RU2244083C2 - Tower structure and method for tower structure sections production - Google Patents
Tower structure and method for tower structure sections production Download PDFInfo
- Publication number
- RU2244083C2 RU2244083C2 RU2002113533/03A RU2002113533A RU2244083C2 RU 2244083 C2 RU2244083 C2 RU 2244083C2 RU 2002113533/03 A RU2002113533/03 A RU 2002113533/03A RU 2002113533 A RU2002113533 A RU 2002113533A RU 2244083 C2 RU2244083 C2 RU 2244083C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- shells
- fiberglass
- tower structure
- section
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительства, а именно к башенным сооружениям типа водонапорных, силосных, астрономических, радио- и телевизионных башен, а также башен ветроэнергетических установок и промышленного технологического оборудования (градирен, дымовых труб, барометрических конденсаторов, мокрых циклонов, высотных цилиндрических резервуаров и многих других).The invention relates to the field of construction, namely to tower structures such as water, silo, astronomical, radio and television towers, as well as towers of wind power plants and industrial technological equipment (cooling towers, chimneys, barometric condensers, wet cyclones, high-altitude cylindrical tanks and many others).
Известны высотные башенные сооружения с трехслойной конструкцией стенки из стеклопластика со срединным слоем из легкого ячеистого материала типа сотопласта или пенопласта [1].Known high-rise tower structures with a three-layer fiberglass wall structure with a middle layer of lightweight cellular material such as honeycomb or polystyrene [1].
Недостатком известных башенных сооружений является конструктивно-технологическая сложность устройства, высокая трудоемкость изготовления, монтажа и эксплуатации, большой объем ручных, немеханизированных работ, выполняемых на большой высоте в сложных и достаточно опасных условиях, высокая стоимость и пожароопасность.A disadvantage of the known tower structures is the structural and technological complexity of the device, the high complexity of manufacturing, installation and operation, a large amount of manual, non-mechanized work performed at high altitude in difficult and quite dangerous conditions, high cost and fire hazard.
Известно также высотное башенное сооружение [2], содержащее основание и ствол в виде многослойной оболочки, состоящей из вертикально состыкованных и скрепленных между собой многослойных цилиндрических и конических секций, которое принято в качестве прототипа. Важным достоинством этого сооружения является его высокая сейсмостойкость.Also known is a high-rise tower structure [2], which contains a base and a barrel in the form of a multilayer shell, consisting of vertically stacked and fastened together multilayer cylindrical and conical sections, which is adopted as a prototype. An important advantage of this structure is its high seismic resistance.
Недостатками этого башенного устройства являются конструктивная и технологическая сложность многослойных цилиндрических и конических секций многоярусной высотной конструкции, собранных из огромного количества V-образных строительных элементов, высокая трудоемкость и сложность сборочных практически немеханизированных работ. Большое количество строительных V-образных элементов и бандажных стяжек, образующих несущий ствол башенного сооружения, обусловливает опасность преждевременных разрушений каких-то компонентов, приводящих к снижению надежности и долговечности конструкции, а также возникновению опасных аварийных ситуаций.The disadvantages of this tower device are the structural and technological complexity of the multilayer cylindrical and conical sections of the multi-tiered high-rise structure, assembled from a huge number of V-shaped building elements, the high complexity and complexity of assembly practically non-mechanized work. A large number of building V-shaped elements and retaining ties that form the bearing trunk of the tower structure, leads to the danger of premature destruction of some components, leading to a decrease in the reliability and durability of the structure, as well as the occurrence of dangerous emergency situations.
Известен способ изготовления и монтажа высотных башенных сооружений из стеклопластика [1], согласно которому башенное сооружение собирают из формованных сегментов на заводе или непосредственно у потребителя из стеклопластика. В процессе сборки отбортованные кромки сегментов стыкуют и на стыковочный шов укладывают стеклохолст, пропитанный термореактивным связующим. Для повышения надежности и жесткости конструкции ее бандажируют витками непрерывного стального троса.A known method of manufacturing and installation of high-rise tower structures made of fiberglass [1], according to which the tower structure is assembled from molded segments at the factory or directly from the consumer from fiberglass. During assembly, the flanged edges of the segments are joined and fiberglass impregnated with a thermosetting binder is placed on the joint. To increase the reliability and rigidity of the structure, it is bandaged with turns of a continuous steel cable.
Недостатком известного способа является сложность и высокая трудоемкость изготовления формованных сегментов и их монтажа при возведении башенных сооружений, большой объем ручных, немеханизированных работ, выполняемых на большой высоте в сложных и достаточно опасных условиях, высокая стоимость и пожароопасность.The disadvantage of this method is the complexity and high complexity of manufacturing molded segments and their installation in the construction of tower structures, a large amount of manual, non-mechanized work performed at high altitude in difficult and quite dangerous conditions, high cost and fire hazard.
