КОРПУС ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
HIGH PRESSURE HOUSING

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при создании корпусов ядерных реакторов и других емкостных сооружений, работающих в условиях высоких внутренних давлений, температурных, радиационных и других воздействий.
Известен корпус железобетонного сооружения сферической формы, описанный в способе армирования железобетонных сооружений, содержащий силовую стенку с расположенными внутри нее полой сферой и бетонными торцовыми элементами. Силовая стенка послойно армирована вертикальной арматурной сеткой с навитой на нее кольцевой арматурой. Бетонные торцовые элементы выполнены в виде пробок конической формы, установленных с диаметрально противоположных сторон, а вертикальные сетки выполнены в виде двух типов плоских разверток: сферического двуугольника и усеченного двуугольника (см. патент РФ №2038452, Е04С 5/04).
Недостатком известного корпуса является его невысокая прочность, вызванная армированием в вертикальном направлении из отдельных коротких кусков проволочной арматуры, а в случае внезапной перегрузки конструкции из-за слабой анкеровки горизонтально навитой кольцевой арматуры, расположенной по дуге на участках вблизи полюсов корпуса, может произойти ее беспрепятственное скольжение из проектного положения. Кроме того, изготовление известного корпуса является трудоемким в виду многооперационности при монтаже несущей стенки из арматурных сеток разного типа и сложных полусферических форм.
Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является корпус высокого давления, содержащий силовую стенку с расположенными внутри нее полой сферой и бетонными торцовыми элементами. Силовая стенка послойно армирована вертикальной арматурной сеткой с навитой на нее кольцевой арматурой. Несущая силовая стенка выполнена в виде двух усеченных конусов одинаковых габаритов, объединенных большими основаниями, на торцевые элементы со стороны полой сферы установлена облицовка с размещенными на ее поверхности анкерными стержнями, забетонированная для создания теплоизоляционного слоя. Слой вертикальной арматурной сетки с навитой на нее кольцевой арматурой забетонированы участками (см. патент РФ №2718629, Е04Н 7/18).
Недостатком данного корпуса является его невысокая прочность в результате невозможности выполнения требуемого натяга навивки из-за наклонной части конуса, и как следствие слабой анкеровки кольцевой арматуры. Кроме того, конструктивная схема в виде ромба предполагает общую относительную неустойчивость корпуса в вертикальном направлении. Сложная технология арматурных работ в стадии изготовления и монтаже плоских разверток (сеток) из арматурных стержней, вызванная сложными геометрическими формами разверток в виде усеченного полусферического двуугольника, обуславливает повышенную трудоемкость изготовления данного корпуса.
Техническая проблема известных технических решений заключается в сложной технологии навивки кольцевой рабочей арматуры, так как при имеющемся наклоне или сгибе вертикальных стержней в середине высоты корпуса невозможно выполнить требуемый натяг кольцевых арматурных стержней в горизонтальном направлении. Кроме того, трудоемким является изготовление сеток сложной сферической формы, состоящих из вертикальных стержней.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что корпус высокого давления содержит несущую стенку с расположенными внутри нее полой сферой и бетонными торцовыми элементами. Несущая стенка послойно армирована вертикальной арматурной сеткой с навитой на нее кольцевой арматурой. На торцевые элементы со стороны полой сферы установлена облицовка с размещенными на ее поверхности анкерными стержнями, забетонированная для создания теплоизоляционного слоя. Несущая стенка состоит из внешнего цилиндра стенкой и внутренних торцевых стенок-цилиндров с полостями в виде усеченного конуса, сопряженных со стороны больших оснований. Стержни арматурной сетки внутренних торцевых стенок-цилиндров выполнены переменной длины.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в улучшении способа монтажа из однотипных плоских разверток (сеток), в том числе навивки кольцевой рабочей арматуры с соответствующей натяжкой, и, как следствие, надежной и качественной анкеровки (закрепления) узлов между взаимно перпендикулярно располагаемыми кольцевыми и вертикальными арматурными стержнями при одновременном упрощении производства арматурных и бетонных работ за счет использования прямолинейных плоских разверток (сеток) в вертикальном направлении, состоящих из арматурных стержней без каких-либо криволинейных участков.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, на котором схематично изображен корпус высоко давления.
