3. ПОКРЫТИЯ И ПЕРЕКРЫТИЯ
А. ПОКРЫТИЯ
Несущие конструкции кровельных покрытий машинного и котельного отделений, входящие в расчетные схемы поперечника главного корпуса, в подавляющем большинстве случаев выполняются в виде стальных или железобетонных ферм различного пролета и очертания.
В главных корпусах тепловых электростанций, сооружавшихся в послевоенные годы с каркасом из металла или монолитного железобетона, применялись стальные фермы трапецеидального очертания. По фермам укладывались прогоны из швеллеров или двутавров и мелкоразмерные кровельные плиты. В дальнейшем прогоны и мелкоразмерные плиты были заменены кровельными панелями с размерами в плане 6X1,5 м.
Фермы из сборного железобетона были осуществлены при строительстве Змиевской ГРЭС по проекту ГРЭС-1200, а в дальнейшем фермы различной конструкции нашли применение в главных корпусах ряда тепловых электростанций.
На рис. 10-14 изображена сборная железобетонная раскосная ферма полигонального очертания, пролетом 36 м, с предварительно напряженным нижним поясом, применявшаяся в покрытии котельного отделения главного корпуса ГРЭС-1200 при шаге колонн 6 м.
Ферма состоит из двух полуферм. Верхний пояс фермы принят прямоугольного сечения, элементы решетки для удобства выемки фермы из опалубки имеют сечение в виде шестиугольника. Нижний пояс фермы собирается из заранее изготовленных лотков, снабженных выпусками арматуры и укладываемых в опалубку вместе с арматурными каркасами остальных элементов фермы. Ферма изготовляется из бетона марки 400. После достижения бетонам проектной прочности полуферма вынимается из опалубки, в нижний пояс заводятся четыре стержня из стали 25Г2С, упрочненные вытяжкой, и гидравлическими домкратами с упором на торцы полуфермы производится натяжение арматуры. После закрепления напряженных стержней производится заполнение лотков бетоном марки 200 и инъецирование цементным раствором каналов для напряженной арматуры, предусмотренных в узлах нижнего пояса.
Сборка полуферм перед установкой в проектное положение производится на укрупнительной площадке строительства. В процессе сборки ферме придается строительный подъем, равный 60 мм.
На заводах железобетонных конструкций, имеющих стенды для натяжения арматуры, нижний пояс фермы с арматурой, натянутой на стенд, бетонируется одновременно с остальными элементами полуфермы.
В этом случае отпадает необходимость в устройстве специальных лотков и каналов в узлах, что способствует повышению качества конструкций и значительно снижает трудоемкость изготовления ферм.
С переходом в последние годы к сооружению главных корпусов с шагом колонн 12 м значительно возросла нагрузка от ограждающих элементов покрытия, передающаяся на кровельные фермы, и соответственно потребовалось увеличить сечение элементов ферм и их армирование.
На основании технико-экономического анализа с учетом трудозатрат и стоимости конструкций строительными нормами (ТП 101-65) и ведомственными указаниями рекомендовано для тепловых электростанций применение несущих конструкций покрытий из сборного железобетона только для пролетов до 18 м включительно, при больших пролетах рекомендованы стальные фермы.
Рис. 10-14. Сборная железобетонная ферма пролетом 36 м. а — общий вид фермы; б — сечение нижнего пояса; в — сечение верхнего пояса; г —сечение решетки; д — сечение по узлу нижнего пояса; 1 — напрягаемая арматура; 2 — заливка нижнего пояса; 3 — сварные хомуты; 4 — каналы для напрягаемой арматуры; 5 — заделка цементным раствором; 6 — закладные листы; 7 — накладки, привариваемые к закладным листам.
Для пролетов 36, 39, 42, 45 м Теплоэлектропроектом, кроме ранее применявшихся трапецеидальных стальных ферм, разработаны стальные фермы облегченной конструкции.
Изображенная на рис. 10-15 ферма пролетом 45 м состоит из отдельных отправочных элементов, собираемых на строительной площадке перед монтажом. Такое решение позволяет увеличить высоту фермы в коньке с 3,6 м (предел железнодорожного габарита при перевозке) до 5,6 м, значительно уменьшить усилия в поясах и за счет этого сократить расход стали на ферму. Верхний пояс фермы состоит из трех решетчатых элементов, имеющих криволинейное очертание, благодаря чему уменьшается влияние изгибающих моментов от приложения внеузловой нагрузки, что также способствует сокращению расхода стали. Пояса и вертикальная решетка этих элементов выполнены из уголков, а горизонтальная решетка — из круглой стали.
