СНиП 2.09.03-85 => 21. водонапорные башни. Проектирование сооружений для северной строительно-климатической зоны. 22. дополнительные...

21. ВОДОНАПОРНЫЕ БАШНИ

 

21.1. Нормы настоящего раздела следует соблюдать при проектировании водонапорных башен, предназначенных для использования в системах хозяйственно-питьевого, производственного и противопожарного водоснабжения промышленных предприятий, сельскохозяйственных комплексов и населенных мест.

Водонапорные башни для массового строительства следует проектировать, как правило, без шатров, со стальными баками и опорами из железобетона, кирпича или стали.

21.2. Водонапорные башни надлежит проектировать с баками вместимостью 15, 25, 50, 100, 150, 200, 300, 500 и 800 м³. Высоту опор (от уровня земли до верха опоры бака) для башен с баками вместимостью от 15 до 50 м³ следует назначать кратной 3 м, с баками вместимостью 100 м³ и более - кратной 6 м.

 

Примечание. При соответствующем технико-экономическом обосновании допускается проектировать башни с баками большей вместимостью.

 

21.3. Форму бака следует выбирать в соответствии с архитектурно-композиционными и технико-экономическими соображениями.

В покрытии бака необходимо предусматривать люк со стремянкой для спуска в бак и трубы для вентиляции.

21.4. Днища бака следует проектировать с уклоном не менее 5% к подводяще-отводящей или сливной трубе.

21.5. Опоры водонапорных башен следует, как правило, проектировать в форме цилиндра или в виде системы сборных железобетонных стоек.

Допускается предусматривать для опор монолитный железобетон, кирпич или сталь в зависимости от местных условий, технико-экономических расчетов и с учетом архитектурных требований.

21.6. В случае применения сплошных конструкций опор (монолитный железобетон или кирпич) пространство под баками допускается использовать для размещения служебных и конторских помещений, складов, производственных помещений, исключающих образование пыли, дыма и газовыделений.

21.7. Фундамент водонапорной башни, как правило, следует проектировать железобетонным монолитным, внутри которого следует предусматривать утепленные, но неотапливаемые помещения с естественной приточно-вытяжной вентиляцией для размещения задвижек на водопроводных трубах и контрольно-измерительных приборов.

21.8. Узлы пересечения подводяще-разводящего стояка с перекрытиями и площадками должны допускать свободу вертикальных температурных перемещений стояка.

21.9. При расчете башен ветровую нагрузку следует определять как для высотных сооружений с учетом динамического воздействия пульсации скоростного напора.

Расчет башен следует выполнять для двух случаев: с заполненным или незаполненным баком.

Форма эпюры давлений под подошвой фундамента при проверке башни с заполненным баком должна быть трапециевидной с отношением минимального и максимального напряжений не менее 0,25. При проверке башни с незаполненным баком допускается треугольная эпюра напряжений.

Крен башни должен быть £ 0,004.

21.10. Башни следует оборудовать стальными лестницами для подъема к баку и на его покрытие, а также площадками для осмотра и обслуживания строительных конструкций и трубопроводов. Лестницы допускается проектировать вертикальными, типа стремянок, с дугами, обеспечивающими безопасность пользования ими. При этом расстояние между площадками не должно превышать 8 м.

Площадки должны иметь перильное ограждение.

21.11. При проектировании водонапорных башен следует предусматривать мероприятия по антикоррозионной защите строительных конструкций. Конструктивные решения должны обеспечивать доступ осмотра и восстановления антикоррозионных покрытий.

21.12. Для внутренней антикоррозионной защиты баков следует применять материалы, включенные в перечни материалов и реагентов, разрешенных Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Минздрава СССР для применения в практике хозяйственно-питьевого водоснабжения.

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СООРУЖЕНИЙ ДЛЯ СЕВЕРНОЙ СТРОИТЕЛЬНО-КЛИМАТИЧЕСКОЙ ЗОНЫ

 

22. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

 

22.1. Нормы настоящего раздела следует соблюдать при проектировании сооружений промышленных предприятий для северной строительно-климатической зоны.

