Сборно-монолитные защитные экраны современных атомных стаций.
Проектирование конструкций большинства отечественных атомных станций осуществлялось применительно к использованию несъемной опалубки из железобетонных плит и стального листа.
Принципиальные различия основных вариантов сборно-монолитного решения, использованных в отечественной практике, заключались в конструкции панели несъемной опалубки, способе соединения панелей в стеновой блок (ячейку) и размещении основной рабочей арматуры.
Сборно-монолитные конструкции с использованием плоских плит несъемной опалубки были разработаны институтом «Атомэнергопроект».
Несъемный опалубочный стеновой элемент представляет собой плоскую железобетонную плиту толщиной 80 мм, армированную сеткой, из расчета восприятия нагрузок при транспортировке, монтаже и от давления смеси при бетонировании. Уже при изготовлении в плите предусматривают проемы для установки необходимых проходок. Высота плиты соответствует высоте будущего помещения, а максимальная ширина по условиям транспортировки 3000 мм.
Стеновая ячейка состоит из двух плоских железобетонных плит, объединенных в стеновой блок с помощью двух вертикальных металлических фермочек (узкие плиты шириной 1500 мм и меньше соединяются одной фермочкой). Фермочки, высота которых равна высоте плит, состоят из двух поясов-уголков и раскосной решетки из уголков и арматурных стержней (рис. 5.11 и 5.12).
Несъемная опалубка перекрытия — плоские при небольшом пролете или ребристые плиты, опирающиеся концами на плиты стеновых ячеек. Плиты перекрытия монтируют после обетонирования стеновых ячеек.
Достоинства рассмотренных сборно-монолитных конструкций стен и перекрытий следующие:
• простая конфигурация железобетонной плиты, что позволяет обеспечить высокое качество изделия, в том числе лицевой поверхности, минимум работ по исправлению дефектов;
• возможность индустриального изготовления элементов соединения плит в блок: фермы, закладные в плите, болты, гайки, шайбы;
• простота объединения плит и ферм в стеновой блок, без сварки, что позволяет использовать относительно малоквалифицированную рабочую силу.
Основными недостатками решения, перечисленными в [12] являются:
• необходимость изготовления почти каждой плиты строго по месту будущей установки, поскольку уже на этом этапе должны быть размещены в плите необходимые закладные детали, проходки;
• железобетонная плита выполняет функции только опалубки и биологической защиты в составе стены и практически не участвуя в ее работе на расчетные усилия, так как надежная связь плит между собой и с монолитным бетоном отсутствует. В результате высота расчетного сечения конструкции уменьшается и возрастает расход арматуры в монолитной части;
• небольшая толщина плиты, невысокие прочность и жесткость не позволяют вести бетонирование интенсивно (не более 0,5 м/час по высоте;
Сборно-монолитные стены с использованием ребристых плит несъемной опалубки были разработаны институтом «Гидропроект» для АС с реакторами РБМК.
Стеновой блок формируется из двух железобетонных панелей кессонного типа. Опалубочный элемент конструкции железобетонная ребристая плита, плоская поверхность которой обращена в помещение. Ребра с шагом 600 мм во взаимоперпендикулярных направлениях внутрь стены. Высота ребер 140 и 220 мм (одно из решений), соответственно горизонтальных и вертикальных, толщина плиты между ребрами 30 мм. В ребрах установлена рабочая арматура будущей стены диаметром до 36—40 мм, которая выступает за торцевые грани ребер на 220 мм. Тонкая часть плиты армируется сеткой с диаметром арматуры 34 мм. Максимальный размер плиты назначен по условиям перевозки по железной дороге 3x6м. (рис. 5.13).
Для создания монтажного стенового блока две плиты на специальном стапеле-кондукторе объединяются в пространственный стеновой блок (ребрами внутрь) путем приварки к арматурным выпускам по торцам плит связей из уголков. Далее блок транспортируется в зону монтажа или предварительно укрупняется.
На монтаже выпуски арматуры плит соседних блоков соединяются между собой с помощью ванной сварки, после чего проем между блоками закрываются щитовой опалубкой — инвентарными «нащельниками» и блок в составе ряда других обетонируется.
Рис. 5.11. Стеновые ячейки из плоских железобетонных плит: элементы конструкции для негерметичной части реакторного отделения АЭС с реактором типа ВВЭР [12].
а - общий вид; б - линейный стык; в - сопряжение стены с фундаментной плитой;
г - сопряжение с перекрытием;
1 — плиты стеновой ячейки; 2 — технологическая проходка; 3 — закладная для соединения плит ячеек; 4 — петлевые выпуски; 5 — болт; 6 — монтажная ферма; 7 — внутренний армокаркас; 8 — монолитная зона; 9 — плита перекрытия
Рис. 5.12. Фрагмент реакторного отделения в смонтированных стеновых сборно-монолитных железобетонных ячейках с плоскими плитами несъемной опалубки [12].
Рис. 5.13. Ребристая железобетонная плита стеновой ячейки с выпусками арматуры [12].
а — общий вид плиты; б — узел соединения плит: 1 — плита, 2 — выпуски арматуры, 3 — связи из уголков, объединяющие две плиты в стеновой блок, 4 — элементы съемной опалубки, устанавливаемой в стыках между плитами; в — общий вид стены в сборно-монолитных конструкциях с использованием ребристых железобетонных плит с выпусками арматуры.
Достоинствами данной сборно-монолитной конструкции являются:
• наиболее выгодное, с точки зрения работы конструкции, расположение арматуры в периферийной части стены;
• отсутствие арматуры в пространстве между плитами, что сводит к минимуму вероятность образование внутренних пустот при бетонировании;
• значительная прочность и жесткость плиты, благодаря ребрам, что позволяет обеспечить при необходимости высокий темп бетонирования;
• надежное соединение монолитного бетона и плиты благодаря выступающим ребрам, что позволяет в расчетах рассматривать сборную и монолитную части как единую конструкцию.
К основным недостаткам этого решения относятся:
• значительные трудозатраты на монтаже, связанные с необходимостью точно совместить до 20 вертикальных, 10 горизонтальных арматурных выпусков друг с другом и осуществить затем ванную сварку;
• необходимость перед подачей бетона устанавливать в стыках между плитами соседних блоков обычную съемную щитовую опалубку — «нащельники»,что увеличивало трудозатраты на объекте и вызывало необходимость работ с отличающейся технологией;
• трудно контролируемое возникновение под горизонтальными ребрами плит пустот в процессе укладки в стеновой блок монолитного бетона.
Перекрытия решаются аналогично стенам. Плита перекрытия при монтаже опирается на плиты стенового блока.