3 rezervoare

Upload: crysandcrys

Post on 02-Jun-2018

251 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    1/36

    Rezervoare

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    2/36

    Rezervoarele sunt utilizatepentru stocarea lichidelor carepot fi produse fie intermitentdar consumate la o rata

    relativ uniform, sau produsecontinuu ntr-un ritm uniformsi consumate ntr-un modneregulat. Un alt aspect

    important este faptul clocurile de origine si cele deconsum sunt frecventdistantate apreciabil.

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    3/36

    Construirea de rezervoare din beton ofera mai multe avantaje:- Rezervoarele de beton sunt economice n construtie si intretine.Constructia este relativ ieftina si metode de constructie facposibilo finalizare rapid.- Rezervoarele de beton sunt relativ insensibile la influentemecanice.- Rezervoarele de beton sunt eminamente potrivite pentrustocarea unei game foarte largi de substante.

    - Betonul armat este uor adaptabil la o multitudine de formediferite si modele.- Palmares de peste 100 de ani

    Dezavantaje

    Preferinele proprietarului pot dicta mpotriva utilizrii de betonarmat Consideraii de cost datorit cantitii de materiale necesare Nuane de constructie - integrarea in facilitatile existente

    Fisurarea si durabilitate

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    4/36

    Dupa amp lasare:

    De suprafataSubteraneDe inaltime

    Dupa forma:PrismaticeCilindrice, tronconice

    Dupa com part imentare:Cu o singura incapere

    Cu incaperi paraleleCu camera ochelariCu camere concentrice

    Din punct de vedere al protect iei:AcoperiteNeacoperite

    Din punct de vedere al temperatur i i l ichidului:Pentru lichide la temperaturi curentePentru lichide cu temperature ridicate sau de condensare.

    Din punc t de vedere al executiei:Monolite din beton armat

    Monolite din beton precomprimatPrefabricate

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    5/36

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    6/36

    Conditii de incarcare

    Un rezervor trebuie s fie proiectat pentru a rezista la incarcarile la care

    acesta va fi supus n decursul perioadei de utilizare. Dar este la fel de

    important s se ia n considerare incarcarile n timpul construciei

    controale de proiectare necesare:

    - Fore de flotatie (ridicare) pe placa de fundatie

    - Frecare redusa intre placa de baza si terenul de fundare, dac

    rezervorul aluneca.

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    7/36

    In cazul rezervoarelor ingropate, intre umplutura si pereti seprevede o hidroizolatie. Daca nivelul pinzei freatice este ridicat secauta coborirea acesteia sub radierul rezervorului prin executareaunor drenuri.De asemenea este necesara amplasarea pe terenuri de fundatiestabile.In general se prefera executia cu doua compartimente pentruevitarea intreruperii totale in timpul operatiunilor de curatenie sau

    reparatii.Determinarea dimensiunilor unui rezervor este o problema deminim.Pentru un rezervor prismatic cu doua compartimente, pentru oinaltime de depozitare si un volum de apa alese, solutia optima seoptine din conditia de minim a perimetrului peretilor in sectiuneorizontala b = 1.33 a.Pentru un rezervor cilindric neacoperit h= R, respectiv h = 2Rpentru rezervor acoperit din conditia de suprafata minima pentru

    un volum dat.

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    8/36

    Rezervoare prismatice

    Rezervoarele mici se pot executa din placi cu latura de 2 5 m. Placa deacoperis si radierul se armeaza pe 2 directii. Momentele sunt date de greutateaproprie, greutatea pamintului, respectiv componenta tangentiala a impingeriipamintului. Daca rigiditatea radierului e mare, presiunile se considera uniformdistribuite.

