţi de
peste 500 mc rezervoarele, precomprimate sunt mai ieftine faţă de cele din beton
armat. În cazul utilizării betonului precomprimat, pot fi adoptate mai multe soluții:
cu fascicule pozate în tecile montate înaintea betonării elementelor
prefabricate;
prin precomprimare exterioară:
prin înfăşurare cu sârmă SBP;
cu toroane pozate la exterior pe perete;
cu armătură gresată, realizată din două s-au mai multe toroanefixate în mantale de protecţie (realizată din mase plastice),
pozată la exterior pe perete.
D. Stâlpul central se realizează prefabricat din beton având secţiunea
poligonală. Stâlpul se montează într -o fundaţie pahar.
8 P
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
90/174
E. Acoperişul rezervorului
este de tip plan şi se execută înmajoritatea cazurilor din elemente
prefabricate de tip „T". Acoperişul are
prevăzute două goluri de acces spre
interiorul şi exteriorul rezervorului
dotate cu scări metalice.
Pentru realizarea rezervoarelor
cu elemente prefabricate de pereţi
asamblate prin precomprimare, există o
gamă foarte variată de soluţii.
CALCULUL REZERVOARELOR
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
91/174
Rezervoarele sunt construcţii spaţiale complexe. Modul de distribuţie a
tensiunilor în elementele componente ale rezervoarelor - acoperiş, pereţi şi radier -depinde de forma rezervorului, alcătuirea elementelor componente şi, în mare măsură,
de legăturile care există între ele.
Astfel, în cazul când pereţii rezervorului sunt simplu rezemaţi pe fund
(lunecarea marginii peretelui după direcţia orizontală fiind liberă) şi nu sunt legaţi nici
de acoperiş, eforturile care apar în pereţi, datorită presiunii lichidului sau acţiunii
presiunii pământului, sunt în întregime preluate de inelele orizontale (în cazul
rezervoarelor cilindrice) sau de cadrele transversale (în cazul rezervoarelor cu secţiunea
transversală poligonală). Dacă în locul unei simple rezemări peretele rezervorului
este legat monolit de radier şi de acoperiş, atunci stările de tensiune care apar
sînt modificate, deplasarea după orizontală a marginii peretelui fiind împiedicată.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
92/174
Modul de solicitare al pereţilor rezervoarelor cilindrice libere la margine
Modul de solicitare al pereţilor rezervoarelor cilindrice cu pereții legați monolit de
placa radierului
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
93/174
PARTICULARITĂȚI TEHNOLOGICE
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
94/174
PARTICULARITĂȚI TEHNOLOGICE
Realizarea rezervoarelor din beton precomprimat pentru obținerea unor
economii de material și pentru realizarea etanșeității în cazul rezervoarelor prefabricate
implică tehnologii specifice.
În vederea reducerii până la anulare a eforturilor inelare de întindere produse
de presiunea lichidului înmagazinat, în funcţie de particularităţile constructive (monolit
sau prefabricat), se pot adopta două soluții:
soluţia precomprimării discrete, cu inele segmentate de armătură
pretensionată, dispuse la distanţe semnificative pe verticală, ancorate în
nervuri verticale din beton armat;
soluţia precomprimării continue, prin înfăşurarea sub tensiune mecanică a
unui fir din oţel de înaltă rezistenţă, cu pas mic, utilizând un număr minim
de blocaje mecanice.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
95/174
Dispunerea în plan orizontal a fasciculelor pretensionate segmentate
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
96/174
Sistemul Sainrapt şi Brice de precomprimare continuă:1 - pupitru de comandă; 2 - reostat de tensiune; 3 - manometrul presei; 4 - arcul de întindere a cablului de
tracţiune; 5 - cablu de tracţiune; 6 - role de deviere; 7 - presă; 8 - scripete de întindere a sârmei; 9 - scripete de întindere a cablului de tracţiune; 10 - reductor pentru sârma întinsă; 11 - reductor pentru cablul de tracţiune; 12
- diferenţial; 13 - motor diferenţial; 14 - elcotron; 15 - cuplaj hidraulic; 16 - motorul principal de tracţiune; 17 -bobina sârmei; 18 - frâna bobinei; 19 - cap de cal; 20 - reductori de suspensie; 21 - macara pentru ridicarea
bobinei de sârmă; 22 - cărucior mobil; 23 - sârme înfăşurate sub tensiune (zonă fretată); 24 - peretele
rezervorului
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
97/174
Principiul precomprimării continue prin înfăşurare cu instalaţia INCERC - BAC:1 - cărucior superior; 2 - cărucior suspendat; 3 - colac de sârmă din oţel de înaltă rezistenţă (OIR);
4 - sârmă pretensionată prin procedeu mecanic; 5 - lanţ Gall; 6 - reazem central; 7 - scară
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
98/174
Procedeul de precomprimare Mo-Ta-La:
1 - bară verticală de ancoraj; 2 - presă; 3 - pendul pentru diminuarea frecării
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
99/174
Pretensionarea prin procedeul electrotermic:
1 - armătură inelară; 2 - blocaj; 3 - perete rezervor; 4 - mortar/microbeton.