Известен также способ изготовления намоткой многослойных толстостенных оболочек вытяжной газоотводящей трубы из композиционного материала [3], принятый в качестве прототипа, включающий изготовление трехслойной стенки оболочки из концентрично расположенных слоев из тканого наполнителя, например стеклоткани, и полимерного связующего, например полиэфирного, причем срединный слой выполняют с содержанием связующего 36...37%, а наружный и внутренний слои изготавливают с содержанием связующего в 1,5...2 раза более высоким.There is also a method of manufacturing a winding multilayer thick-walled shell exhaust gas pipe from a composite material [3], adopted as a prototype, including the manufacture of a three-layer wall of the shell of concentrically arranged layers of woven filler, such as fiberglass, and a polymer binder, for example polyester, the middle layer being with a binder content of 36 ... 37%, and the outer and inner layers are made with a binder content of 1.5 ... 2 times higher.
Недостатком данного способа является высокая себестоимость многослойной толстостенной оболочки, длительный технологический цикл ее изготовления, большой расход дорогостоящих композиционных материалов и особенно полимерного связующего, высокие транспортные расходы, сложность, высокая трудоемкость сборки вытяжной газоотводящей трубы.The disadvantage of this method is the high cost of a multilayer thick-walled shell, a long technological cycle of its manufacture, high consumption of expensive composite materials and especially a polymer binder, high transportation costs, complexity, high laboriousness of the assembly of the exhaust gas exhaust pipe.
Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение технологичности многослойных башенных сооружений, снижение трудоемкости и стоимости их возведения, эксплуатации и ремонта.The aim of the invention is to simplify the design and improve the manufacturability of multi-layer tower structures, reducing the complexity and cost of their construction, operation and repair.
Сущность изобретения состоит в том, что башенное сооружение содержит основание и ствол из многослойных цилиндрических или/и конических осесимметричных секций трехслойной конструкции, содержащей наружную и внутреннюю силовые оболочки из намоточного высокопрочного на растяжение - сжатие стеклопластика и срединного несущего слоя из жесткого высокопрочного на сжатие огнестойкого материала, которые стянуты друг с другом трансверсальными стержневыми элементами из высокопрочного на поперечный срез материала; причем смежные секции смонтированы одна на другой телескопически так, что торец одной из них упирается в торец срединного слоя смежной секции, утопленный относительно торцевого среза, по крайней мере, одной из ее силовых стеклопластиковых оболочек, образующей посадочное кольцевое гнездо для телескопического присоединения смежной секции. Трансверсальные стержневые элементы установлены равномерно по окружности ствола, по крайней мере, в одной плоскости поперечного сечения каждой секции. При достаточно большой высоте секций трансверсальные стержневые элементы установлены равномерно друг от друга и по окружности, и по высоте трехслойной стенки секции в шахматном порядке. Зазоры в телескопическом соединении смежных секций могут быть заполнены герметиком, а стыки смежных секций могут быть разделены прослойками из виброизолирующего водоотталкивающего материала,The essence of the invention lies in the fact that the tower structure contains a base and a barrel of multilayer cylindrical or / and conical axisymmetric sections of a three-layer structure containing the outer and inner strength shells of high-tensile winding tensile - compression of fiberglass and the middle bearing layer of hard high-compressive fire-resistant material which are pulled together by transverse rod elements from high strength to cross-sectional material; moreover, the adjacent sections are mounted one on top of another telescopically so that the end of one of them abuts against the end of the middle layer of the adjacent section, recessed relative to the end cut of at least one of its power fiberglass shells, which forms a landing ring seat for telescopic connection of the adjacent section. Transversal rod elements are mounted uniformly around the circumference of the barrel in at least one plane of the cross section of each section. With a sufficiently high section height, the transversal core elements are mounted evenly from each other both around the circumference and along the height of the three-layer section wall in a checkerboard pattern. The gaps in the telescopic connection of adjacent sections can be filled with sealant, and the joints of adjacent sections can be separated by layers of vibration-isolating water-repellent material,
Стыки смежных секций и сопряженные поверхности их стеклопластиковых оболочек могут быть скреплены между собой термореактивным полимерным клеем. Причем, стеклопластиковые оболочки смежных секций в зоне телескопического соединения могут быть скреплены между собой радиальными стержневыми элементами из прочного на срез материала. Срединный слой секций предпочтительно должен быть выполнен из цемента, наполненного негорючими твердыми минеральными наполнителями, или, по крайней мере, у некоторых, например верхних, секций ствола может быть выполнен из пенобетона либо синтактового пенопласта на основе полимерной матрицы, наполненной мезосферическими полыми или вспененными твердыми минеральными негорючими телами. Срединный слой секций может быть упрочнен витками геликоидной спирали сеточного строения из высокомодульного композиционного волокнистого материала.The joints of adjacent sections and the mating surfaces of their fiberglass shells can be bonded to each other with thermosetting polymer glue. Moreover, the fiberglass shells of adjacent sections in the area of the telescopic connection can be fastened to each other by radial rod elements made of shear-resistant material. The middle layer of the sections should preferably be made of cement filled with non-combustible solid mineral fillers, or, at least for some, for example, upper, sections of the barrel, may be made of foam concrete or syntactic foam based on a polymer matrix filled with mesospherical hollow or foamed solid mineral non-combustible bodies. The middle layer of the sections can be hardened by turns of a helicoidal spiral mesh structure from a high modulus composite fibrous material.
