ДЫМОВАЯ ТРУБА

Полезная модель относится к области строительства высотных сооружений и может быть использована при возведении дымовых труб, преимущественно отдельно стоящих, от котлоагрегатов малой мощности, а также вентиляционных труб.
Известна дымовая труба, содержащая стеклопластиковую оболочку, установленную внутри каркаса в виде металлической башни с площадками, с которыми стенка оболочки сопряжена посредством подвесок или скользящих упоров [1].
Недостатками данного решения является сложность конструкции металлического каркаса, неполное использование ресурса совместной работы каркаса и ствола, высокая материалоемкость конструкции из-за податливости подвесок и упоров, кроме того, металлические конструкции каркаса подвержены коррозии, что снижает долговечность сооружения.
Наиболее близкой заявляемому объекту по технической сущности является дымовая труба, содержащая ствол из композиционного материала, сопряженный посредством опорного кольца и скользящих упоров с установленным снаружи ствола, вплотную к нему, металлическим каркасом, снабженным элементами раскрепления его на основании, выполненными в виде подкосов или оттяжек [2].
В этой дымовой трубе установка каркаса вплотную к стволу обеспечивает их совместную работу, ведет к уменьшению габаритов сооружения, что в свою очередь приводит к снижению материалоемкости дымовой трубы и затрат на ее возведение. Недостатками данного решения является сложность конструкции каркаса, неполное использование возможности повышения несущей способности сооружения при совместной работе каркаса и ствола, ввиду того, что каркас и ствол работают, в сущности, параллельно без образования комплексного
сечения. Кроме того, открытые металлоконструкции каркаса подвержены коррозии, что снижает долговечность сооружения.
Полезная модель решает задачу упрощения конструкции дымовой трубы, повышения ее несущей способности и долговечности.
Для этого в дымовой трубе, содержащей ствол из композиционного материала, сопряженный с установленным снаружи ствола, вплотную к нему, каркасом, снабженным элементами раскрепления его на основании, согласно полезной модели, каркас выполнен в виде монолитной железобетонной оболочки, а сопряжение ствола с каркасом выполнено посредством анкеров, закрепленных на стволе. При этом анкера могут быть выполнены в виде кольцевых ребер жесткости, гофров на стенке ствола, либо металлических петель, а последние могут быть выполнены в виде спирали, витки которой обращены к стволу боковой поверхностью спирали. Ствол может быть выполнен с теплоизоляцией снаружи и/или внутри стенки ствола.
Применение в качестве каркаса монолитной железобетонной оболочки позволяет упростить конструкцию дымовой трубы. Применение анкеров для сопряжения ствола и каркаса обеспечивает их совместную работу с образованием комплексного сечения, что повышает несущую способность сооружения. Выполнение анкеров в виде кольцевых ребер жесткости, гофров на стенке ствола, металлических петель, либо последних, выполненных в виде спирали, витки которой обращены к стволу боковой поверхностью спирали, обеспечивает надежную совместную работу ствола и каркаса и упрощает конструкцию дымовой трубы. Большая, по сравнению с металлическим, коррозионная устойчивость железобетонного каркаса повышает долговечность дымовой трубы. Теплоизоляция снаружи и/или внутри стенки ствола уменьшает температурный градиент по толщине стенки железобетонной оболочки, что снижает в ней температурные напряжения и тем самым повышает несущую способность сооружения.
На фиг.1 показан общий вид дымовой трубы, на фиг.2 - продольный разрез 1-1 по фиг.1, на фиг.3, 4, 5, 6 - варианты исполнения анкеров, на фиг.7, 8 - варианты исполнения стенки ствола с теплоизоляцией.
Дымовая труба содержит ствол 1, выполненный из композиционного материала, например стеклопластика. Снаружи ствола 1 вплотную к нему возведена монолитная железобетонная оболочка 2, при этом ствол 1 используется как внутренняя несъемная опалубка. Ствол 1 сопряжен с железобетонной оболочкой 2 посредством закрепленных на стволе анкеров 3. Возведение (изготовление) железобетонной оболочки 2, сопряженной со стволом 1, может быть осуществлено как на месте строительства, так и в заводских условиях. Оболочка 2 и элементы раскрепления 4, например, выпуски арматуры, закреплены на основании 5 - фундаменте или других конструкциях. Анкера 3 могут выполняться в виде кольцевых ребер жесткости 6 ствола 1 (фиг.3), в виде гофров 7 на стенке ствола 1 (фиг.4), либо в виде металлических петель 8 (фиг.5). Металлические петли 8 могут быть выполнены в виде спирали 9, витки которой обращены к стволу боковой поверхностью спирали (фиг.6). К стволу 1 подсоединен газоход 10, по которому подаются дымовые или вентиляционные газы. Ствол 1 может быть выполнен с теплоизоляцией 11 снаружи и/или внутри стенки ствола (фиг.7, 8).
Заявляемое устройство работает следующим образом. Собственный вес ствола 1 передается на железобетонную оболочку 2 через анкера 3, а от нее на основание 5. Эти же анкера 3 обеспечивают совместную работу ствола 1 и железобетонной оболочки 2, образуя из них комплексное сечение, воспринимающее изгибающий момент от ветровой нагрузки. Изгибающий момент от ветровой нагрузки через элементы раскрепления 4, например, выпуски арматуры, передается на основание 5. Теплоизоляция 11 уменьшает температурный градиент по толщине стенки железобетонной оболочки 2, что снижает в ней температурные напряжения и тем самым повышает несущую способность сооружения.
По сравнению с прототипом заявляемая дымовая труба имеет более простую конструкцию, совместная работа железобетонного каркаса и ствола с образованием комплексного сечения повышает несущую способность сооружения, повышается долговечность трубы ввиду большей коррозионной стойкости железобетонного каркаса по сравнению с металлическим.
Источники информации
1. Обухов А.С. Расчет на прочность конструкций из стеклопластиков и пластмасс в нефтеперерабатывающей и химической промышленности. - М.: Машиностроение, 1978, с.78, рис.77.
2. Дымовая труба: Патент на полезную модель №41057 РФ: МПК 7 Е 04 Н 12/28, Опубл. в Бюл. №28 за 2004 г (прототип).