> Техника, страница 46 > Железобетонные дымовые трубы

Железобетонные дымовые трубы

Железобетонные дымовые трубы,

инженерные сооружения из железобетона, служащие для отвода продуктов горения промышленных топок в высшие слои атмосферы. Ж. д. т. получили в последнее время значительное распространение, особенно вС.Ш. А. для особо высоких труб, стоимость выполнения которых из кирпича была бы слишком велика. Достоинствами Ж. д. т., по сравнению с кирпичными, являются: 1) легкость, а следовательно, меньшие требования, предъявляемые к грунту; 2) монолитность трубы и ее фундамента, а потому особая прочность и повышенная безопасность при землетрясениях; 3) возможность возведения труб зна-чительн. высоты; ^малая воздухопроницаемость стенок и отсутствие ,при правильной постройке, трещин и щелей; 5) во многих случаях значительная экономияпри постройке. Недостатками являются: 1) большая теплопроводность стенок, 2) чувствительность к химич. агентам. Данные об условиях тяги в Ж. д. т. и коэффициенте теплопроводности см. Дымовые трубы.

Обычная конструкция монолитн. Ж. д. т. состоит из ствола трубы цилиндрическ. или же слегка конической формы, соединенного жестко с железобетонной фундаментной плитой. На фигуре 1 изображена Ж. д. т. системы К. Вебера (Weber Steel Concrete Chimney C°) высотой в 101,34 метров Верхняя часть трубы на высоте ок. 70 м— одинакового сечения, с толщиной стенок, повсюду равной 18 см. Арматура состоит из фасонного железа×профиля 32x32x5 миллиметров; число стержней возрастает книзу, где они собраны в пучки по нескольку десятков штук. Нижняя часть трубы—двойная, наружная стенка 23 сантиметров толщиной, а внутренняя—13 см; между ними лея-сит воздушный слой в 10 см. Поперечная арматура состоит из колец из×железа 25 х 25 х 2 миллиметров, расположенных на расстояниях в 90 см. Квадратная фундаментная плита имеет двойную— поперечную и диагональную арматуру. Бетон для постройки употреблялся землистовлажный, из 1 ч. цемента и 3 ч. песка. Ежедневно возводилось от 0,9 до 1,8 метров трубы.

Расчет Ж. д. т. должен вестись по двум основным направлениям: 1) статическ. расчет прочности и устойчивости под действием собственного веса и давления ветра и 2) на добавочные напряжения, возникающие в составляющих элементах вследствие раз

ности ί° в толще стенок трубы и различных термич. коэффициентов расширения железа и бетона. Последнее напряжение в виду почти полного равенства обоих коэффициентов настолько ничтожно, что обычно отбрасывается. Зато добавочные напряжения, возникающие вследствие разности ί° различных слоев бетона, обычно превышают напряжения, возникающие под действием статич. нагрузок. В дальнейшем ί_χ и ί₂ обозначают температуры на внутренней и на наруя-сной поверхностях железобетонного тела трубы, tf—температуру железной арматуры, ί„—темп-ру в области нейтральной оси предполагаемой плоской стенки Ж. д. т.; s_b и —температурные напряжения, a S_b и Sf—результирующие напряжения в бетоне и железе, а_ь и a_f—термические коэфф-ты линейного расширения бетона и железа. Под действием разности температур в толще стенки слои материала претерпевают различные расширения, результатом чего должен явиться изгиб стенки, а при невозможности этого, как в случае Ж. д. т., возникают соответствующие напряжения:

s_b=(<ι - U ^аь Е_ъ и s_f= (t_n - t_f) a_f E_f, (1)

где Е_ь и Ef—модули упругости бетона и я-селеза. Подставляя средние значения постоянных, имеем:

s_b - 1,5 Δί; s_f=—^ж 22,5 Δί, (2)

где х—отстояние нейтральной оси от внутренней поверхности, h—толщина стенки, а— расстояние от наружной стенки до центра железной арматуры, и At=t₁—t₂. В нормальных условиях

s₆ ss 0,15 Δί-Η),45 Δί,

Sf=4,5 Δί-^13,5 Δί.