22.2. При проектировании сооружений на вечномерзлых грунтах следует принимать один из принципов (принципы I и II) использования вечномерзлых грунтов в качестве основания в соответствии со СНиП II-18-76.

22.3. Сооружения, предназначенные для прокладки тепловых сетей (тоннели, каналы, отдельно стоящие опоры и эстакады под технологические трубопроводы), следует проектировать с учетом дополнительных требований для особых условий строительства в соответствии со СНиП II-36-73.

22.4. При проектировании сооружений с основанием по принципу I надлежит принимать следующие способы сохранения мерзлого состояния грунтов основания:

устройство под сооружениями термоизолирующих слоев;

устройство в основании пола охлаждающих каналов или труб.

22.5. При проектировании сооружений с основанием по принципу II надлежит:

предусматривать конструктивные решения, обеспечивающие медленное и равномерное оттаивание грунтов основания в процессе строительства и эксплуатации. В случае предварительного оттаивания грунтов основания следует при необходимости предусматривать улучшение строительных свойств грунтов путем уплотнения, закрепления и др.;

назначать высоту помещений, проемов, а также расстояние между оборудованием и конструкциями сооружений с запасами, обеспечивающими возможность нормальной работы сооружения в процессе осадок конструкций и сохранение требуемых нормами габаритов после окончания осадок;

предусматривать возможность восстановления положения конструкций при осадках сооружений.

22.6. При проектировании сооружений с основанием по принципу II в случаях, когда деформации основания могут превышать предельные величины, приведенные в СНиП 2.02.01-83, конструктивные решения должны обеспечивать устойчивость, прочность и эксплуатационную пригодность сооружений при неравномерных осадках основания. Для обеспечения указанных требований сооружения следует проектировать:

с жесткими схемами, при которых конструктивные элементы не могут иметь взаимных перемещений;

с податливыми схемами, при которых возможно взаимное перемещение шарнирно-связанных между собой конструктивных элементов при обеспечении устойчивости и прочности этих элементов, а также эксплуатационной пригодности сооружений.

22.7. Сооружения большой протяженности (проектируемые с основанием по принципу II) следует разделять осадочными швами на отсеки, длина которых должна быть не более величин, указанных в табл. 14.

 

Таблица 14

 

Средняя осадка основания сооружения, см	Предельная длина отсеков, м
	при жесткой конструктивной схеме	при податливой конструктивной схеме
15-30	42	60
Более 30	24	30
Примечание. Значение средней осадки основания сооружения следует определять в соответствии с требованиями СНиП II-18-76.

 

22.8. В местах сопряжения сооружений со зданиями или другими сооружениями при использовании в качестве оснований вечномерзлых грунтов по принципу II необходимо предусматривать также осадочные швы.

Осадочные швы следует располагать так, чтобы эти швы по возможности совпадали с местами изменений литологического состава, физико-механических свойств и льдонасыщенности грунтов, с местами изменения мерзлотных свойств основания и глубины залегания верхней поверхности вечномерзлых грунтов, с местами перехода от сливающегося вечномерзлого грунта к несливающемуся или к участкам с талыми грунтами с различными температурными и влажностными режимами.

22.9. Наружные поверхности стен сооружений следует проектировать без ниш, поясков и других элементов, задерживающих снег и влагу.

22.10. Отапливаемые сооружения (подвалы, башенные копры, перегрузочные узлы конвейерных галерей), между которыми по условиям технологического процесса необходим переход производственного персонала, следует соединять отапливаемыми галереями, как правило, наземными.

22.11. Наружные этажерки и площадки для размещения технологического оборудования не допускается проектировать в строительно-климатических подрайонах IБ и IГ, установленных СНиП 2.01.01-82.

22.12. При проектировании тоннелей и каналов, предназначенных для прокладки трубопроводов, сохранение мерзлого состояния грунтов основания (принцип I) следует обеспечивать путем устройства тепло- и гидроизоляции или вентиляции тоннелей и каналов.