    Peretii laterali se calculeaza in functie de rapoartele h/a respectiv h/b. Daca h/a= 0.5-2 si a b calculul se face pentru fiecare perete in parte functie de cazulde rezemare:Placa incastrata pe 4 laturirezervor acoperitPlaca incastrata pe 3 laturirezervor descoperit

    Placa incastrata pe 3 laturi si rezemata pe a patrarezervor descoperit cu ogrinda de rigidizare la partea superioara

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    9/36

    Pentru rezervoare prismatice de dimensiuni mari si inaltime micaperetii se executa cu contraforti; pentru rezervoare neacoperitecontrafortii se rigidizeaza la partea superioara cu grinzi orizontale.Distanta dintre contraforti se alege apropiata cu inaltimea

    rezervorului, placile peretilor lucrind astfel pe 2 directii.Contrafortul se dimensioneaza la incovoiere cu forta taietoare.

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    10/36

    Acoperisul si radierul rezervoarelor de dimensiuni mari se se executa caplansee sprijinite pe stilpi.Intre stilpi se dispun pereti de beton armat cu rol de sicane in circulatiaapei.

    Radierul se executa ca planseu ciuperca sau sub forma de boltirasturnate (pentru incarcari mari) care se niveleaza cu un beton usor deegalizare.

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    11/36

    Alcatuire si armareProiectarea rezervoarelor din beton necesits se acorde atenie nu

    numai la cerinele de rezisten, dar la cerinele de intretinere. Unrezervor bine conceput trebuie s fie n msur s reziste la sarcinile

    aplicate, fr fisuri, care ar permite scurgeri. Obtinerea unui rezervorsigur din punct de vedere structural si care nu va curge, se realizeazprin utilizarea unei cantitati si distributii de armare respectiv spaiereacorect i detalierea rosturilor de construcie, precum i utilizarea debeton de calitate folosind practici adecvate de construcie.

    1. Cantitatea, dimensiunea, i distana dintre bare de armare are unmare efect asupra gradului de fisurare.2. Cantitatea de armare utilizata trebuie s asigure rezistenta sifuncionarea, inclusiv efectele de temperatur i contracie.3. Proiectantul trebuie sfurnizeze detalii adecvate pentru a se asigura

    c fisurarea va avea loc in rosturi i c rosturile sunt n modcorespunztorizolate la scurgerie.4. Dimensiunea barelor ar trebui s fie aleasa cunoscnd faptul cfisurarea poate fi mai bine controlat prin utilizarea unui numr maimare de bare de diametre mici, dect mai puinebare cu diametru maimare.

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    12/36

    5. Distanadintre bare ar trebui s fie limitat la un maxim de 30 cm.6. Acoperirea minimde beton pentru armarea n peretele rezervoruluitrebuie sfie de cel puin5 cm.7. Grosimea peretelui trebuie s fie suficient pentru a impiedica

    fisurarea betonului. n cazul n care betonul se fisureaza, inelul de oeltrebuie sfie n msurspreia toata tensiunea.8. Este de dorit sse utilizeze un oelcu rezistenta admisibila mai mare,astfel nct mai puin de oel este utilizat, rezultnd ntr-o mai micaimpiedicare a contracilor i tensiuni mai mici de intindere n beton.

    9. Lungimea necesar a imbinarii este o funcie de mai muli factori.Lungimea depinde de clasa de imbinare cerute, acoperirea, distanadintre bare adiacente, precum idimensiunea de bara. Ali factori careafecteaz lungimea de jontare includ: tipul de beton utilizat (uor saunormal), acoperire barelor, precum i cantitatea de beton turnat subbara.

    Acoperisurile si radierele se armeaza ca placi izolate sau plansee.Grosimea minima a placii pentru radiere tip planseu ciuperca estede 15-20 cm functie de distanta dintre stilpi (3-4 m). Se asaza pe

    un strat de 5-10 cm de beton de egalizare cu panta 1% spre

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    13/36

    Peretii se pot executa cu grosime variabila (10-20 cm), dublu armati(pentru alternanta incarcarilor). Pentru usurinta executiei se poatepastra grosimea constanta, micsorind procentul de armare pe inaltimeprin micsorarea numarului de bare.

