Рис. 9. 5. Конструкции панелей из легкого жаростойкого бетона:
а – двухслойная панель на металлическом листе; б- панель с окаймляющим каркасом из тяжелого жаростойкого бетона; в- панель с окаймляющим арматурным каркасом; г- панель со стальными анкерами и эффективной теплоизоляцией; 1- уголок жесткости панели; 2- металлический лист; 3- анкер; 4- легкий жаростойкий бетон с D1100 и менее; 5- легкий жаростойкий бетон с D1200 и более; 6- окаймляющий каркас из тяжелого жаростойкого бетона; 7- арматурный каркас; 8- эффективная теплоизоляция; 9- усадочный шов; 10- шайба
В панелях с окаймляющим каркасом прямоугольного или трапециевидного сечения ребра предусматривают из тяжелого или легкого конструкционного жаростойкого бетона, а пространство между ребрами на всю толщину заполняют теплоизоляционным легким жаростойким бетоном. Ребра армируют плоскими каркасами, расположенными с менее нагретой стороны.
Крепление панелей к каркасу осуществляют на болтах или на сварке так, чтобы панели могли свободно перемещаться при нагреве.
В конструкциях тепловых агрегатов из монолитного железобетона со стороны рабочего пространства в углах сопряжения стен, а также стен с покрытием и перекрытием предусматривают вуты.
При температуре рабочего пространства теплового агрегата свыше 800ºС ограждающую конструкцию с целью увеличения ее термического сопротивления делают многослойной с включением в ее состав слоев из эффективной теплоизоляции (Рис. 9.5 г).
Многослойная несущая или самонесущая конструкция со стороны рабочего пространства имеет футеровочную плиту из жаростойкого бетона, а с не нагреваемой стороны – несущее основание в виде железобетонной плиты или металлического листа с окаймляющими уголками. Волокнистые огнеупорные материалы применяют в температурных зонах сечения конструкции, где нельзя применять более дешевые и менее дефицитные материалы, например, плиты или маты из минеральной ваты.
9.33. Для обеспечения надежного соединения несущего и футеровочного слоев многослойной футеровки рекомендуется применять пространственные анкеры в виде соединенных между собой крестообразно установленных гнутых стержней, расположенных перпендикулярно к арматурной сетке (Рис. 9.6).
Рис. 9. 6. Пространственный анкер в многослойной конструкции панели с железобетонной несущей плитой:
1- пространственный анкер; 2- железобетонная несущая плита; 3- минераловатная изоляция; 4- плитная изоляция; 5- арматурная сетка; 6- футеровочная плита из жаростойкого бетона
Пространственные анкеры устанавливают в швах плитной и минераловатной изоляции.
Расстояние между анкерами принимают в пределах 0,7-1 м, а расстояние от краев панели до центра пространственного анкера – кратным размеру плит теплоизоляции и равным половине расстояния между анкерами. Плита из жаростойкого бетона, закрепленная с помощью анкеров, от действия собственного веса в горизонтальном положении панели работает как двухконсольная система с максимальными растягивающими усилиями в сечениях под пространственными анкерами, где имеются местные арматурные сетки, включенные в пространственный анкер для увеличения площади анкеровки.
Футеровочная плита из жаростойкого бетона в укрупненных монтажных элементах разрезается швами шириной 2 мм на отдельные части таким образом, чтобы каждый отдельный монолитный участок бетонной футеровки крепился к основанию панели четырьмя или двумя анкерами.
9.34. Конструкции, перекрывающие рабочее пространство теплового агрегата, могут быть свободно опертыми на стены, подвесными или монолитно связанными со стенами. Для покрытий при пролетах более 4 м предусматривают подвесные балки, плиты и панели. Расчетную схему работы подвесной конструкции принимают как для двухконсольной балки, при этом не должно допускаться возникновения растягивающих напряжений в бетоне со стороны более нагретой поверхности. Подвесные конструкции не воспринимают никаких внешних нагрузок, кроме собственного веса, и на них не должны устраиваться мостики или настилы для хождения обслуживающего персонала.
9.35. Купола и своды должны иметь стрелу подъема не менее 1/12 пролета в свету.
Купола и своды с плоской верхней поверхностью у пяты имеют компенсационный шов шириной 20-40 мм на глубину, равную высоте сечения в замке (рис. 9.7.).
Рис. 9. 7. Конструкции круглого теплового агрегата:
а- купола перекрытия с технологическими отверстиями из жаростойкого бетона; б- железобетонного купола покрытия с плоской верхней поверхностью из жаростойкого бетона; 1- кожух; 2- сетка из проволоки диаметром до 6мм; 3- компенсационный шов шириной 20-40мм, заполненный легко деформируемым материалом; 4- купол; 5- пята купола; 6- теплоизоляционная прослойка толщиной 20-40мм; 7- рабочая арматура опорного кольца; 8- то же, купола; 9- хомут из проволоки диаметром 6мм; 10- опорное кольцо; 11- шов бетонирования
Предусматривают заполнение шва легко деформируемым материалом и покраску пят тонким слоем битумного лака. За осевую линию в таких куполах и сводах допускается принимать дугу окружности, проведенную через центр пяты и середину высоты сечения в центре пролета.
В куполах и сводах с плоской верхней поверхностью при высоте сечения в замке более 250 мм кроме основной рабочей арматуры, установленной со стороны менее нагретой поверхности, предусматривают конструктивную сетку из проволоки диаметром не более 6 мм с ячейкой не менее 100х100 мм, которую располагают в бетоне с температурой, не превышающей предельно допустимую температуру применения конструктивной арматуры. Эту сетку соединяют хомутами с основной арматурой (рис. 9.7.б).
9.36. Рабочую арматуру в железобетонных конструкциях, перерезаемую различными технологическими отверстиями, приваривают к рамкам из арматуры или проката, устанавливаемым вокруг отверстий. Размеры рамки должны приниматься такими, чтобы толщина для обеспечения температуры рамки, не превышающей предельно допустимую температуру применения арматуры, устанавливаемой по расчету.
Площадь сечения рамки в каждом направлении должна быть достаточной для восприятия усилий в перерезанных стержнях.
Отверстия большого размера следует окаймлять армированными бортовыми замкнутыми рамами. Сечение стенок бортовых рам определяют из расчета на усилия от воздействия температуры и нагрузки.
9.37. Фундаменты, борова и другие сооружения, расположенные под землей и подвергающиеся нагреву, должны находиться выше наиболее возможного уровня грунтовых вод. При заложении нижу уровня грунтовых вод следует предусматривать гидроизоляцию.
9.38. Кожухи тепловых агрегатов из листовой стали допускается предусматривать, когда необходимо обеспечить газонепроницаемость конструкции и когда имеется большое количество отверстий или точек крепления оборудования.
9.39. В рабочих чертежах конструкций и в пояснительной записке к проекту должны быть указаны:
а) наибольшая температура нагрева конструкции при эксплуатации, принятая в расчете;
б) вид и класс бетона по предельно допустимой температуре применения;
в) класс бетона по прочности на сжатие и требуемая прочность бетона при температуре во время эксплуатации;
г) виды (классы) арматуры и марка жаростойкой стали;
д) вид увлажнения бетона и его периодичность при эксплуатации;
е) прочность бетона при отпуске сборных элементов предприятием-изготовителем;
ж) способы обетонирования стыков и узлов, марки и состав раствора для заполнения швов в стыках элементов.