PARTICULARITĂȚI DE ALCĂTUIRE
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
100/174
Prin alcătuire constructivă şi simulări numerice corespunzătoare, trebuie să se
obţină recipienţi care să poată prelua, în bune condiţii, solicitările induse de acţiunile la
care sunt supuşi aceştia durata execuţiei, în exploatarea curentă, respectiv la cutremure
moderate/majore, fără a-şi pierde etanşeitatea.
La adoptarea soluţiilor prefabricate trebuie respectate mai multe exigențe
pentru obținerea unei etanșeități corespunzătoare:
realizarea de rosturi armate cu o lăţime de minimum 25 cm şi cu o profilare şi
tratare corespunzătoare a feţelor spre rost a elementelor prefabricate;
precomprimarea pereţilor realizaţi din elemente prefabricate, în cazul
structurilor axial simetrice; conceperea/realizarea de îmbinări corespunzătoare ale elementelor prefabricate
cu radierul şi eventual cu acoperişul, bazate pe verificări experimentale
concludente.
În cazul realizării în soluţie prefabricată a pereţilor recipienţilor
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
101/174
paralelipipedici, atunci când această soluţie este inevitabilă, este obligatorie
prevederea următoarelor măsuri:
executarea zonelor de colţ şi de legătură în soluţie monolită;
dimensionarea şi alcătuirea corespunzătoare a nodurilor, cu verificări
experimentale concludente, privind comportarea seismică potenţială sau la
tasări diferenţiate.
La rezervoarele amplasate pe terenuri macroporice sau sensibile la umezire,
conductele vor fi montate în galerii şi canivouri vizitabile, respectându-se prevederile
normelor privind execuţia construcţiilor fundate pe terenuri sensibile la înmuiere.
Grosimea plăcii radierului recipientului se stabileşte prin calcul în funcţie de
mărimile solicitărilor, de clasa şi gradul de impermeabilitate a betonului, respectiv de
presiunea exercitată de lichidul înmagazinat, fără a fi mai mică de 200 mm.
Grosimea pereţilor exteriori, stabilită prin calcul, va fi minim:
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
102/174
180 mm în cazul pereților din beton armat monolit;
200 mm în cazul pereților din beton monolit precomprimat cu fascicule
înglobate;
150 mm în cazul pereților din elemente prefabricate cu înălţimea H < 4 m;
170 mm în cazul pereților din elemente prefabricate cu 4 m < H < 6 m;
190 mm în cazul pereților din elemente prefabricate cu H > 6 m.
200 mm în cazul rezervoarelor pentru lichide agresive.
Grosimea elementelor prefabricate pe zona rostului de îmbinare va fi minim
200 mm. Îngroşarea va fi realizată având în vedere următoarele condiţii:
porţiunea cu această grosime va avea cel puţin 200 mm lăţime;
panta îngroşării nu va depăşi valoarea ¼ ;
dimensiunile şi forma aleasă nu vor crea dificultăţi la realizarea lucrărilor
ulterioare (tencuieli, protecţii) şi la exploatarea rezervorului.
EXEMPLE DE SISTEME CONSTRUCTIVE
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
103/174
Rezervor circular din beton armat monolit (300 m3 )
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
104/174
Rezervoare cilindrice cuplate din beton armat monolit
Rezervor de mare capacitate (284 000 m3 ) cu perete tronconic
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
105/174
Rezervor cilindric circular cu camere concentrice (2 x 1 000 m3 )
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
106/174
Rezervor cilindric circular integral prefabricat (30 000 m3 )
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
107/174
Rezervor rectangular prefabricat de 3 500 m3
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
108/174
Castelele de apă sunt
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
109/174
Castelele de apă sunt
construcţii inginereşti alcătuite dintr-un
rezervor de apă aşezat la o anumită înălţime faţă de teren (pe un turn).