Нижний пояс фермы состоит из уголков, усиленных двумя круглыми стержнями. Решетка фермы состоит из четырех сжатых раскосов составного сочетания, трех растянутых тяжей из круглой стали и двух подвесок из уголков.
Для поясных уголков верхнего и нижнего поясов фермы принята низколегированная сталь марки 14Г2; круглая сталь, примененная для усиления нижнего пояса фермы, принята марки 25Г2С.
Все остальные элементы фермы изготовлены из полуспокойной стали марки Ст. 3.
Общая устойчивость кровельного покрытия обеспечивается связями, а также крупнопанельным железобетонным настилом, приваренным к верхнему поясу фермы. Каждая панель должна быть приварена в ферме не менее чем в трех углах. Крепление связей к верхнему и нижнему поясам фермы производится на черных монтажных болтах с последующей приваркой.
В качестве настила, укладываемого по несущим элементам покрытий главных корпусов тепловых электростанций, применяются сборные железобетонные предварительно напряженные крупнопанельные плиты размером 1,5X6; 3x6; 1,5X12 и 3X12 м. Продольные ребра плит армируются стержневой, проволочной или прядевой предварительно напряженной арматурой и сварными каркасами; поперечные ребра армируются сварными каркасами; полка плит армируется сварными сетками. Для изготовления плит применяется бетон марки 400 и 500.
Процесс устройства кровли машинного зала обычно состоит из следующих операций:
а) монтажа сборных плит и заливки швов цементным раствором;
б) наклейки пароизоляции из одного слоя пергамина или рубероида и укладки утеплителя (пенобетона, газобетона, минераловатных плит и т. п.);
Рис. 10-15. Стальная ферма пролетом 45,0 м облегченной конструкции.
в) выполнения цементной или асфальтовой стяжки и наклейки по ней гидроизоляционного трехслойного ковра либо выполнения гидроизоляции из холодной асфальтовой мастики.
В кровлях котельной, благодаря большому количеству избыточного тепла, выделяемого котлоагрегатом, необходимость в утеплителе обычно отсутствует, и рубероидный ковер наклеивается непосредственно на выравненную поверхность кровельных плит.
На современных тепловых электростанциях световые фонари, как правило, не сооружаются. Благодаря отсутствию разделительной стенки между машинным и котельным отделениями оказалось возможным отказаться от сооружения в машинном отделении и аэрационного фонаря. Аэрационный фонарь, предназначенный для вытяжки воздуха в летнее время года, устанавливается только на кровле котельной.
При сооружении ГРЭС и ТЭЦ, работающих на твердом топливе с индивидуальным пылеприготовлением, на кровле бункерного отделения устанавливается оборудование пылеприготовления: пылевые циклоны, сепараторы пыли. В этих случаях несущей способности кровельных плит оказывается недостаточно для восприятия нагрузок от оборудования, и их заменяют железобетонными крупнопанельными предварительно напряженными плитами для междуэтажных перекрытий.
Рис. 10-16. Сборные железобетонные междуэтажные перекрытия.
СБИ — сборная балка, напряженно армированная; ПИРС — плита напряженная ребристая со стержневой арматурой; ППЖ— плита плоская железобетонная; 1 — ригель каркаса; 2 — колонна; 3 — распорка каркаса
Для защиты рубероидного ковра от повреждений при монтаже и ремонте оборудования его покрывают защитным слоем мастики с молотым шлаком, слоем гравия, втопленного в горячую кровельную мастику, или асфальтовой коркой.
Кроме описанных конструкций, Теплоэлектропроектом разработаны рабочие чертежи весьма экономичных сборных армоцементных плит-оболочек двоякой кривизны размером 12x1,5 и 12x3 м, изготовляемых из мелкозернистого цементно-песчаного бетона марок 300, 400 и 500. Плиты армируются сварными арматурными каркасами и стальными ткаными сетками. Арматура продольных ребер подвергается предварительному напряжению. Вместо рубероидного ковра поверхность армоцементных плит после заливки швов и набе- тонки ендов покрывается водоизоляционным пленочным покрытием из эпоксидного лака или холодной асфальтовой мастикой.
Отвод атмосферных вод с кровли главного корпуса осуществляется с помощью внутренних водостоков.