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    14/36

    Rezervoare cilindrice

    In cazul rezervoarelor mici (r=2,5m), acoperisul si radierul se pot

    executa sub forma unor placi plane circulare. Peretii cilindrici se potcalcula fara a tine seama de legatura cu acoperisul si radierul,determinindu-se numai efortul inelar n= pRunde: p impingerea pamintului sau a apei

    R raza rezervorului

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    15/36

    In cazul rezervoarelor mici (r=2,5m), acoperisul si radierul se pot executa subforma unor placi plane circulare. Peretii cilindrici se pot calcula fara a tineseama de legatura cu acoperisul si radierul, determinindu-se numai efortulinelar n= pRUnde: p impingerea pamintului sau a apei

    R raza rezervoruluiLa rezervoare cu diametre intre 5-30m acoperisul se executa sub forma uneicupole, de obicei sferice.

    Cupola poate fi simplu rezemata sau monolitizata cu peretii.Radierul se poate executa sub forma unei placi plane, grinzi inelare sau cupolarasturnata, functie de caracteristicile terenului de fundare.Rezervoarele cilindrice mari sunt prevazute cu stilpi intermediari transformindu-

    se in plansee ciuperca (asemanator si rezervoarele intermediare cu inaltimelimitata).

    C f

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    16/36

    Calculul peretilor rezervoarelor cilindrice se face in ipotezele teoriei elasticitatii,la actiunea impingerii apei, respectiv pamintului.Calculul unui perete cilindric incastrat, rezemat sau articulat de radier subactiunea presiunii apei se face folosind metoda eforturilor. Sistemul de baza seobtine prin sectionarea peretelui la nivelul legaturii cu placa de baza. Pentru casub actiunea presiunii apei placa de baza si conturul peretelui sa aiba aceleasideformatii asupra lor trebuie sa actioneze o forta orizontala radiala r si unmoment muniform distribuite.

    Se calculeaza eforturile n0 produse in sistemul de baza de catre incarcareaexterioara si nr=1, nm=1de catre necunoscutele unitare.Eforturile finale se calculeaza din relatii de forma:n = n0 + rnr=1 +mnm=1

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    17/36

    Al t i i

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    18/36

    Alcatuirea si armarean rezervoare circulare, amplasarea mbinrilor orizontale ar trebui s fieealonate. Jontarile ar trebui s fie ealonate orizontal cu o lungime nu maipuin90 cm inu trebuie scoincidn matrice verticale mai frecvent dect odatla treia bara.

    Armarea orizontala rezulta din calculul de rezistenta la eforturile de intindere niar grosimea peretelui din respectarea conditiei privind deschiderile maximeadmisibile ale fisurilor. Armatura verticala din jumatatea inferioara este derezistenta si are rolul de a prelua momentele de incovoiere mx

    R i t

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    19/36

    Rezervoare precomprimateImpingerea pamintului produce o precomprimare naturala a peretilorrezervoarelor, mai puternica in conditiile in care sectiunea verticala estetronconica.Peretele rezervorului se realizeaza in general cu grosime constanta, cu

    precomprimare pe orizontala (la rezervoare mari si pe verticala).Pentru reducerea momentelor de incovoiere din imbinarea perete radier serecomanda realizarea unei rezemari alunecatoare.

    M d i d i

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    20/36

    Moduri de precomprimarePrecomprimarea cu bare sau fascicule izolateBarele sau fasciculele folosite sefragmenteaza pentru a reduce pierderile de tensiune prin frecare. Capetelearmaturii se ancoreaza decalat de la un rind la altul pentru a obtine oprecomprimare cit mai uniforma.

    P i i i f L d di i i i f l t

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    21/36

    Precomprimarea prin infasurare La rezervoare de dimensiuni mari se folosesteprecomprimarea prin infasurare sub tensiune a unei sirme de otel superior cu 2-5 mm. Se utilizeaza 2 carucioare, unul se deplaseaza pe coronament iarcelalalt, suspendat, efectueaza infasurarea.

