§ 4. Трубы, мачты и башни

Особенности проектирования высотных сооружений определяются большими ветровыми нагрузками и значительной продолжительностью периода с устойчивыми низкими температурами, а также необходимостью надежного заанкеривания фундаментов, рассчитанных на восприятие не только ветровых нагрузок, но и в случае необходимости касательных сил, вызванных пучением грунта.

Рис. II-68. Тепляки для возведения кирпичной дымовой трубы в зимних условиях. 1 - подводной тепляк; 2 - настил для кладчиков; 3 - настил для футеровки; 4 - гибкие связи; 5 - жесткие связи; 6 - камеры для подогрева кирпича; 7 - то же, для песка; 8 - лебедка; 9 - подъемник; 10 - склад цемента; 11 - растворный узел

Практикой проектирования, строительства и эксплуатации [11] установлено, что замораживание кладки дымовых труб недопустимо; при проектировании высоких дымовых труб необходимо предусматривать кладку из материалов (кирпич и раствор) наиболее высоких марок. Проектная марка кладки обеспечивается производством работ в тепляках с подогревом материалов, что должно быть подробно разработано в проекте организации работ. Стационарный тепляк у основания трубы (рис. II-68) обеспечивает положительную температуру для начальной стадии кладки и вмещает растворный узел, камеры обогрева материалов, помещения для механизмов подъемника и паровых калориферов. Кладка ствола трубы выше стационарного тепляка производится в подвижном тепляке, состоящем из легкого металлического каркаса, обтянутого брезентом, утепленным стеганными матами. Подъем тепляка и рабочего настила, а также наращивание каркаса шахты подъемника осуществляется расположенной внизу лебедкой. Внутри тепляков в зоне кладки поддерживается температура воздуха не ниже 15-20 °С; строительный раствор подогревается до 30 °С. В этих условиях раствор с добавкой ускорителей достигает проектной прочности за 2-3 суток.

Рис. II-69. Дымовая металлическая труба диаметром 1100 мм, высотой 34,6 м

В связи с простотой монтажа часто применяются металлические дымовые трубы. При проектировании металлических дымовых труб для IV географического района (по ветровым нагрузкам) целесообразно вводить в расчет оттяжки, так как расчетная толщина стенок, определяемая без их учета, получается чрезмерной, утяжеляющей трубу и затрудняющей ее изготовление. Расчет трубы с оттяжками можно производить но методу Н. Н. Аистова. При необходимости сохранения мерзлого состояния основания сооружения газоходы топок котлов проектируются надземными и включаются в верхнюю часть цоколя трубы или непосредственно в ее металлический ствол (рис. II-69).

Рис. II-70. Деревянная радиомачта высотой 38,7 м. а - общий вид; б - план; в - схема набора бревен мачты; 1 - верхняя граница вечномерзлых грунтов

На рис. II-70 показан общий вид типовой деревянной радиомачты высотой 28,7 м, разработанной Гипроарктикпроектом в 1955 г. для метеорологических условий, соответствующих IV климатическому району, и пучинистых грунтов. Установка оттяжек у стыков бревен мачты обеспечивает устойчивость ствола. Подземная часть мачты и якорей оттяжек заанкерены в мерзлом грунте. Величина заглубления, а также размеры ригелей подземных частей мачты и якорей определяются расчетом и зависят от внешних нагрузок, мощности деятельного слоя, вида мерзлого грунта и его температуры. Заанкеривание в мерзлом грунте железобетонных столовых фундаментов достигается развитием их нижней части в подушку, монолитно связанную со стойкой (рис. II-71).

Рис. II-71. Металлическая прожекторная вышка высотой 28,7 м, 1 - засыпка местным грунтом; 2 - крупнозернистый песок

Общая устойчивость небольших высотных сооружений, располагаемых на скале, выходящей близко к поверхности земли, может быть обеспечена без производства скальных работ устройством бетонных массивов на поверхности Для деревянных сооружений тот же эффект достигается заделкой нижней части стоек в ряжах (рис. II-72). Ригеля в нижней части вышки удлинены и выполнены в 2-3 яруса парных схваток по всем четырем сторонам. Эти схватки, заделанные концами в ряж, заполненный грунтом, включают его в работу при действии ветрового момента. Если в основании подобной вышки грунты пучинистые, то подземная ее часть выполняется в виде анкерных опор (рис. II-72, б).

Рис. II-72. Деревянная вышка для навигационного знака высотой 15 м. а - установка на скальном грунте; б - фундамент анкерного типа