Castelele de apă sunt părţi componente
ale unor reţele de alimentare cu apă.
Realizarea unor astfel de construcţii areca scop înmagazinarea unei rezerve de
apă la o anumită înălţime, pentru a se
asigura în reţeaua de alimentare sau
distribuţie o presiune constantănecesară în exploatare.
Avantajul castelelor de apă faţă de
rezervoarele îngropate cu staţii de pompare sunt:
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
110/174
g p ţ p p
se asigură o alimentare continuă cu apă la
presiune constantă, exploatarea reţelei nefiind
condiţionată de defecţiunile ce pot apărea la
staţiile de pompare sau de întreruperile de
curent electric;
debitul poate fi variat du
pă voie,
fără a fi
necesare pentru aceasta instalaţii speciale sau
întreruperi de alimentare a unor sectoare;
spaţiul pe care îl ocupă castelele de apă este mai
redus faţă de cel necesar executăriirezervoarelor îngropate şi a instalaţiilor de
pompare.
Castelele de apă, în general, sunt construcţii izolate, care au o înălţime mai
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
111/174
mare decât construcţiile învecinate, constituind astfel un element dominant, văzut din
toate părţile, mai ales atunci când sunt aşezate pe locurile mai înalte din complexul pe
care îl deservesc. De aceea, la proiectarea lor este necesar a se da o atenţie deosebită
aspectului arhitectonic.
Cu toate că în acest sens s-au făcut multe studii, nu se poate spune, în general,
că soluţiile arhitectonice care se adoptă astăzi pentru castelele de apă sunt satisfăcătoare.
Aceasta se datoreşte şi dificultăţilor oare apar la proiectarea castelelor de apă, forma
rezervorului şi a turnului fiind adeseori dictate de cerinţele rezolvării raţionale a
problemelor de rezistenţă şi de execuţie, privită prin prisma economiei de materiale,
cost şi durată de realizare a investiţiilor.
Se poate aprecia că evazarea părţii superioare a castelului îmbunătăţeşte
aspectul arhitectonic şi, totodată, reprezintă o soluţie mai avantajoasă pentru construcţia
rezervorului.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
112/174
La proiectarea castelelor de apă este necesar a se avea în vedere
necesitatea realizării izolaţiei termice a rezervorului şi a conductelor de
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
113/174
aducţiune, alimentare şi evacuare. Î n acest sens, pentru izolarea termică a
rezervorului pot fi folosite următoarele sisteme:
Peretele rezervorului se acoperă în exterior cu un material termoizolant
(de obicei sub formă de plăci termoizolante) care se protejează înspre
exterior cu o şapă armată. Prin adoptarea acestei soluţii nu este suficient
asigurată posibilitatea de control a infiltraţiilor de apă în stratul izolator,
care, atunci cînd se produc, reduc în mare măsură proprietăţile de izolare
termică ale acestuia, iar îngheţarea apei de infiltraţie poate provoca, într -
un interval scurt de timp, degradarea izolaţiei.
Se construieşte un perete exterior (de protecţie) la o distanţă de circa 5-
10 cm de peretele rezervorului. Spaţiul liber dintre cei doi pereţi se umple
cu un material termoizolant, cum ar fi vata de sticlă, zgură, rumeguş,
pâslă minerală etc. Apare însă același dezavantaj ca la primul sistem.
Se construieşte prin intermediul unui perete exterior o încăpere
i d d tă î j l l i d lăţi 0 40 1 50 S ţi l t
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
114/174
independentă în jurul rezervorului de lăţime 0,40 …1,50 m. Spaţiul creat
fie că este încălzit, fie că este izolat termic prin peretele exterior, a cărui
grosime este determinată din condiţia impusă de cerinţele de exploatare
care limitează variaţia de temperatură a apei.
Pentru izolarea termică a conductelor sunt folosite diferite procedee
funcţie de modul de alcătuire a construcţiei turnului, de folosirea spaţiului de sub
rezervor şi a regimului de funcţionare a instalaţiei de alimentare. De la caz la caz
se adoptă:
încălzirea-spaţiului din turn;
introducerea tuturor conductelor într -un tub central care este încălzit sau
umplut cu material izolator ;
izolarea conductelor prin aplicarea unui strat de material izolator, de
grosime suficientă, direct pe peretele conductelor.
