Фундаменты вертикальных стальных резервуаров Зенкин К. Н.

Фундаменты вертикальных стальных резервуаров
Зенкин К. Н.
Зенкин К. Н. Фундаменты вертикальных стальных резервуаров
Зенкин Кирилл Николаевич / Zenkin Kirill Nikolaevich – магистр,
кафедра городского строительства и хозяйства,
Тольяттинский государственный университет, г. Тольятти
Аннотация: в статье рассматриваются актуальные проблемы проектирования оснований и фундаментов
под резервуары. Рассмотрены преимущества применения решетчатых фундаментов.
Ключевые слова: решетчатые фундаменты.
УДК 624.156.4
Удачный монтаж резервуаров или отстойников в соответствии с проектом, их надежная работа без
аварий на протяжении всего периода эксплуатации во многом зависят от решений проектных организаций
по устройству оснований и фундаментов.
Действующие на настоящий момент Российские и зарубежные нормы в качестве основных типов
фундаментов и оснований для резервуаров рекомендуют:
- подушку из грунта;
- подушку с бетонным или железобетонным кольцом;
- железобетонную сплошную плиту (рис.1).
Рис. 1. Основание в виде сплошной железобетонной плиты
Такие типы фундаментов и оснований наиболее часто применяются при строительстве резервуаров.
Кроме широко применяемых перечисленных выше типов фундаментов [1, прил. 19], рассматриваются
конструкции решетчатых фундаментов в виде ростверков (рис. 2) и конструкции фундаментов с нижней и
верхней железобетонной плитой, соединенных стенками (рис. 3).
Рис. 2. Резервуары на решетчатых фундаментах
Рис. 3. Фундамент с нижней и верхней плитой
Ширина опорных балок и стенок между плитами приведенных фундаментов определяется
характеристиками материалов и в данной статье не рассматривается.
Расстояние между осями опорных балок или стенок между плитами должно обеспечивать свободный
доступ для выполнения работ по армированию, опалубочных работ, укладке бетонной смеси и зависит от
веса резервуара, давления в резервуаре и других факторов.
Уменьшение площади опорной поверхности фундамента в решетчатых фундаментах приводит к
увеличению удельной нагрузки в местах соприкосновения с днищем резервуара, в результате чего
обеспечивается плотное примыкание днища резервуара к фундаменту.
Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара в данных случаях производится по вертикальным
и горизонтальным нагрузкам.
Вертикальные нагрузки:
- вес резервуара с учетом смонтированного оборудования;
- снеговая нагрузка;
- давление в газовом пространстве резервуара.
Горизонтальные нагрузки возникают от воздействия ветра на корпус резервуара, стенки между плитами
(рис. 4). Расчет таких конструкций ведется с помощью метода конечных элементов. На рис. 4 приведен
пример расчетной схемы, составленной в программном комплексе с приложением ветровой нагрузки.
Рис. 4. Расчетная схема резервуара с приложением ветровой нагрузки
Нагрузка от ветра вызывает опрокидывающий момент.
А горизонтальные нагрузки создают момент, который препятствует опрокидыванию резервуара.
Наличие вентилируемого пространства под резервуаром значительно уменьшает тепловое воздействие
находящегося в резервуаре продукта на конструкции фундамента.
Наружная поверхность металлических днищ резервуаров на кольцевых и сплошных железобетонных
основаниях находится в зоне повреждений от коррозии. Заполненные продуктом резервуары обладают
существенной тепловой инерцией, являющейся одной из причин появления влаги на поверхности днища от
таяния снега и конденсации влаги при положительных температурах. Влага на наружной поверхности днища,
свободный доступ кислорода и прямой контакт разных металлов сварных швов приводит к появлению
электрохимической коррозии. Этот вид коррозии характеризуется образованием повреждений в металле, что
приводит к потерям продукта и загрязнению окружающей среды.
Использование решетчатых оснований позволяет выполнять при эксплуатации антикоррозионную защиту
наружной поверхности днищ, предотвратить потери продукта и загрязнение окружающей среды на предприятии.
Выводы:
Использование фундаментов решетчатой конструкции и конструкций с двумя плитами позволяет:
• создать под днищем существующего резервуара вентилируемое пространство, предотвратить коррозию
металлического днища резервуара, защитить резервуар от грунтовых вод и появления конденсата;
• существенно уменьшить поток тепла от содержимого резервуара в конструкции ростверка;
• осуществлять постоянный визуальный осмотр состояния днища и возможных утечек содержимого
резервуара;
• сократить объем необходимого бетона для устройства фундамента.
Литература
1. СТО-СА-03-002-2009. Стандарт организации. Правила проектирования и монтажа вертикальных резервуаров.