ДЫМОВАЯ ТРУБА С ЛИСТОВЫМ АРМИРОВАНИЕМ
SMOKE STACK WITH SHEET REINFORCEMENT

Изобретение относится к области строительства, а точнее к конструкциям дымовых труб, но может также применятся для возведения, ремонта или усиления различных строительных конструкций.
Известны железобетонные конструкции с листовой арматурой без предварительного напряжения (см. Воронков Р.В. Железобетонные конструкции с листовой арматурой. Л.: Стройиздат, Ленинградское отдел. интеллектуальной собственности, 1975. 144 с., с.33-44).
Элементы с листовой арматурой без предварительного напряжения применяются в подземных сооружениях двух типов: возводимых открытым способом и методом опускного колодца. Листовая арматура в таких конструкциях выполняет роль гидроизоляции и является несущей арматурой, стержневая арматура применяется только для обеспечения совместной работы листовой арматуры и бетона в качестве анкеров.
Однако указанная конструкция имеет ограниченную область применения и не может быть использована в сооружениях, где требуется более надежная система, обеспечивающая совместную работу арматуры и бетона.
Известны также конструкции железобетонных перекрытий с профилированной листовой арматурой (Воронков Р.В. Железобетонные конструкции с листовой арматурой. Л.: Стройиздат, Ленинградское отдел. интеллектуальной собственности, 1975. 144 с., с.43. Рис.11).
Вместе с тем, указанная конструкция также имеет ограниченную область применения, так как не может быть использована для возведения сооружений с высоким градиентом температуры и влажности (дымовые трубы, газоходы, железобетонные башни, градирни и т.д.), что обуславливается, в первую очередь, различными коэффициентами теплового линейного расширения стали и бетона.
Известны дымовые трубы с вертикальной и кольцевой напрягаемой стрежневой арматурой (см. Л.А.Коробов, А.Ф.Жарков, А.О.Шерник. Дымовые и вентиляционные трубы высотой 200-500 метров как пространственные сооружения. М.: Компания «Спутник», 2006, с.80).
Однако до настоящего времени существуют только опытно-конструкторские разработки, а возведение дымовых труб, тем более усиление существующих сооружений такого типа со стержневой напрягаемой арматурой не производится вследствие нетехнологичности предлагаемых вариантов.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предполагаемому изобретению является техническое решение, которое использовано при проектировании сооружений, армированных предварительно напряженной листовой арматурой (Воронков Р.В. Железобетонные конструкции с листовой арматурой. Л.: Стройиздат, Ленинградское отдел. интеллектуальной собственности, 1975. 144 с., с.44-45. Рис.12, 13).
В рассматриваемой конструкции предварительное напряжение листовой арматуры осуществлено за счет инъецирования под давлением цементно-песчаного раствора с добавкой пластификаторов в пространство между внутренней поверхностью арматуры и поверхностью бетона, обращенной к арматуре, при этом листовая арматура по контуру закреплена в бетоне.
При всех достоинствах предложенного конструктивного решения следует отметить, что для возведения, а тем более для усиления и ремонта дымовых труб рассматриваемая конструкция совершенно неприемлема, поскольку при работе на больших высотах устройство напрягаемой арматуры такого вида потребует больших трудозатрат и вызовет значительное повышение веса конструкции дымовой трубы в целом, что приведет к необходимости усиления фундамента.
С целью снижения трудозатрат, уменьшения веса дымовой трубы, а также для повышения надежности конструкции предлагается листовое армирование дымовой трубы с помощью системы, образованной отдельными полосами, которые могут быть изготовлены из углеродных волокон, стали, стекловолокна и других высокопрочных материалов. При этом толщина полос принимается равной 0,1÷0,5 мм, а ширина - в пределах 100÷200 мм, что позволяет для обеспечения совместной работы арматуры с усиливаемой или возводимой конструкцией производить предварительное натяжение (напряжение), что может производиться ранее известными способами.
Фиксация полос на поверхности конструкции осуществляется с помощью каких-либо известных высокопрочных клеевых составов на основе полимерных композиций.
Для увеличения адгезии с поверхности конструкции на металлических полосах выполняются отверстия, которые при наклеивании полос заполняются клеевым составом, что препятствует сдвигу полосы относительно поверхности конструкции.
Полосы, выполненные из каких-либо волокон, перед наклейкой на поверхность конструкции пропитываются клеевым составом, который проникает через межволоконные пространства, соединяется с клеевым составом на поверхности конструкции, препятствует, таким образом, какому-либо сдвигу полос относительно поверхности конструкции, обеспечивая совместную работу бетона с арматурой.
Дополнительное усилие адгезии полос к поверхности конструкции обеспечивается системой полос, которые приклеиваются к поверхности конструкции в поперечном направлении относительно полос, первоначально наклеенных в продольном направлении.
На примере усиления конструкции железобетонной дымовой трубы система полос ориентированна следующим образом:
- продольные полосы наклеены сверху вниз по образующим поверхности трубы, расстояние по окружности между полосами определяется из условия прочности конструкции в целом и во избежание переувлажнения бетона при диффузии парогазовой смеси через стенки трубы;
- поперечные полосы, которые наклеиваются по окружности поверх продольных полос, препятствуя таким образом образованию продольных трещин в стенке трубы и повышая адгезию продольных полос к поверхности конструкции;
- концы продольных полос после предварительного напряжения закрепляются анкерами, заделанными в стенке трубы;
- концы поперечных полос соединяются между собой каким-либо способом, обеспечивающим предварительное напряжение.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, где показан фрагмент дымовой трубы, армированной продольными и поперечными полосами.
Дымовая труба 1 установлена на фундамент 2, продольная листовая арматура 3 закреплена на поверхности трубы клеевым составом, а концы каждой арматурной полосы зафиксированы анкерами 5, концы поперечных арматурных полос 4 соединены между собой каким-либо способом, обеспечивающим предварительное напряжение 6.
При этом полосы 4 натянуты поверх полос 3, дополнительно фиксируя систему армирования в целом на поверхности трубы 1.
Следует отметить, что листовое армирование дымовой трубы с предварительным напряжением может осуществляться не только вертикальными и кольцевыми напрягаемыми полосами, но и напрягаемыми полосами, идущими по встречным и также закрепленными на поверхности спиралям.
Возможна также и какая-либо другая схема армирования трубы, которая может быть выбрана на стадии проектирования конструкции.
Следует также отметить, что вариативность схем армирования обусловлена предложенной системой армирования, поскольку ранее известны системы армирования как листового, так и с использованием стержней такой вариативностью не обладают вследствие относительно малой технологичности.
Таким образом, следует отметить, что предложенная конструкция дымовой трубы с листовым армированием, в отличие от ранее известных конструкций, имеет определенные преимущества, поскольку обеспечивается совместная работа арматуры и бетона в условиях значительных градиентов температуры и различных коэффициентов теплового расширения бетона и арматуры.
Помимо использования предложенной конструкции армирования дымовой трубы, данное техническое решение может быть применено при разработке конструкций градирни, башен и других высотных сооружений, а также для усиления и ремонта конструкций любого назначения, выполненных не только из бетона, но и других строительных материалов.
При этом следует отметить относительно высокую технологичность и ремонтопригодность данного технического решения.
В случае необходимости предложенная система армирования дымовых труб может быть использована не только для усиления внешней поверхности трубы, но и для армирования внутренней поверхности с использованием материалов с устойчивостью к высоким температурам.