Способ изготовления секции башенного сооружения включает изготовление ее внутренней и наружной стеклопластиковых оболочек методом намотки на оправку пропитанного полимерным связующим стекловолокнистого полуфабриката и срединного несущего слоя из жесткого высокопрочного на сжатие огнестойкого материала. Изготовленные намоткой стеклопластиковые наружную и внутреннюю оболочки устанавливают торцевыми поверхностями на горизонтальную плиту коаксиально относительно друг друга с помощью уложенного на плите центрующего их кольца, входящего своим плоским горизонтальным торцом в кольцевой зазор между коаксиальными стеклопластиковыми оболочками на глубину, равную глубине утапливания торцевой поверхности формуемого срединного несущего слоя, и заполняют кольцевой зазор слоями вязкотекучей композиции технологического раствора, например, бетонного, заподлицо с верхними торцевыми срезами наружной и внутренней стеклопластиковых оболочек. При этом кольцевой зазор заполняют кольцевыми горизонтальными слоями вязкотекучего раствора или спирально-винтовыми слоями, наслаиваемыми непрерывно по траектории прямого или косого геликоида. При заполнении кольцевого зазора между формуемыми слоями заливаемого раствора для повышения прочности срединного слоя на сдвиг укладывают армирующую сетчатую ленту с диагональными ячейками. Кинематически кольцевой зазор заполняют, по крайней мере, одной непрерывной струей подаваемого с постоянным расходом вязкотекучего раствора, вращая изготавливаемую секцию вокруг своей оси симметрии путем вращения горизонтальной плиты с постоянной окружной скоростью, либо перемещают струю заливаемого раствора кругами с постоянной скоростью вдоль кольцевого зазора неподвижно установленной секции. При наличии в секции кольцевых рядов трансверсальных стержневых элементов, скрепляющих между собой ее стеклопластиковые оболочки, кольцевой зазор заполняют раствором непрерывно до уровня первого ряда трансверсальных стержневых элементов, затем в отверстия стеклопластиковых оболочек, изготовленных предварительно или на месте, устанавливают стяжные стержневые элементы первого ряда, жестко фиксируют ширину кольцевого зазора в плоскости горизонтального сечения первого ряда, а затем продолжают заполнять кольцевой зазор до уровня следующего ряда отверстий под трансверсальные стержневые элементы и т.д. до полного заполнения кольцевого зазора заподлицо с верхними торцами стеклопластиковых оболочек секции.A method of manufacturing a section of a tower structure includes the manufacture of its inner and outer fiberglass shells by winding onto a mandrel a fiberglass semi-finished product impregnated with a polymer binder and a middle carrier layer of a rigid high-compressive fire-resistant material. The winding fiberglass outer and inner shells are installed with the end surfaces on a horizontal plate coaxially relative to each other using a ring centering on the plate, which, with its flat horizontal end, enters the annular gap between the coaxial fiberglass shells to a depth equal to the depth of recessing of the end surface of the formed middle bearing layer and fill the annular gap with layers of a viscous fluid composition of the technological solution, for example, b ton flush with the upper end cuts of the outer and inner shells of fiberglass. In this case, the annular gap is filled with annular horizontal layers of a viscous fluid solution or spiral-helical layers, continuously layered along the path of a direct or oblique helicoid. When filling the annular gap between the moldable layers of the poured mortar, a reinforcing mesh tape with diagonal cells is laid to increase the shear strength of the middle layer. Kinematically, the annular gap is filled with at least one continuous stream of viscous fluid supplied at a constant flow rate, rotating the section being manufactured around its axis of symmetry by rotating the horizontal plate at a constant peripheral speed, or the jet of pouring mortar is circled at a constant speed along the annular gap of the fixed section . If there are transversal rod elements in the annular section section that fasten its fiberglass shells together, the annular gap is filled continuously with the solution to the level of the first row of transverse rod elements, then the first row coupling rod elements are rigidly installed in the holes of the fiberglass shells prefabricated or in place fix the width of the annular gap in the plane of the horizontal section of the first row, and then continue to fill the annular gap to the level of trace a number of guide holes for the transverse rod members, etc. until the annular gap is completely filled flush with the upper ends of the fiberglass shell sections.
Технические результаты, получаемые при воплощении изобретения, заключаются, во-первых, в широкой универсальности сборно-разборного варианта конструкции предложенного башенного сооружения, позволяющей в кратчайшие сроки и с наименьшими затратами средств возводить, демонтировать, ремонтировать, изменять при необходимости его местоположение и целевое назначение, наращивание или, наоборот, уменьшение высотных параметров и т.д. и т.п.The technical results obtained by the embodiment of the invention consist, firstly, in the wide universality of the collapsible design of the proposed tower structure, which allows to erect, dismantle, repair, change its location and purpose, if necessary, with the least possible expense, build-up or, conversely, a decrease in altitude parameters, etc. etc.