Castelele de apă din beton pot fi clasificate astfel:
a. După regimul de funcţionare:
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
115/174
cu regim continuu, la care problemele de izolare termică de obicei se
rezolvă foarte simplu, apa în circulaţie fiind ferită de îngheţ ;
cu regim de funcţionare cu intermitenţă, la care este necesar a se asigura
o bună izolaţie atît a rezervorului cât mai cu seamă a conductelor de
aducţiune, de alimentare şi preaplin.
b. După destinaţia funcţională a castelului:
pentru alimentare cu apă potabilă;
pentru alimentare cu apă industrială;
pentru alimentare cu apă de incendiu;
alte destinații;
c. După capacitatea rezervorului de apă:
capacitate mică (pînă la 100 m3);
capacitate mijlocie (100 - 500 m3);
capacitate mare (peste 500 m3).
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
116/174
ALCĂTUIREA CASTELELOR DE APĂ
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
117/174
Elementele principale ale construcţiei castelelor de
apă sunt:
rezervorul cu sau fără cameră de protecţie;
turnul de susţinere al rezervorului, inclusiv podestele şi
scările de acces;
fundaţia;
construcţii anexei camera vanelor şi staţia de pompare.
Placa de fund a acestor rezervoare de obicei nu
reazemă continuu pe toată suprafaţa, aşa cum se î ntâmplă
la rezervoarele îngropate sau la cele dispuse la nivelul
solului. Fundul rezervoarelor castelelor de apă, în mod
curent, se alcătuieşte dintr-o placă curbă, în formă de
cupolă sferică sau tronconică, fiind rezemată pe un inel.
Soluţia realizării unor funduri în formă de cupolă prezintă însă unele
dezavantaje de execuţie, mai cu seamă în cazul rezervoarelor monolite, la care
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
118/174
j ţ , ,
cofrajul devine destul de complicat. De asemenea, prin această soluţie, uneori,
nu poate fi satisfăcător rezolvată independenţa de deformare a rezervorului înraport cu elementele superioare ale turnului (care este necesar a fi obligatoriu
realizată, de exemplu, când în rezervor se păstrează apă la anumite
temperaturi ridicate), ceea ce poate conduce la apariţia, în unele cazuri, a unor
eforturi suplimentare importante.Din acest motiv, la unele castele de apă cu capacitate mare, proiectanţii
preferă să adopte soluţia cu rezervorul de apă construit independent de structura
turnului. Î n acest caz, fundul rezervorului se alcătuieşte dintr-o placă circulară
care reazemă direct sau prin intermediul unui strat de nisip sau de asfalt peplanşeul superior al turnului. Aceste planşee se execută cu grinzi principale şi
secundare sau cu reţele casetate. Planşee de acest gen sunt necesare a fi
executate întotdeauna cînd sînt folosite rezervoare metalice.
Forma rezervoarelor din beton armat folosită la construcţia castelelor de apă
este cilindrică, conică sau hiperbolică. Secţiunea circulară este, totdeauna, mai
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
119/174
avantajoasă faţă de secţiunile pătrate sau dreptunghiulare care la rezervoarele
castelelor de apă nu se aplică.
Forma tronconică şi mai cu seamă cea hiperbolică este mai raţională decât
forma cilindrică, deoarece asigură o distribuţie mai raţională a materialului pe înălţimea
peretelui (ţinând seama de variaţia eforturilor de întindere care apar sub acţiunea
presiunii apei) și asigură un aspect arhitectonic mai plăcut. De asemenea, prin aplicarea
formei tronconice sau hiperbolice la construcţia pereţilor se reduc dimensiunile
fundului rezervorului. Forma cilindrică însă prezintă unele avantaje de execuţie.
În principiu, turnurile castelelor de apă, ca structuri de rezistenţă, executate în
d i ii l i ă î ăl i l d ă fi l ă i d ă i
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
120/174
vederea susţinerii la o anumită înălţime a rezervoarelor de apă, pot fi alcătuite după trei
sisteme:
cu schelet realizat din stâlpi de beton armat legaţi prin centuri şi planşee (alcătuind
structuri spaţiale de cadre);
cu schelet din elemente sub formă de reţea legate transversal cu grinzi sau planşee
(alcătuind sisteme spaţiale cu zăbrele);
cu schelet din pereţi continui din beton armat cu sau fără îngroşări.
Turnurile cu schelet alcătuit din stâlpi şi pereţi continui pot fi executate din beton
armat monolit sau din elemente prefabricate asamblate prin monolitizarea lor, în dreptul
îmbinărilor, sau prin precomprimare. Turnurile cu schelet din elemente sub formă de reţea
se execută numai din elemente prefabricate.
