Водонапорные башни

Назначение водонапорных башен – регулировать напор воды в водопроводной сети при отсутствии насосных станций, обеспечивать водопотребление, предохранять систему от гидравлических ударов и т.д. Главная составная часть каждой башни железобетонной или металлический резервуар, кроме того опора (ствол) и фундамент.

Основными параметрами водонапорных башен являются вместимость резервуара (50….3000 м³) и высота проектного положения его дна (9, 12, 18, 21, 24, 30, 36 и 42 м).

Водонапорные башни могут иметь как один, так и несколько резервуаров (рис.85).

Рис.85. Разновидности водонапорных башен:

а – шатровые; б – бесшатровые; в - с несколькими резервуарами; 1 – резервуар; 2 – опора; 3 - шатер

По конструктивному решению резервуар представляет собой монолитную оболочку вращения цилиндрической, конической или более сплошной формы. Для повышения трещиностойкости резервуаров опорные кольца подвергают предварительному обжатию с натяжением канатной арматуры на бетон. Покрытие резервуара выполняют из сборных элементов.

Для того чтобы оградить резервуар от температурных воздействий внешней среды, его утепляют или под ним устраивают шатер. Однако устройства шатра связано с дополнительными затратами и поэтому применяется редко.

Резервуары бетонируют в проектном положении или внизу ствола с последующем подъемом с помощью системы домкратов.

Ствол водонапорных башен выполняют в виде сплошной монолитной цилиндрической или конической оболочки вращения с толщиной стенок 120…150 мм или же в виде стержневых сборных железобетонных пространственных конструкций рамной либо сквозной сетчатой системы. Сборный ствол монтируют из царг высотой 2….3 м. Ствол башен собирают в вертикальном или горизонтальном положении с последующим натяжением арматуры на бетон. Фундамент башни – железобетонный, монолитный, ленточно-кольцевой.

Расчет водонапорной башни складывается из расчета резервуара, опоры и фундамента. При проверке несущей способности резервуара и ствола учитывают следующие сочетания нагрузок: все постоянные нагрузки, ветровая и снеговая нагрузки и давления жидкости, представляющие основные сочетания нагрузок.

При проверке устойчивости башни против опрокидывания учитывают все постоянные нагрузки и ветровую нагрузку при опорожненном резервуаре. При проверке несущей способности сжатого ствола – все постоянные и временные вертикальные нагрузки.

При расчете конструкции опоры и фундамента основными нагрузками служат (рис.86): давление наполненного резервуара ; вес опоры и фундамента с засыпкой грунта на нем . Горизонтальное давление ветра на резервуар и опору . Размеры подошвы фундамента устанавливают из расчета несущей способности основания при совместном действии продольный силы и момента. Расчет на опрокидывание башни в целом производится относительно внешней грани фундамента с подветренной стороны (точка А на рис.86). Коэффициент устойчивости против опрокидывания принимает не менее 1,5.

Рис.86. К расчету водонапорной башни

Статический расчет железобетонного резервуара и ствола сопряжен с большим объемом вычислений и поэтому его выполняют на ЭВМ.