Таким образом, основными показателями получаемого технического результата являются:Thus, the main indicators of the technical result are:
многоцелевое назначение и использование комплектующих секций, что позволяет существенно увеличить объем производства таких секций, а следовательно, снизить трудозатраты и себестоимость их изготовления, поскольку они могут быть успешно использованы для многих других строительных сооружений типа дачных и поселковых бассейнов, погребов, дворовых построек, хранилищ, подсобных помещений и многих других.multipurpose use and use of component sections, which allows to significantly increase the volume of production of such sections, and therefore, reduce labor costs and the cost of their manufacture, since they can be successfully used for many other construction structures such as country and village pools, cellars, courtyards, storage facilities, utility rooms and many others.
практически полная механизация и автоматизация изготовления комплектующих секций, их транспортирования и монтажа при возведении строительных сооружений;almost complete mechanization and automation of the manufacture of component sections, their transportation and installation during the construction of building structures;
повышение ремонтоспособности башенных сооружений путем простой замены ремонтируемых секций на новые, что существенно снижает сроки, трудоемкость и стоимость ремонтных работ;improving the maintainability of tower structures by simply replacing the sections being repaired with new ones, which significantly reduces the time, labor and repair costs;
- возможность многоцелевого использования секций обусловливает безотходность утилизации демонтируемых или ремонтируемых башенных сооружений.- the possibility of multipurpose use of sections determines the waste-free disposal of dismantled or repaired tower structures.
Во вторых, важными техническими результатами предлагаемого решения являются:Secondly, the important technical results of the proposed solution are:
антикоррозионная и химическая стойкость башенного сооружения;anticorrosive and chemical resistance of a tower structure;
высокая огнестойкость и пожаробезопасность конструкции;high fire resistance and fire safety of the structure;
повышенная вибро- и сейсмостойкость башенного сооружения;increased vibration and seismic resistance of the tower structure;
повышенные звукоизоляционные и теплоизоляционные качества строительной конструкции;increased sound and heat insulation qualities of the building structure;
повышенная надежность и долговечность башенного сооружения, особенно при его эксплуатации в условиях агрессивных воздействий внешней и/или внутренней среды.increased reliability and durability of the tower structure, especially during its operation in the conditions of aggressive influences of the external and / or internal environment.
На фиг.1 представлен в разрезе фрагмент стенки многоярусного башенного сооружения из цилиндрических секций, имеющих неодинаковую толщину срединного несущего слоя; на фиг.2 - фрагмент стенки, собранной из цилиндрических секций двух типов размеров. На фиг.3 показан вариант монтажа смежных секций, центруемых телескопическим соединением их внутренних стеклопластиковых оболочек; а на фиг.4 - телескопическим соединением их наружных стеклопластиковых оболочек. На фиг.5 показан фрагмент стенки многоярусного башенного сооружения, собранного из полуконических осесимметричных секций, сцентрированных телескопически наружными цилиндрическими стеклопластиковыми оболочками трехслойных секций; а на фиг.6 - сцентрированных телескопически внутренними цилиндрическими стеклопластиковыми оболочками стыкуемых секций. На фиг.7 приведен вариант башенного сооружения из конических секций, сцентрированных телескопически коническими поверхностями внутренних стеклопластиковых оболочек, а на фиг.8 - наружных стеклопластиковых оболочек. На фиг.9 представлен вариант многоярусного сборно-разборного башенного сооружения.Figure 1 presents in section a fragment of the wall of a multi-tiered tower structure of cylindrical sections having an unequal thickness of the middle bearing layer; figure 2 is a fragment of a wall assembled from cylindrical sections of two types of sizes. Figure 3 shows a mounting option of adjacent sections centered by a telescopic connection of their inner fiberglass shells; and figure 4 - telescopic connection of their outer fiberglass shells. Figure 5 shows a wall fragment of a multi-tiered tower structure assembled from semi-conical axisymmetric sections centered telescopically with outer cylindrical fiberglass shells of three-layer sections; and Fig.6 centered telescopically inner cylindrical fiberglass shells of abutting sections. Figure 7 shows a variant of a tower structure of conical sections centered telescopically with the conical surfaces of the inner fiberglass shells, and Fig. 8 of the outer fiberglass shells. Figure 9 presents a variant of a multi-tiered collapsible tower structure.
Позиции на чертеже обозначают:The positions in the drawing indicate:
1 - многоярусный ствол башенного сооружения; 2 - трехслойные осесимметричные секции; 3 и 4 - соответственно наружная и внутренняя силовые оболочки из высокопрочного на растяжение-сжатие намоточного стеклопластика; 5 - срединный несущий слой трехслойной секции и многоярусного ствола башенного сооружения; 6 - трансверсальные стержневые элементы; 7 радиальные стержневые элементы.1 - multi-tiered trunk of a tower structure; 2 - three-layer axisymmetric sections; 3 and 4, respectively, the outer and inner power shells of high tensile-compressive winding fiberglass; 5 - the middle bearing layer of the three-layer section and the multi-tiered trunk of the tower structure; 6 - transversal core elements; 7 radial rod elements.
