Нефть - главное богатство
России

Предварительное напряжение железобетонного резервуара


При работе железобетонных стенок резервуара на растяжение возможно появление в бетоне трещин. Чтобы избежать трещинообразования, строятся железобетонные резервуары с предварительно напряженной арматурой. В этом случае стенки получают предварительное сжатие до заполнения резервуара жидкостью.

Если стенку цилиндрического железобетонного резервуара при изготовлении сжать настолько, что напряжения сжатия будут по величине равны или несколько больше напряжений растяжения от внутреннего гидростатического давления при заполненном резервуаре, то давление нефтепродукта вызовет не растяжение бетона, а лишь уменьшение его предварительного сжатия. Таким образом, метод предварительного напряжений железобетонных резервуаров дает возможность работать бетону только на сжатие и исключает возникновение в нем трещин. Стенка предварительно напряженного резервуара состоит из слабо армированного сеткой бетонного сердечника и предварительно напряженной кольцевой арматуры. Наружную и внутреннюю поверхность стенки покрывают торкретной штукатуркой.

Предварительно напрягаемая кольцевая арматура располагается снаружи стенки резервуара. Она натягивается и сжимает бетон стенки таким образом, что при заполнении резервуара нефтепродуктом напряжения сжатия уменьшаются до минимальной величины (до 3—5 кГ/см) и не переходят в напряжения растяжения.

Создание предварительного натяжения арматуры

Предварительное натяжение арматуры создается специальными машинами или вручную, посредством натяжных муфт и гаек.

Для предварительно напряженной арматуры может применяться стальная холоднотянутая проволока диаметром 3—6 мм или горячий прокат круглого и квадратного сечения марок Ст.1, Ст.З, Ст.5 и Ст.6.

Контроль за напряженным состоянием арматурной проволоки, навитой на стенку резервуара, осуществляется электроакустическим методом, предложенным М. К. Сафаряном и П. А. Агуреевым, при помощи электронной установки. Сущность его заключается в измерении частоты собственных колебаний напряженной арматуры, вызванных электромагнитом, подключенным к звуковому генератору.

При переменной толщине стенки резервуара наружную поверхность делают вертикальной, а внутреннюю — наклонной, в связи с чем кольцевая арматура получается одной длины. Основные конструктивные элементы сборных железобетонных резервуаров (стеновые панели и панели покрытий) предварительно напрягаются в процессе изготовления.

Первый резервуар с предварительным напряженнием

Впервые предварительно напряженный железобетонный подземный резервуар емкостью 1200 м3 был построен в 1948 г. для хранения солярового масла. К числу наиболее крупных предварительно напряженных железобетонных резервуаров относится наземный резервуар для воды емкостью 19 000 м3 с купольным покрытием и для нефти емкостью 30 000 л3 с плоским покрытием.

В предварительно напряженных резервуарах за счет лучшего использования бетона и применения арматурной стали повышенной прочности может быть получена экономия металла на 25—30%, бетона на 10—20% и капитальных затрат на 15—20% по сравнению с резервуарами без предварительного напряжения арматуры.