    Din loc in loc sirma se prinde de peretele rezervorului pentru ca in cazul ruperiisa nu se produca o desfasurare completa. Protectia sirmelor de pretensionarese face prin torcretate.Principalele avantaje sunt:- simplificarea operatiunilor de armare si betonare,

    - utilizarea mai rationala a otelului de inalta rezistenta,- reducerea manoperei

    Calculul peretilor cilindrici precomprimati

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    22/36

    - afinain concordanta cu variatia incarcarii. Este mai economica. In cazulrezervorului gol eforturile sunt mai mici ca in cazul anterior dar, in cazul

    rezervorului plin nu se ajunge la eforturi nule in pereti.

    Calculul peretilor cilindrici precomprimati

    - distributia optima a armaturii de precomprimare pe inaltimea peretelui- starea de eforturi in sectiunea precomprimarii- eforturi secundare temporare si permanente datorate precomprimariiPrecomprimarea pe orizontala are ca scop reducerea eforturilor de intindere n

    produse de presiunea lichidului.Precomprimarea poate sa fie:- conforma pa= pp. Daca rezervorul este plin, in pereti nu apar eforturi

    R f b i t

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    23/36

    Rezervoare prefabricate

    P i f b i bti d i i t t l l d t i l

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    24/36

    Prin prefabricare se obtin reduceri importante la consumul de materiale(15-20% la beton, 10-15% la otel) si manopera (25-30%). De asemenease reduc termenele de executie.Se prefabrica mai ales peretii si acoperisurile.

    Peretii se pot realiza in 2 variante:din panouri cu rosturi verticaledin panouri cu rosturi verticale si orizontaleRosturile dintre panourile verticale sunt:de grosime redusa (1-5 cm)

    Se utilizeaza in general la peretii asamblati prin precomprimare.Necesita volum mic de beton turnat pe santier, determina deformatiiinelare reduse, reduc timpul intre inchiderea rosturilor si incepereaprecomprimarii.puternic evazate ( 10 cm). Se pot utiliza betoane de consistenta

    plastica pentru inchiderea lor.Acoperirea rezervoarelor se poate face cu cupole din elemente

    prefabricate sau, daca acoperisul reazema pe stilpi intermediari, cu

    chesoane de latime variabila sau grinzi T precomprimate cu talpa de

    latime variabila.

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    25/36

    Considerat i i con struc t ive

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    26/36

    Considerat i i con struc t ive

    O atentie deosebita trebuie acordata asigurarii impermeabilitatii.Permeabilitatea oricarui beton uniform ibine compactat de reteta datadepinde n principal de raportul apa-ciment: reterea raportului ap-ciment, implica cretere n permeabilitatea iar reducerea excesiva araportului apa-ciment poate cauza dificultide compactare.Pentru un amestec dat, exist o limit inferioar pentru raportul apa-ciment. Este esenialaselectarea unui amestec compatibil cu agregatedisponibile, ale cror forme de particule i calitati pot avea o influen

    important asupra lucrabilitatii, si care trebuie s fie adaptate lamijloacele de compactare selectate. Este de dorit s se impuna unconinut de ciment suficient de mare pentru a se asigura ccompactarea temeinic este obinut meninnd n acelai timp unraport suficient de sczut de ap-ciment. Cantitatea de ciment trebuie

    sse incadreze intre 330 kg/m3

    de beton (din cerinte de rezistenta) si530 kg/m3de beton pentru a menineo contraciesczut.

    n seciunilegroase este de obicei admisibila o reducere a coninutuluide ciment pentru a limita creterea temperaturii datorate hidratariicimentului.

    Impermeabilitatea crete cu vrsta de beton i este mbuntit prin

    Contro lul f isurari i

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    27/36

    Contro lul f isurari i

    Fisurarea poate fi cauzata de blocarea contraciiloridilatarii datoratetemperaturii sau efectelor umiditatii betonului. O astfel de blocare poatefi cauzatde:

    - interaciunea dintre armatura si beton n timpul contracie din cauzauscarii.- condiiilede margine.- condiiile difereniale predominante in masive de beton de grosimeamare.