Башенное сооружение (фиг.1 - фиг.9) содержит многоярусный ствол 1 из трехслойных осесимметричных секций 2, каждая из которых содержит наружную 3 и внутреннюю 4 силовые оболочки из высокопрочного на растяжение сжатие намоточного стеклопластика и срединного несущего слоя 5 из жесткого высокопрочного на сжатие огнестойкого материала.The tower structure (Fig. 1 - Fig. 9) contains a multi-tiered barrel 1 of three-layered
Силовые стеклопластиковые оболочки 3 и 4 могут быть выполнены цилиндрическими (фиг.1 - фиг.4), или оболочка 3 цилиндрической, а оболочка 4 конической (фиг.5), или оболочка 3 конической, а оболочка 4 цилиндрической (фиг.6). Наружная и внутренняя оболочки 3 и 4 могут быть выполнены обе коническими, имеющими одинаковую или разновеликую конусность (фиг.7 и фиг.8).
Силовые стеклопластиковые оболочки 3 и 4 и срединный несущий слой 5 скреплены между собой стержневыми элементами 6 из высокопрочного на поперечный срез материала, например из стеклопластика, однонаправлено армированного продольно ориентированными стеклянными волокнами. Стержневые элементы 6 расположены трансверсально, по крайней мере, в одной плоскости поперечного сечения каждой секции 2 с равномерным шагом по окружности, например в средней плоскости поперечного сечения секции относительно ее торцевых срезов, и стягивают стеклопластиковые оболочки 3 и 4 и срединный несущий слой 5 друг с другом, фиксируя жестко размеры поперечного сечения трехслойной стенки секции на всех этапах ее жизненного цикла (изготовления, транспортировки, монтажа, эксплуатации и демонтажа). При большой длине секций 2 число поперечных плоскостей, содержащих трансверсальные стержневые стяжные элементы 6, может быть увеличено до двух, трех и более, располагаемых друг от друга и от торцев секции на расстоянии, обеспечивающим прямолинейность образующих и жесткость стеклопластиковых оболочек 3 и 4 на этапе технологического процесса изготовления секций.
При этом стержневые элементы 6 в смежных плоскостях поперечных сечений трехслойных секций 2 могут быть расположены относительно друг друга либо в шахматном порядке, либо друг над другом по одним и тем же образующим осесимметричной поверхности секции.While the
Таким образом, трансверсальные стержневые элементы 6 предотвращают изменение кольцевого зазора между стеклопластиковыми оболочками 3 и 4 (а следовательно, их бочкообразность в конструкции) при заполнении его цементным или другим технологическим раствором при формировании срединного несущего слоя секции 2, а также повышают устойчивость тонкостенных стеклопластиковых силовых оболочек в башенном сооружении в зонах продольного их сжатия при продольном и/или поперечном изгибах его ствола.Thus, the
Каждая секция 2 имеет, по крайней мере, со стороны одного ее торца кольцевое посадочное гнездо, образованное стенками стеклопластиковых оболочек 3 и 4 и заглубленной между ними торцевой поверхностью срединного слоя 5 перпендикулярно оси симметрии.Each
Смежные секции 2 в стволе башенного сооружения состыкованы друг с другом телескопически путем размещения конца одной секции в кольцевом посадочном гнезде смежной секции. Таким образом, несущий ствол башенного сооружения представляет собой сборно-разборную дискретную конструкцию из состыкованных трехслойных секций, соосность которых в стволе обеспечивается благодаря телескопическому сопряжению внутренних (фиг.3, фиг.6, фиг.7) или наружных (фиг.4, фиг.5, фиг.8) стеклопластиковых оболочек смежных секций в кольцевых посадочных гнездах. В целях гидроизоляции телескопических соединений ствола зазоры в кольцевых посадочных гнездах заполнены герметиком. Для повышения надежности, вибро- и сейсмостойкости башенных сооружений, рассчитанных на длительные сроки эксплуатации, зазоры и стыки в телескопических соединениях секций могут быть заполнены влагонепроницаемым термореактивным клеевым составом.
В конструкциях стволов, подверженных значительным ветровым или другим изгибающим воздействиям, состыкованные секции могут быть дополнительно скреплены друг с другом в зоне телескопического сопряжения радиальными стержневыми элементами 7 (фиг.4), равномерно распределенными по окружности, по крайней мере, в одной плоскости поперечного сечения.In the designs of trunks subject to significant wind or other bending influences, the docked sections can be additionally bonded to each other in the telescopic mating zone with radial rod elements 7 (Fig. 4) uniformly distributed around the circumference in at least one plane of the cross section.