22.13. Глубину заложения тоннелей и каналов надлежит принимать минимальной, при этом допускается в стесненных условиях верх перекрытия совмещать с уровнем поверхности земли. Под автомобильными дорогами расстояние от верха проезжей части до перекрытия тоннеля или канала должно быть не менее 100 мм.

22.14. Надземная прокладка трубопроводов для транспортирования нагретых продуктов должна предусматриваться на отдельно стоящих опорах и эстакадах высотой, исключающей тепловое воздействие трубопроводов на вечномерзлые грунты оснований.

22.15. Фундаменты отдельно стоящих опор под трубопроводы следует проектировать с опиранием на вечномерзлые грунты оснований по принципу I или с опиранием на сезоннооттаивающие грунты оснований по принципу II, если деформации грунтов допускаются прочностью и устойчивостью трубопроводов и не приводят к недопустимым изменениям их уклонов.

22.16. Закрома, возведение которых предусматривается с использованием вечномерзлых грунтов по принципу I, следует проектировать, как правило, надземными.

22.17. Стены и решетки бункеров, предназначенные для материалов, подверженных смерзанию, следует обогревать регистрами или другими нагревательными устройствами, в стенах этих сооружений необходимо дополнительно предусматривать теплоизоляцию с наружной стороны.

22.18. Полузаглубленные или заглубленные в грунт железобетонные резервуары следует проектировать на скальных грунтах или на нескальных, которые при оттаивании дают деформации (осадки) не болев допустимых для проектируемых сооружений.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Обязательное

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ГРУНТА

 

1. Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов ненарушенного сложения (угол внутреннего трения j, удельное сцепление с, модуль деформации Е) следует определять по СНиП 2.02.01-83.

2. Удельный вес грунта g необходимо определять по данным непосредственных испытаний грунтов. Нормативное значение удельного веса грунта с учетом взвешивающего действия воды

, (1)

где , - удельный вес соответственно скелета грунта и воды;

е - коэффициент пористости грунта.

При отсутствии опытных данных и для типового проектирования допускается принимать нормативные значения gⁿ = 18 кН/м³ (1,8 тс/м³); = 26,5 кН/м³ (2,65 тс/м³); = 10 кН/м³ (1 тс/м³).

3. Значения характеристик грунтов засыпки (g', j' и с'), уплотненных в соответствии с СН 536-81 с коэффициентом уплотнения k_у не менее 0,95 (что должно быть указано в проекте), допускается устанавливать по характеристикам тех же грунтов ненарушенного сложения:

= 0,95gI = gn	= 0,95gII = 0,95gn;
для песчаных грунтов:
= 0,9jI = 0,82jn	= 0,9jII = 0,9jn; (2)
для пылевато-глинистых грунтов:
= 0,9jI = 0,78jn
= 0,5сI = 0,33сn,	= 0,5сII = 0,5сn
но не более 7 кПа (0,7 тс/м2)	но не более 10 кПа (1 тс/м2)

 

4. Активное горизонтальное давление грунта p_h (s_а.г)* и вертикальное p_v (s_а.в) на глубине у, а также пассивное давление грунта p_hr (s_п.г) и р_vr (s_п.в) следует определять по СНиП II-55-79.

_____________

* В скобках приведено обозначение давления, принятое в СНиП II-55-79.

 

Полное давление грунта слагается из давления от собственного веса грунта р_hg, давления от временной нагрузки на поверхности р_hq и отрицательного давления от сцепления р_hc.

Эпюры возможного сочетания этих нагрузок приведены на черт. 1.

Если значение р_h, оказывается меньше нуля (черт. 1, г), то на этом участке принимается р_h = 0. При этом следует давление на глубине h сохранить равным р_h, а вершину суммарной треугольной эпюры давления грунта из точки а перенести в точку а₁ на поверхности (черт. 1, д).