În general, sistemele
monolite la alcătuirea turnurilor
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
121/174
pentru castelele de apă prezintă o
serie de dezavantaje faţă de sistemeleprefabricate, dintre care enumerăm:
necesită un consum mare de
cherestea pentru cofraje şi mai
cu seamă pentru eşafodaje; durata de execuţie este mare;
turnarea, transportul şi
compactarea betonului la înăl-
ţime sunt lucrări dificile.
Castelele de apă sunt construcţii înalte dezvoltate pe suprafaţă redusă
care, adeseori, sînt încărcate cu sarcini importante. Din acest motiv, fundaţia
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
122/174
castelelor de apă trebuie astfel rezolvată, încât să asigure în situaţiile cele mai
dezavantajoase de încărcare (rezervorul plin) presiuni şi deformaţii pe teren care
să nu le depăşească pe cele limită şi, totodată, să asigure stabilitatea
construcţiei la acţiunea vântului şi a cutremurului (rezervorul gol).
Î n mod curent, fundaţiile castelelor de apă se execută sub formă de
inel cu secţiurea
sau sub formă de radier .
Î n cazul deschiderilor mari ale bazei turnului pot fi folosite radiere pe
grinzi principale şi secundare sau radiere cu grinzi dispuse în reţea. La castelele
cu rezervoare de capacitate redusă, în cazul folosirii tuburilor pe stîlpi, pot fi
folosite fundaţii pahar executate din beton turnat monolit sau prefabricat.
Î n cazul terenurilor slabe, pentru castelele de apă de mare capacitate,
fundaţiile pot fi executate pe piloţi care se distribuie fie inelar, pe un r ând sau
două (legaţi cu un inel care susţine turnul), fie cu radier general, care leagă
piloţii pe
toată suprafaţa bazei turnului, la partea lor
superioară.
CALCULUL CASTELELOR DE APĂ
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
123/174
Rezervoarele folosite la castelele de apă în ceea ce priveşte modul lor de
solicitare se deosebesc de rezervoarele îngropate prin:
modul de rezemare al fundului, care la rezervoarele castelelor de apă este
acţionat numai de presiunea apei dinspre interior, fără a fi solicitat la
presiunea pământului;
acţiunea presiunii vântului care poate provoca la rezervoarele castelelor de
apă, atunci când acestea nu sunt protejate de camere speciale (în cazul
diametrelor mari), momente încovoietoare ce solicită secţiunile verticale ale
rezervoarelor (care provoacă turtirea rezervorului); presiunea vântului
provoacă şi momente încovoietoare care solicită secţiunile orizontale;
influenţa efectului temperaturii, contracţiei şi curgerii lente provoacă în cazul
rezervoarelor aeriene eforturi mai mari decât la rezervoarele îngropate.
TEHNOLOGII DE REALIZARE A CASTELELOR DE APĂ
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
124/174
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
125/174
Turnurile de răcire sunt construcţii speciale
destinate pentru răcirea apei în circuit închis. Dimensionarea
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
126/174
turnurilor de răcire se face funcţie de debitul de apă care
urmează a fi răcit şi de numărul de grade cu care trebuie
scăzută temperatura apei care urmează a fi recirculată.
Ca şi castelele de apă, turnurile de răcire sunt
construcţii izolate care au de obicei o înălţime mare în raport
cu construcţiile învecinate, constituind adeseori un element
dominant în complexul industrial în mijlocul cărora sunt
amplasate. Din acest motiv, la proiectarea turnurilor de
răcire trebuie să se aibă în vedere necesitatea realizării
unor forme arhitectonice plăcute, care însă trebuie
astfel alese încît să nu dăuneze asupra rezolvării
problemelor tehnologice şi de rezistenţă ale turnului.
Î n ceea ce priveşte rezolvarea
problemelor arhitectonice, dificultatea care
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
127/174
apare la proiectarea turnurilor de răcire
constă în aceea că profilul lor, determinat de
considerente funcţionale, nu se pretează
unor forme estetice. Dintre profilurile aplicate
la construcţia turnurilor de răcire, forma de
hiperboloid de revoluţie reprezintă o soluţie
care satisface (mai bine decât alte forme)
atât cerinţele tehnologice cât şi pe cele
arhitecturale. Din acest motiv, în ultimii ani s-
au executat în străinătate şi la noi în ţară un
mare număr de turnuri de răcire (mai cu
seamă pentru capacităţi mari) în formă de
hiperboloid de revoluţie din beton armat
monolit şi prefabricat.