В общем случае для подветренной (сжатой) стороны имеем:

0,225

Δί (— -

+ }/~F+ 13,33 f (h - а) + 59, (3)

где /—площадь сечения железной продольной арматуры на 1 метров периметра сечения Ж. д. т. и а_ъ—напряжение сжатия бетона от одной статической нагрузки, и

«,= 15(ΐ,5^Δί—S») · (4)

В этих ур-иях положительное напряжение принимается для бетона—на сжатие, а для железа—на растяжение. Ф-ла (3) справедлива лишь для того случая, когда нейтральная ось лежит в толще стенки, то есть при <ч>

Δί 5=

0,75 + 0,225 ?! ’ h²

;1,2σ„

При меньшем Δί формула (3) заменяется:

t ^1,5/ΐ + 0,45 f ^h _b ^α) + 2ha_b

Δί

s_h=-

(δ)

2fl + 0,3

Для наветренной (растянутой) сто роны, при

Δί > 0,0444

°f

(6)

где Of—напряжение растяжения в железе под влиянием одной статической нагрузки,

могут применяться ф-лы (3) и (4), причем вф-ле (3) под корнем Н^га_ь необходимо заменить —. При значениях Δί, меньших ука занных формулой (6), теоретически температурные напряжения в бетоне равны U, и Sf=a_f. Следует отметить, что приведенные выше формулы выведены на точном основании законаСен-Венана; в виду того что в бетоне при изгибе линейный закон изменения напряжений не имеет места, получающиеся в действительности напряжения меньше вычисленных.

Постройка Ж. д. т. производится двумя способами—без опалубки, помощью особых формовых камней, и с опалубкой. Первый способ дешевле и быстрее в работе, но при нем труба отчасти теряет одно из главнейших достоинств—монолитность. Нек-рые системы формовых камней изображены на фигуре 2. При постройке Ж. д. т. с опалубкой последнюю, в целях удешевления всей конструкции, делают обычно подвижной, состоящей из двух барабанов—наружного и внутреннего, между которыми заливается бетон; по мере схватывания бетона их передвигают выше. Америк, строители обычно делают монолитные Ж. д. т. цилиндрич. формы, что плохо приемлемо для европейского вкуса, поэтому в последнее время выработаны способы постройки труб, суживающихся кверху. На фигуре 3 изображена опалубка системы Гейне (The Heine Chimney С°, Chicago); внутренний барабан а закрепляется клиньями на обручах б из круглого железа, а наружный барабан в стягивается обручами г с обыкновенной винтовой стяжкой. В верхней части строящейся трубы на деревянном кране подвешены два кольца из углового железа д, соединенные вместе бугелями из железа и служащие реперами при возведении постройки. На кольцах укреплен ряд винтов е, по которым ходят гайки ж, несущие на роликах кольцо из полосового железа з; к кольцу з подвешены отдельные части наружного барабана, состоящие из железных листов, подкрепленых на наружной поверхности уголками. Описанное устройство позволяет точно установить наружную опалубку, а по ней и внутреннюю при каждой перестановке барабанов. Конич-ность достигается тем, что листы опалубки заходят более или менее один за другой. Получающиеся при этом отпечатки швов удаляют, пока бетон еще не вполне окреп.

Лит.: Handbuch f. Eisenbetonbau, hrsg. von F. Emperger, B. 13, 3 Aufl., B., 1924; Schornsteine aus Eisenbeton, «Veroffentlichungen d. Deutschen Beton-Vereins», B., 1927; M 6 r s c h E., Der Eisenbetonbau, B. 2, 1 Halite, 5 Aufl., Stg., 1926; «В. u. E.», 1924, H. 21, 23, 24, 1925, H. 13, 23, 1927, H. 12, 16;«Bau-ingenieur», Berlin, 1927, H. 23; D oring K., Wind u. Warme bei d. Berechnung lioher Schornsteine aus Eisenbeton, Berlin, 1925. Л. Павлушков.