5. Угол наклона плоскости скольжения к вертикали

q₀ = 45° - , (3)

6. При горизонтальной поверхности грунта, вертикальной стене и отсутствии трения и сцепления грунта со стеной e = р = d = 0, при этом коэффициент горизонтального давления грунта

l_h = tg²q₀, (4)

 

 

Черт. 1. Схема давления грунта

а - на стену; б - при отсутствии сцепления p_hc = 0; в - при p_hc < p_hq; г - при p_hc ³ p_hq;

д - заменяющая (расчетная) эпюра

 

Горизонтальное давление грунта на глубине y

p_h = (gy + q)l_h - 2, (5)

где q - равномерно распределенная нагрузка на поверхности, примыкающей к стене.

7. Дополнительное горизонтальное давление, обусловленное наличием грунтовых вод, следует определять по формуле

p_hw = h_w[10 - l_h(g - g_sw)], кПа (6)

где h_w - высота от низа сооружения до расчетного уровня грунтовых вод, м;

l_h - то же, что в (4) ;

g - удельный вес грунта;

g_sw - то же, что в (1).

8. При наличии на поверхности грунта в пределах призмы обрушения полосовой равномерно распределенной нагрузки q на ширине b давление от нее следует распределять в стороны под углами q₀ к вертикали (черт. 2) до пересечения с плоскостью подпорной стены на глубине и принимать равномерно распределенным на ширине b_y = b + 2a, непосредственно примыкающей к стене.

Интенсивность вертикального давления от полосовой нагрузки следует определять по формуле

p_v = qb/b_y. (7)

Интенсивность горизонтального давления от полосовой нагрузки - по формуле

p_h = p_vl_h. (8)

 

 

Черт. 2. Схема распределения давления от полосовой нагрузки

 

9. Временные нагрузки от подвижного транспорта следует принимать в соответствии со СНиП 2.05.03-84 в виде нагрузки СК - от подвижного состава железных дорог, АК - от автотранспортных средств, НК-80 - от колесной нагрузки, НГ-60 - от гусеничной нагрузки.

 

Примечание. СК - условная эквивалентная равномерно распределенная нормативная нагрузка от подвижного состава железных дорог на 1 м пути (черт. 3). АК - нормативная нагрузка от автотранспортных средств в виде двух полос. НК-80 - нормативная нагрузка, состоящая из одиночной машины на колесном ходу весом 785 кН (80 тс). НГ-60 - нормативная нагрузка, состоящая из одиночной машины на гусеничном ходу весом 583 кН (60 тс).

 

 

Черт. 3. Схема распределения давления от подвижного состава железных дорог

 

10. Нормативную эквивалентную нагрузку СК на уровне низа шпал от подвижного состава железных дорог следует принимать в виде сплошной полосы шириной 2,7 м интенсивностью , равной:

, (9)

где С - коэффициент (для расчета подземных конструкций следует принимать равным 1,5);

К - класс нагрузки, равный 137 кН (14 тс) на 1 м пути. При соответствующем обосновании допускается снижение этой нагрузки до величины К = 98 кН (10 тc) на 1 м пути.

11. При расположении железнодорожного пути вдоль сооружения давление от него приводится к эквивалентной нормативной нагрузке на площадке, расположенной на глубине от низа шпалы (см. черт. 3) шириной b_y1 = 2,7 + 2а. Интенсивность вертикального давления следует определять по формуле

= 2,7/b_y1. (10)

где - то же, что в формуле (9) .

Интенсивность горизонтального давления р_h1 следует определять по формуле (8).

12. При расположении железнодорожного пути поперек сооружения интенсивность нормативного вертикального давления на горизонтальную плоскость на глубине y, м, следует определять по формуле

, кПа. (11)

Интенсивность нормативного горизонтального давления р_h2 - по формуле (8).

13. Нагрузка от автотранспортных средств состоит из двух полос АК (черт. 4), каждая из которых включает одну двухосную тележку с осевой нагрузкой Р, равной 9,81К, кН (1К, тс), и равномерно распределенную нагрузку интенсивностью n на обе колеи n = 0,98К, кН/м (0,1К, тс/м).