Sistemul de răcire al apei în regim continuu prin folosirea turnurilor de
răcire prezintă o serie de avantaje faţă de sistemul de răcire al apei în regim
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
128/174
deschis, dintre care amintim:
apa este continuu recirculată, ceea ce face ca consumul de apă să fie
redus la pierderile de apă ce au loc în procesul de circulaţie care
reprezintă 5-10% din volumul total;
prin folosirea aceleiaşi ape (care în acest caz poate fi în mare parte
demineralizată) se evită formarea depunerilor de piatră şi nămol pe
pereţii conductelor, depuneri care, după cum se ştie, distrug instalaţiile;
Sistemul de răcire al apei în regim continuu prezintă însă şi o serie de
dezavantaje faţă de sistemul cu regim deschis, din care reţinem:
temperatura apei în regim închis nu poate fi redusă în procesul de răcirecu mai mult de 10-12° (la regimul deschis fiind de pînă la 25°);
investiţiile şi cheltuielile de întreţinere şi exploatare a instalaţiei pentru
răcirea apei în regim închis sînt incomparabil mai mari decît cele
necesare pentru răcirea apei în regim deschis.
Răcirea apei fierbinţi (care este adusă în turn de la diferite instalaţii) se face
prin schimbul de căldură care se produce între apă şi aerul ambiant din turn. Aerul în
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
129/174
acest caz este agentul care transportă continuu căldura de la apă către exterior. Pentru
ca schimbul de căldură să se producă într-un interval redus de timp, apa este
împrăştiată cu ajutorul unor instalaţii speciale, amplasate în interiorul turnului de răcire,
în aşa mod încât suprafaţa de contact între apă şi aer să fie foarte mare. Eliminarea
continuă a aerului încălzit din interiorul turnului şi introducerea aerului rece din exterior
se obţine prin tirajul natural sau forţat.Tirajul natural se obţine prin forțarea unor curenţi de aer care circulă de jos în
sus datorită diferenţei între greutatea aerului exterior şi rece şi greutatea aerului încălzit
şi umed din turn. Aerul cald se ridică continuu în coşul turnului, locul său fiind ocupat de
aerul rece. La turnurile cu tiraj forţat, circulaţia aerului se obţine cu ajutorulventilatoarelor. Î n acest caz, înălţimea turnului şi mai cu seamă secţiunea
acestuia se poate reduce simţitor faţă de cele necesare la turnurile cu tiraj
natural.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
130/174
Turnurile de răcire pot fi clasificate după diferite criterii funcţionale şi
constructive, dintre care reţinem:
) D ă d l î i ă li i j l i ă i i d bi
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
131/174
a) După modul în care se asigură realizarea tirajului pentru răcirea apei deosebim:
turnuri de răcire cu tiraj natural;
turnuri de răcire cu tiraj forţat;
turnuri de răcire cu tiraj mixt.
b) După temperatura la care ajunge apa in urma răcirii deosebim:
turnuri cu răcire normală, care asigură răcirea apei până la 32° (pentru
temperatura aerului de 25° şi cu umiditate de 55%);
turnuri cu răcire adâncă care asigură răcirea apei până la 28°, folosite în
industria chimică;
turnuri cu răcire foarte adâncă, care asigură reducerea temperaturii apei până la
23 - 25°, folosite numai la instalaţii speciale.
Gradul de răcire influenţează asupra dimensiunilor turnurilor şi mai puţin asupra
problemelor legate de calculul şi alcătuirea elementelor din beton armat.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
132/174
Turnurile de răcire cu tiraj natural sunt alcătuite din:
ALC ĂTUIREA TURNURILOR DE RĂCIRE
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
133/174
bazinul de apă;
instalaţia de răcire a apei;
scheletul de susţinere a coşului (care adăposteşte instalaţia de răcire) în
care sunt prevăzute şi golurile pentru admisia aerului;
coşul care asigură tirajul.
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
134/174
Bazinul de apă este rezervorul în care se înmagazinează apa după ce
a trecut prin instalaţia de răcire. Forma în plan a bazinului se face circulară sau
poligonală Dimensiunile în plan ale bazinului sînt determinate de suprafaţa de
-
8/20/2019 Structuri Speciale Din Beton
135/174