Для повышения вибро- и звукоизоляционных свойств башенного сооружения стыки смежных секций в кольцевых посадочных гнездах могут быть разделены прослойками из виброизоляционного материала.To increase the vibration and sound insulation properties of the tower structure, the joints of adjacent sections in the annular landing nests can be separated by layers of vibration insulation material.
Для повышения устойчивости башенных сооружений они могут быть смонтированы из конических трехслойных осесимметричных секций (фиг.7 и фиг.8). Причем с целью повышения демпфирующих свойств ствола и улучшения защиты от попадания в телескопические гнезда атмосферных осадков целесообразно использовать кровельную схему монтажа полуконических (фиг.6) или конических (фиг.8) секций. При необходимости иметь внутри башенного сооружения кольцевые опорные площадки, например, для монтажа межъярусных или потолочных перекрытий схема телескопического монтажа осесимметричных секций должна предусматривать их центрирование в стволе сопряжением наружных стеклопластиковых оболочек (фиг.4 и фиг.5).To increase the stability of tower structures, they can be mounted from conical three-layer axisymmetric sections (Fig.7 and Fig.8). Moreover, in order to increase the damping properties of the trunk and improve protection against falling into the telescopic nests of precipitation, it is advisable to use a roofing installation scheme for semiconical (Fig.6) or conical (Fig.8) sections. If necessary, have annular supporting platforms inside the tower structure, for example, for the installation of inter-tier or ceiling ceilings, the scheme of telescopic installation of axisymmetric sections should provide for their centering in the barrel by pairing the outer fiberglass shells (Fig. 4 and Fig. 5).
Для снижения стоимости трехслойных секций, обеспечения огнестойкости и негорючести ствола башенного сооружения срединный слой секций выполнен из портландцемента, наполненного негорючими твердыми минеральными наполнителями, например керамзитом, или стекловолокном, или боем стекла и т.п.To reduce the cost of three-layer sections, to ensure fire resistance and incombustibility of a tower structure, the middle layer of sections is made of Portland cement filled with non-combustible solid mineral fillers, such as expanded clay, or fiberglass, or glass break, etc.
Чтобы уменьшить число разъемов (ярусов) в стволе башенного сооружения за счет увеличения длины составляющих его трехслойных секций и при этом повысить тепло- и звукоизоляционные свойства конструкции, срединный несущий ствол секций может быть выполнен из пенобетона или из синтактового пенопласта, в частности, на основе полимерной огнестойкой матрицы, наполненной полыми или вспененными твердыми минеральными негорючими телами, например полыми микро- или мезосферами из стекла или вспененного керамзита.To reduce the number of connectors (tiers) in the barrel of a tower structure by increasing the length of its three-layer sections and at the same time increase the heat and sound insulation properties of the structure, the middle bearing trunk of the sections can be made of foam concrete or syntactic foam, in particular, based on polymer a fire-resistant matrix filled with hollow or foamed solid mineral non-combustible bodies, for example hollow micro- or mesospheres made of glass or expanded clay expanded clay.
Для повышения несущей способности ствола срединный несущий слой трехслойных секций может быть упрочнен кольцевыми или геликоидными витками ленты сеточного строения с ромбическими (диагональными) ячейками из высокомодульного композиционного материала на основе стеклянного или керамического волокна.To increase the bearing capacity of the barrel, the middle bearing layer of the three-layer sections can be strengthened by ring or helicoid coils of a grid structure tape with rhombic (diagonal) cells made of high-modulus composite material based on glass or ceramic fiber.
На фиг.2 приведен вариант разборно-сборного ствола башенного сооружения, сформированного из осесимметричных секций только двух типоразмеров, что позволяет снизить размерный ряд комплектующих секций для стволов высотных сооружений до двух, а следовательно, снизить до двух типоразмеров требуемых для их производства комплектов дорогостоящего технологического оснащения (оправок), снизив таким образом производственные затраты и себестоимость высотных сооружений.Figure 2 shows a variant of a collapsible trunk of a tower structure, formed from axisymmetric sections of only two standard sizes, which allows to reduce the size range of component sections for trunks of high-rise structures to two, and therefore, reduce to two standard sizes the sets of expensive technological equipment required for their production (mandrels), thus reducing production costs and the cost of high-rise buildings.
Варианты стволов башенных сооружений, приведенные на фиг.5 и фиг.8, позволяют ограничиться только одним типоразмером комплектующих осесимметричных секций, что сулит еще более высокий технико-экономический эффект при возведении высотных сооружений.Variants of the barrels of tower structures, shown in Fig. 5 and Fig. 8, allow us to confine ourselves to only one standard size of components of axisymmetric sections, which promises an even higher technical and economic effect in the construction of high-rise structures.
Один из комбинационных вариантов разборно-сборного башенного сооружения, сформированного из разнотипных трехслойных осесимметричных секций, представлен на фиг.9.One of the combination options of a collapsible tower structure formed from different types of three-layer axisymmetric sections is shown in Fig.9.
