1.5. Основні положення розрахунку прямокутних залізобетонних резервуарів

Робота стінок прямокутних резервуарів під навантаженням залежить від співвідношення розмірів їхніх сторін і прийнятого конструктивно­го вирішення.

Стінки резервуарів, висота яких у кілька разів перевищує роз­міри в плані, під час розрахунку умовно ділять по висоті на зони по 1 м і розраховують як замкнуті рами, завантажені максимальним тис­ком у розглядуваній зоні.

Від тиску рідини стінки зазнаватимуть позацентрового розтяган­ня, а від дії ґрунту (обсипки) при спорожненому резервуарі  поза­центрового стискання.

Стінки відкритих резервуарів, висота яких у кілька разів менша за довжину, розраховують як консольні балки завширшки , затиснуті в рівні днища і завантажені гідростатичним тиском рідини (при відсутності обсипки) та боковим тиском ґрунту (при спорожне­ному резервуарі).

Рис. 1.5. До розрахунку прямокутних закритих резервуарів:

а  конструкція стінок із вертикальними ребрами; б  розрахункова схема ребра при с < h/2; в  розрахункова схема плити при с < h/2; г  розрахункова схема та епюра згинальних моментів у стінці резервуара, яка працює за схемою вертикальної балки; д  те саме, в стінці, що працює як плита, оперта по контуру; 1  стінка; 2  вертикальні ребра; 3  шарнірне опирання; 4  затиснення

Розрахункові тиски рідини та ґрунту визначають за формулами (1.12...1.14).

За знайденими розрахунковими значеннями навантаження визна­чають згинальні моменти в перерізах стінки як у консольній балці, завантаженій трикутним або трапецуватим навантаженням, і добира­ють необхідну кількість вертикальної арматури.

За зусиллям, спричиненим тиском рідини, визначають площу по­перечного перерізу арматури на 1 м стінки з внутрішнього боку, а за зусиллям, спричиненим тиском ґрунту  із зовнішнього. Внутрішні перегородки резервуара в разі його часткового наповнення розраховують на односторонній тиск рідини і армують симетрично з обох боків.

Якщо стінки мають вертикальні ребра (рис. 1.5, а) на відстані , то ребро розраховують як балку на навантаження, зібране з ширини с (рис. 1.5, б), а стінку  як нерозрізну багатопрольотну балкову плиту з прольотами, що дорівнюють с (рис. 14.5, в). Оскільки навантаження на стінку змінюється по висоті, її слід ділити на зони завширшки 1 м і розраховувати кожну зону окремо.

При стінку розраховують як плиту, оперту по кон­туру, а навантаження на ребра визначають із вантажної площі, об­численої з урахуванням характеру руйнування плит.

При збірному покритті гладкі довгі стіни резервуарів розрахо­вують як вертикальні балки завширшки 1 м, які затиснуті в днищі і мають шарнірно-нерухому опору вгорі. Від трикутного навантажен­ня з максимальною інтенсивністю р (рис. 1.5, г) значення мінусового згинального моменту і поперечної сили в рівні днища визначають за формулами

; , (1.18)

а значення плюсового згинального моменту на відстані від днища

. (1.19)

Стінки відкритих і закритих резервуарів з відношенням сторін (рис. 1.5, а) розраховують як плити, затиснуті по низу і по бічних гранях і завантажені за трикутним чи трапецуватим законом (рис. 1.5, д). По верхній грані плити або мають вільний край (відкри­ті резервуари), або затиснуті (закриті монолітні резервуари), або шарнірно опираються на збірне покриття. Зусилля в них визначають, як у плитах, опертих по контуру.

Необхідну кількість вертикальної робочої арматури обчислюють за найбільшим значенням опорних та прольотних згинальних момен­тів (рис. 1.5, д) окремо від гідростатичного тиску та бічного тиску ґрунту.

Поздовжня сила, що виникає в стінці закритого резервуара від ваги покриття та обсипки, звичайно істотно не впливає на кінцевий результат розрахунку.

Якщо стінка складається зі збірних панелей, то прийняту площу поперечного перерізу вертикальної арматури перевіряють із умови за­безпечення міцності панелі в стадії її транспортування та монтажу як елемента, що працює на згинання, від дії її ваги з коефіцієнтом на­дійності щодо навантаження і коефіцієнтом динамічності, що дорівнює 1,4... 1,6.

Товщину стінок прямокутних резервуарів визначають із умови обмеження ширини розкриття тріщини. При цьому все навантаження приймають за тривало діюче.

Горизонтальну арматуру стінок (панелей) приймають конструк­тивно.

Армування панелі стінки прямокутного резервуара аналогічне до армування панелей циліндричних попередньо напружених резер­вуарів (рис. 1.2, е).

Крім резервуарів для чистої води, ємкісні споруди розглянутого типу, як циліндричні, так і прямокутні в плані, широко використову­ють в інженерних системах водопроводу та каналізації (відстійники, аеротенки, метантенки, пісковловлювачі тощо), а також для збері­гання нафти, нафтопродуктів та інших рідин, суспензій, шламів. Кон­структивне вирішення таких споруд, як правило, в основному не від­різняється від розглянутих вище конструкцій резервуарів, хоча роз­міри в ряді випадків відрізняються досить помітно (наприклад, висота до 6 м і більше).

Докладніші відомості про конструкції залізобетонних резервуа­рів та їхній розрахунок наведено в довідковій [39, 40] та нормативній літературі.