Корпус высокого давления содержит несущую стенку, состоящую из внешней цилиндрической части 1 и внутренних торцевых стенок-цилиндров 2 с полостями в виде усеченного конуса. Внутри несущей стенки расположены полая металлическая герметичная облицовка 3 в виде сферы и фибробетонные торцовые элементы 4 и 5 с предусмотренными в них технологическими отверстиями 6. Внешняя несущая стенка в виде цилиндра 1 с толстой стенкой послойно армирована плоскими вертикальными развертками (сетками) из стержней 7 с длинами на высоту корпуса и с навитой кольцевой арматурой 8. С помощью плоских вертикальных разверток (сетки) со стержнями переменной длины 9 армированы внутренние торцовые стенки-цилиндры 2. Анкерными стержнями 10 усилен теплоизоляционный слой 11.
Заявляемый корпус высокого давления изготавливают следующим образом.
Предварительно на специальной платформе-площадке устанавливают металлическую опалубку в виде усеченного конуса для нижнего торцового элемента 4 с предусмотренными проектом технологическими проходками 6 и бетонируют фибробетоном. На нижний торцевой элемент 4 устанавливают металлическую облицовку 3 с жестко сваренными анкерами 10, при котором возникает зазор, который в свою очередь также бетонируют для создания теплоизоляционного слоя 11. На теплоизоляционный слой 10 устанавливают опалубку для верхнего торцового элемента 5 и бетонируют фибробетоном. При этом металлическая опалубка 3 для торцовых элементов 4 и 5 может быть как съемной, так и несъемной. Далее идет изготовление торцевых стенок-цилиндров 2 с полостями в виде усеченного конуса. На нижнем торцовом участке по периметру торцового элемента 5, производят монтаж первого и последующих слоев плоских вертикальных разверток из стержней 9 с последующей навивкой на нее кольцевой арматуры 8. Навивку производят с определенной натяжкой. Затем, после изготовления нижних торцовых стенок-цилиндров 2, также переходят к изготовлению верхних торцовых стенок-цилиндров 2 из стержней переменной длины 9 с навивкой на нее кольцевой арматуры 8. Под высоким давлением производят бетонирование только что созданного арматурного каркаса, образованного из стержней 7, 8, 9. Операцию, состоящую из монтажа плоских разверток 9 и кольцевой арматурой 8 с соответствующим бетонированием, выполняют до места контакта двух усеченных конусов. На этом этапе завершается изготовление внутренних торцевых стенок-цилиндров 2 корпуса. Далее переходят к изготовлению внешней цилиндрической части 1 корпуса, где используют плоские вертикальные развертки из стержней 7 и кольцевую арматуру 8. Предварительно по периметру внутренней части 2 стенки корпуса производят монтаж плоских разверток из стержней 7 с последующей навивкой на них кольцевой арматуры 8. Такую операцию доводят до определенного количества слоев в зависимости от условия качественного бетонирования и под напором бетонируют. Монтаж плоских разверток из стержней 7 с навивкой на них кольцевой арматуры 8 с последующим бетонированием заканчивают с достижением расчетной толщины внешней цилиндрической части 1 несущей стенки корпуса. Монтаж или соединение между собой плоских разверток из стержней 7 и 9 внутренней и внешней частей производится вязкой из обычной проволоки. Навивку кольцевой арматуры 8 для каждого слоя выполняют с соответствующей натяжкой. Получается эффективный и рациональный способ армирования корпуса высокого давления за счет исключительно простой формы вертикальных арматурных разверток, обеспечивающий простую технологию изготовления и возможность выполнения требуемого натяга навивки с соответствующей анкеровкой кольцевой арматуры.
Таким образом, в заявляемом изобретении сохраняется эффективная сферическая полость корпуса, где осуществляется равномерное распределение по поверхности внутренней нагрузки в виде внутреннего давления или температуры, при упрощении технологии монтажа арматурных сеток, что повышает качество выполняемых арматурных и бетонных работ при возведении корпуса, и как следствие увеличивает прочность корпуса высокого давления.