Способ изготовления секций башенного сооружения включает операции изготовления стеклопластиковых оболочек 3 и 4 методом намотки на формообразующую технологическую оправку пропитанного полимерным связующим стекловолокнистого полуфабриката, которые после отверждения связующего и снятия с оправки устанавливают в вертикальном положении коаксиально и, заполняя кольцевой зазор между ними вязкотекучим технологическим раствором, изготавливают срединный несущий слой секции заданной структуры, состава и прочности, а также оформляют кольцевое посадочное гнездо для телескопического соединения секций в стволе возводимого башенного сооружения.A method of manufacturing sections of a tower structure includes the operations of manufacturing
Например, изготавливают автономно внутреннюю и наружную стеклопластиковые оболочки 3 и 4 трехслойной осесимметричной секции методом автоматизированной “сухой” или “мокрой” намотки на формообразующие технологические оправки соответствующих размеров стеклоткани, пропитанной термореактивным полимерным связующим, в частности, на основе галогенированных химически стойких полиэфиров, применяемых на химических заводах. Добавление хлора или брома обеспечивает получение огнестойкой системы, свойства которой могут быть улучшены за счет добавки пятипроцентной трехокиси сурьмы. После отверждения на формообразующих оправках и подторцовки в заданный размер готовые стеклопластиковые оболочки 3 и 4 устанавливают в вертикальное положение на плоскую горизонтальную технологическую плиту (или платформу), располагая их коаксиально относительно друг друга с помощью специальной технологической шайбы (кольца прямоугольного профиля), центрующей внутреннюю стеклопластиковую оболочку своей внутренней кольцевой окружностью, а наружную внешней. Высота центрующей технологической шайбы должна соответствовать глубине кольцевого посадочного гнезда изготавливаемой секции.For example, autonomous inner and
Кольцевой зазор между коаксиальными стеклопластиковыми оболочками заполняют заподлицо вязкотекучим технологическим раствором, который заливают одной или одновременно несколькими вертикальными струями с верхнего торца секции. В качестве технологического раствора может быть использован цементный (или бетонный) раствор, или полимербетонная смесь, или заливочная полимерная композиция и др.The annular gap between the coaxial fiberglass shells is filled flush with a viscous-flowing technological solution, which is filled with one or several vertical jets from the upper end of the section. As a technological solution, cement (or concrete) mortar, or polymer concrete mixture, or pouring polymer composition, etc. can be used.
При этом кольцевой зазор заполняют либо кольцевыми горизонтальными слоями вязкотекучего технологического, например бетонного, раствора, либо геликоидными слоями, укладывая при необходимости между слоями гибкую диагональную (ромбическую) армирующую сетку, например, из стеклопластика.In this case, the annular gap is filled either with annular horizontal layers of a viscous flowing technological, for example concrete, mortar, or helicoid layers, laying, if necessary, between the layers a flexible diagonal (rhombic) reinforcing mesh, for example, of fiberglass.
При заполнении кольцевого зазора технологическим раствором изготавливаемую секцию вращают вокруг ее оси симметрии с постоянной окружной скоростью, вращая платформу, на которой секция установлена, либо, наоборот, относительно неподвижной секции (платформы) перемещают вдоль кольцевого зазора насадок, или систему насадок, через которые заливают вертикальные струи технологического раствора.When filling the annular gap with the technological solution, the section being manufactured is rotated around its axis of symmetry at a constant peripheral speed, rotating the platform on which the section is installed, or, conversely, relative to the stationary section (platform), they are moved along the annular gap of the nozzles, or a nozzle system through which vertical technological solution jets.
Для предотвращения образования бочкообразности изготавливаемых секций из-за прогибов стеклопластиковых оболочек под действием гидростатического давления раствора в кольцевом зазоре последний заполняют до “безопасного” уровня, при котором величина радиальной деформации стеклопластиковых оболочек пренебрежимо мала. Затем на этом уровне устанавливают систему трансверсальных стяжных стержней, например, из стеклопластика или из другого антикоррозионного прочного на растяжение материала, с помощью которых регулируют и фиксируют жестко в данной плоскости поперечного сечения требуемую геометрическую точность стеклопластиковых оболочек и кольцевого зазора между ними. Затем заполнение кольцевого зазора технологическим раствором продолжают до следующего “безопасного” для точности формы оболочек уровня, устанавливают при необходимости аналогичную систему трансверсальных стержневых элементов, обеспечивающих необходимую диаметральную жесткость стеклопластиковых оболочек и т.д. до полного заполнения кольцевого зазора секции.To prevent the formation of barrel-shaped sections due to deflections of fiberglass shells under the influence of hydrostatic pressure of the solution in the annular gap, the latter is filled to a “safe” level at which the radial deformation of the fiberglass shells is negligible. Then, at this level, a system of transversal tie rods is installed, for example, of fiberglass or other anti-corrosion tensile material, with which the required geometric accuracy of the fiberglass shells and the annular gap between them are adjusted and fixed rigidly in a given plane of the cross section. Then, filling the annular gap with the technological solution is continued until the next “safe” level shell shape for accuracy, install, if necessary, a similar system of transversal core elements providing the necessary diametral stiffness of fiberglass shells, etc. until the annular gap of the section is completely filled.