    Utilizarea barelor de dimensiuni mici plasate n mod corespunztor,duce la fisuri mai apropiate, dar de deschidere mai mic.Riscul de fisurare ca urmare a efectelor de temperaturide contraciepot fi reduse prin limitarea schimbri n coninutul de umiditate itemperatur la care structura n ansamblul sueste supusa. Riscul de

    fisurare poate fi, de asemenea, minimizat prin reducerea blocajelor inextinderea libera structurilor cu pereilungi sau fundate pe placi la sausub nivelul solului, blocaje care pot fi minimizate prin asigurarea unuistrat de alunecare. Acest lucru poate fi asigurat prin fundarea structuriipe un strat de beton plan, cu interpunerea unor materiale de rupere alegturiiide a facilita micarea.

    n cazul n care lungimea de structur este mare ar trebui s fie

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    28/36

    n cazul n care lungimea de structur este mare ar trebui s fiempritan lungimi potrivite separate prin rosturi de miscare, n specialn zonele unde seciunilese schimba.n cazul n care structurile stocheaza lichide fierbini, ar trebui s fie

    luate n considerare tensiunile cauzate de diferenade temperaturntreinteriorul iexteriorul rezervorului.Coeficientul de dilatare ca urmare a schimbrilorde temperaturpoatefi luat ca 11 x 10

    -6/ C icoeficientul de contraciepoate fi luat ca 450 x

    10-6

    pentru contraciainiiali200 x 10-6

    pentru contraciala uscare.

    Tipuri de mbinri ale pereti lor

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    29/36

    Tipuri de mbinriale pereti lor

    Comportamentul structural al peretilor rezervorelor, sub aciunea presiuniihidrostatice variazn funciede tipul de legatura ntre perete ialte elemente(placa de baz i acoperi dac este cazul). Exist trei tipuri principale deimbinari: libere (sau glisante), fixe i articulate. n practic, pot fi analizatecombinatii ale acestor cazuri.1 Imbinare libera (alunecatore)Nu se impiedica micareaperetelui datorata presiunii de lichid

    Pentru acest tip de imbinare linia elastic a peretelui este o linie dreapt iperetele rezistpresiunii lichidului doar prin aciuneinelara orizontala. Nu apartensiuni nedeterminate. Pentru a asigura impermeabilitatea la apn imbinare,poate fi introdusa o bandde cupru in inbinarea dintre perete ipodea.

    2 - Incastrare (mbinare continu)

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    30/36

    2 Incastrare (mbinare continu)n acest caz, nu se permite nici o deplasare intre perete si baz(sau acoperis).Peretele va prelua presiunea lichidului parial prin inel i parial prin consol(rezistenta combinata cu benzi verticale i orizontale). Apare un moment delegtur ntre perete i baz. Pentru a obine fixarea necesara, armarea

    verticala se extinde n ntreaga imbinare.

    3 Imbinarea articulata

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    31/36

    3 Imbinarea articulata

    Pentru evitarea transmiterea momentului ntre perete i baz se folosescarticulatiile care permit rotaia.

    Un perete rigid conectat la baza poate fi considerat articulat dac solul dededesubt este susceptibil sse roteasc.

    n rezervoarele circulare adinci, cu perete conectat rigid la podea, presiunealichidului va fi, preluata n principal printr-o aciune a inelului. Datorit fixariiperetelui la podea, deplasarea orizontal a peretelui, la baza, nu poate fi pe

    deplin dezvoltata i presiunea preluata prin aciunea inelara se va reduce lazero in punctul de fixare.O mic parte din presiunea lichidului de la baza peretelui, care nu a fostpreluata n direcie orizontal printr-o aciune inelara va fi preluata n direcievertical printr-o aciune de tip consola, actiune care determna aparitia demomente de ncovoiere n perete. n acest caz, tensiunea

    maximin inel, T are

    loc la 0.8 - 0.9 H ieste Tmax = 0.80 - 0.90 HR

    Alte tipuri de mbinri la rezervoare de ap

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    32/36

    Alte tipuri de mbinri la rezervoare de ap

    Diferitele tipuri de rosturi pot fi clasificate n trei categorii:a) Rosturi de miscareb) Rosturi de construciec) Rosturi temporare deschise.