Для сооружений на основных магистральных дорогах нагрузку следует принимать полосовую класса К-11 или от одиночной машины НК-80.

Для сооружений на внутрихозяйственных дорогах нагрузку следует принимать полосовую класса К-8 или от одиночной гусеничной машины НГ-60. Кроме того, элементы проезжей части мостов следует проверять на давление одиночной оси, равное 108 кН (11 тс).

 

 

Черт. 4. Схема давления от автомобильной нагрузки АК при движении ее вдоль сооружения

 

14. Нагрузка от тележки Р = К (см. черт. 4) распределяется вдоль движения на длину а_у3 = 1,7+ 2а (м) и на ширину b_у3 = 2,5 + 2а (м).

Интенсивность вертикального давления

. (12)

Вертикальная равномерно распределенная нагрузка v распределяется на ширину b_y4 = b_y3.

Интенсивность вертикального давления на глубине у_а, от нагрузки v

. (13)

Полная нагрузка АК образуется сложением нагрузок + .

Для получения расчетных нагрузок нагрузки и вводятся в расчет со своими коэффициентами надежности по нагрузке.

Интенсивность горизонтальных давлений р_h3 и p_h4 определяется по формуле (8).

15. Интенсивность нормативного вертикального давления от колесной нагрузки НК-80 при движении ее вдоль сооружения (черт. 5) на глубине при a_y5 = 3,8 + 2а (м) и b_y5 = 3,5 + 2a (м) следует определять по формуле

, кПа. (14)

Интенсивность горизонтального давления следует определять по формуле (8).

 

 

Черт. 5. Схема давления от колесной нагрузки НК-80 при движении ее вдоль сооружения

 

16. Интенсивность нормативного вертикального давления от гусеничной нагрузки НГ-60 при движении ее вдоль сооружения (черт. 6) на глубине при а_у6 = 5,0 + 2а (м) и b_у6 = 3,2 + 2а (м) следует определять по формуле

, кПа. (15)

 

 

Черт. 6. Схема давления от гусеничной нагрузки НГ-60 при движении ее вдоль сооружения

 

17. При движении автотранспорта поперек сооружения интенсивность нормативного вертикального давления от автомобильной нагрузки АК (черт. 7) на глубине у ³ 0,6 м следует определять по формуле

, кПа. (16)

Интенсивность нормативного вертикального давления от колесной нагрузки НК-80 на глубине у ³ 0,8 м следует определять по формуле

, кПа. (17)

Интенсивность нормативного вертикального давления от гусеничной нагрузки НГ-60 на глубине у ³ 0,8 м следует определять по формуле

, кПа. (18)

Горизонтальное давление p_h6-9 следует определять по формуле (8).

 

 

Черт. 7. Схима давления от нагрузок АК, НК-80 и НГ-60 при движении их поперек сооружения

 

18. При отсутствии конкретных нагрузок на поверхности земли следует принимать условную нормативную равномерно распределенную сплошную нагрузку интенсивностью 9,81 кПа (1 тс/м²).

19. Вертикальное давление от автотранспорта на перекрытие при заглублении его менее чем на 0,6 м следует определять с учетом давления от каждого колеса с распределением в пределах толщи грунтовой засылки под углом 30° к вертикали, а в пределах дорожного покрытия или пола цеха - под углом 45°.

20. При расчете сооружений по предельным состояниям первой группы коэффициенты надежности по нагрузке следует принимать:

от собственного веса конструкции, давления грунта, оборудования, складируемого материала, погрузчиков и каров, равномерно распределенной нагрузки на территории - по СНиП 2.01.07-85;

от подвижного состава железных дорог, колонн автомобилей, колесной и гусеничной нагрузок, дорожного покрытия проезжей части и тротуаров, веса полотна железнодорожных путей - по СНиП 2.05-03-84.

Коэффициенты надежности по нагрузка при расчете по предельным состояниям второй группы следует принимать равными 1.