После отверждения технологического раствора в кольцевом зазоре секции она готова к аттестационным испытаниям и практическому использованию в строительных сооружениях.After the curing of the technological solution in the annular gap of the section, it is ready for certification tests and practical use in building structures.
Источники информацииSources of information
1. Дж.Маллинсон. Применение изделий из стеклопластиков в химических производствах. Пер. с англ. М.: Химия, 1973,-240 с.1. J. Mallinson. The use of fiberglass products in chemical industries. Per. from English M .: Chemistry, 1973, -240 s.
2. SU 1698389, Е 04 В 1/98, Е 04 Н 9/02. Сейсмическое сооружение.2. SU 1698389, E 04 B 1/98, E 04 H 9/02. Seismic structure.
3. SU 1763624 A1, E 04 H 1 2/28. Оболочка вытяжной газоотводящей трубы из композиционного материала.3. SU 1763624 A1, E 04 H 1 2/28. Shell exhaust pipe made of composite material.
Claims (18)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113533/03A RU2244083C2 (en) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | Tower structure and method for tower structure sections production |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002113533/03A RU2244083C2 (en) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | Tower structure and method for tower structure sections production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002113533A RU2002113533A (en) | 2003-11-20 |
RU2244083C2 true RU2244083C2 (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=34880690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002113533/03A RU2244083C2 (en) | 2002-05-17 | 2002-05-17 | Tower structure and method for tower structure sections production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2244083C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101736935A (en) * | 2010-03-01 | 2010-06-16 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | Easy-to-transport electric power accident rush-repairing tower |
US7866121B2 (en) | 2005-07-25 | 2011-01-11 | The University Of Manitoba | Composite wind tower systems and methods of manufacture |
CN102900259A (en) * | 2012-09-19 | 2013-01-30 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | Combined rod completing device of composite material tower |
RU2536548C2 (en) * | 2009-09-11 | 2014-12-27 | Тимбер Тауэр Гмбх | Tower for wind-driven power plant |
-
2002
- 2002-05-17 RU RU2002113533/03A patent/RU2244083C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ДЖ. МАЛЛИНСОН, Применение изделий из стеклопластиков в химических производствах. - М.: Химия, 1973, с. 176-183, 222, 223. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7866121B2 (en) | 2005-07-25 | 2011-01-11 | The University Of Manitoba | Composite wind tower systems and methods of manufacture |
RU2536548C2 (en) * | 2009-09-11 | 2014-12-27 | Тимбер Тауэр Гмбх | Tower for wind-driven power plant |
CN101736935A (en) * | 2010-03-01 | 2010-06-16 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | Easy-to-transport electric power accident rush-repairing tower |
CN102900259A (en) * | 2012-09-19 | 2013-01-30 | 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 | Combined rod completing device of composite material tower |
CN102900259B (en) * | 2012-09-19 | 2014-11-05 | 辽宁省电力有限公司丹东供电公司 | Combined rod completing device of composite material tower |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0879329B1 (en) | Modular fiber-reinforced composite structural member | |
RU2541002C2 (en) | Hybrid composite beam and beam system | |
KR101227117B1 (en) | Hybrid composite beam system | |
KR101986990B1 (en) | Outside heat-insulation wall method and outside heat-insulation wall thereby | |
US20230279624A1 (en) | Composite structural panel and method of fabrication | |
US10184223B2 (en) | Prefabricated bamboo composite utility tunnel | |
WO1997028327A9 (en) | Modular fiber-reinforced composite structural member | |
CN209874140U (en) | Modular assembly type building foaming cement wall structure | |
CN209817249U (en) | A compound wallboard of prefabricated foam concrete for building infilled wall | |
RU2244083C2 (en) | Tower structure and method for tower structure sections production | |
WO2021045849A1 (en) | Building method | |
EP1194657A1 (en) | Structure | |
CN102220809A (en) | Spraying sandwiched concrete shear wall structure of clamp die fixing machinery and construction method | |
CN113494125A (en) | Prefabricated round hole plate wall shock insulation structure with through-type joint bars and mounting method thereof | |
EP3795763B1 (en) | A wall | |
RU2506379C1 (en) | Multi-layer structural element | |
US10633859B2 (en) | Building element of mineral wool and fiber-reinforced plastic | |
KR101901856B1 (en) | Structural member using fiber pannel | |
RU2235175C2 (en) | Method of chimney building | |
JPS6248028B2 (en) | ||
EP4069912B1 (en) | Production method of a structure system | |
CN201991068U (en) | Multi-storey building system with moulding board-clamping frame-type corewall self-supporting structure | |
RU2827788C1 (en) | Method of making building structure | |
CN213572641U (en) | Novel building wallboard | |
US11634900B2 (en) | Concrete building construction using supported, fillable structures |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050518 |