    a) Rosturi de miscare: Acestea necesit ncorporarea de materiale speciale, nscopul de a menine etanseitatea n timp ce permit micarea relativ ntreprile laterale ale rostului. Toate rosturile de miscare sunt n esen, articulatiiflexibile. Rosturile de miscare sunt de trei tipuri

    (i) Rosturi de contracie(ii) Rosturi de de expansiune(iii) Rosturi de alunecare.

    (i) Rosturi de contracie: Un rost de contracie este un rost de micare tipic, care

    permite contractia betonului. Poate fi fie un rost de contracie complet, n careexist o discontinuitate att in beton cit i in oel, sau poate fi un rost decontracie parial, n care exist o discontinuitate a betonului, dar armaturaeste continua. n ambele cazuri, nu exist un spatiu iniial in rost, doardiscontinuitatea realizata n timpul construciei. n primul tip se introduce o

    barier de etansare n timp ce n al doilea deschiderea rostului este umpluta cumas de etanare i apoi peliculizata la exterior.

    O bariera de etansare este o fie din material impermeabil (cum ar fi un metal

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    33/36

    O bariera de etansare este o fiedin material impermeabil (cum ar fi un metal,policlorurde vinil sau de cauciuc).

    (ii) Rostul de expansiune: Acesta este un rost micare cu discontinuitate

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    34/36

    (ii) Rostul de expansiune: Acesta este un rost micare cu discontinuitatecompletatt n armatura cit ibeton, ieste destinat spermita fie extindereafie contraciastructurii. n general, un astfel de rost necesitprevederea unuidecalaj iniialntre priadiacente ale unei structuri. Decalajul este umplut iniialcu o foaie compresibila sau benzi de materiale folosite ca distaniere. Cu un

    spatiu iniialde 30 mm, expansiunea sau contraciamaximpe care materialelede adaos o pot permite poate fi de ordinul a 10 mm. Umpluturi de rostdisponibile n prezent nu pot, prin ele nsele funcionaca rosturilor de dilataieimpermeabile. Ele pot fi privite ca distanierepentru a oferi spatiu ntr-un rost deexpansiune atunci cnd rostul este traversat de un element de etansare.

    (iii) Rosturi de alunecare: sunt rosturi cu discontinuitate complet n armare si

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    35/36

    (iii) Rosturi de alunecare: sunt rosturi cu discontinuitate completn armare sibeton care se fac special pentru a facilita micarearelativ.

    (b) Rosturi de construcie

    Sunt rosturi n beton introduse pentru facilitarea execuiei,la care se iau msurispeciale pentru a realiza continuitatea ulterioara fr permiterea micriirelative. Este, prin urmare, un rost rigid n contrast cu un rost de micare,careeste flexibil. Trebuie luatn considerare limitarea numruluide astfel de rosturi

    i de a nu permite posibilitatea de infiltrare prin ele, ntr-un mod similar curosturile de dilataie.

    (c) Rosturi temporare deschise: Un rost temporar deschis este un decalaj

  • 8/10/2019 3 Rezervoare

    36/36

    (c) Rosturi temporare deschise: Un rost temporar deschis este un decalajtemporar intre priale unei structuri care, dupun interval adecvat i nainteca structura sfie pusn funciune,este umplut complet cu mortar sau beton,cu includerea materialului de mbinare adecvat. Limeadecalajului trebuie sfie suficient pentru a permite prilor s fie pregtite nainte de umplere. n

    cazul n care sunt luate msuri pentru a menine etaneitatea betonuluiulterioare umplerii rostului, acest tip de rost poate fi considerat ca fiindechivalent cu un rost de contractie (parialsau complet).