1

COSURI DE FUM INDUSTRIALE DIN BETON ARMAT CUPRINS 1. ALCTUIREA COURILOR DE FUM INDUSTRIALE

1.1 TRUNCHIUL PORTANT 1.2. SOCLUL 1.3. PLATFORME INTERIOARE 1.4. CANALE DE EVACUARE 1.5. FUNDATIA 1.6 GURA COSULUI 1.7. CENUSAR

2. ACTIUNI

2.1. INCRCRI PERMANENTE 2.2. INCRCRI UTILE 2.3. INCRCAREA DIN VNT 2.4. INCRCAREA DIN SEISM 2.5. INCRCAREA DIN NSORIRE ASIMETRIC 2.6. ACIUNEA DIFERENEI DE TEMPERATURA INTRE INTERIOR SI EXTERIOR

3. CALCULUL TRUNCHIULUI PORTANT I A SOCLULUI

3.1 MODELAREA STATIC 3.2 CALCULUL N SECIUNI ORIZONTALE

3.2.1 STAREA LIMIT DE REZISTEN - SLR 3.2.1.1 DETERMINAREA EFORTURILOR I A DEPLASRILOR 3.2.1.2 DIMENSIONAREA BARELOR VERTICALE 3.2.2 STAREA LIMIT DE FISURARE - SLF 3.2.2.1 VERIFICAREA DESCHIDERII MEDII A FISURILOR 3.2.2.2 DETERMINAREA EFORTULUI UNITAR MAXIM N ARMTURA NTINS EXTERIOAR

3.3 CALCULUL N SECIUNI VERTICALE

3.3.1 STAREA LIMIT DE REZISTEN - SLR 3.3.2 STAREA LIMIT DE FISURARE SLF

3.3.2.1 CALCULUL DESCHIDERII FISURILOR 3.3.2.2 CALCULUL EFORTULUI UNITAR AE N ARMTURA EXTERIOAR

3.4 CALCULUL TRUNCHIULUI N STAREA LIMIT DE DEFORMAII - SLD 3.5 CONDIII DE DUCTILITATE 3.6 PREVEDERI CONSTRUCTIVE

COSURI DE FUM INDUSTRIALE DIN BETON ARMAT

2

1. ALCTUIREA COURILOR DE FUM INDUSTRIALE Courile de fum se compun din urmtoarele pri

Coul propriu-zis sau trunchiul portant (structura vertical de rezisten a coului) Soclul Canalul sau canalele de evacuare (canalele de fum) Platformele interioare Fundaia coului Gura coului Cenuar Accesorii Alctuirea unui co de fum se poate aborda n dou sisteme sau soluii, sub form de co

simplu sau co dublu.

Courile simple au canalul de evacuare alipit de trunchiul portant, pe care reazem prin intermediul unor console inelare continue, dispuse la intervale de (8...12)m. n acest sistem faa interioar a trunchiului portant este invizibil n timpul exploatrii. Courile duble sunt cele la care ntre trunchiul portant i canalele de evacuare este prevzut un strat de aer ce formeaz spaiul vizitabil. Aceast soluie permite urmrirea n exploatare a coului i permite realizarea lucrrilor de ntreinere curent sau reparaiile necesare. La courile mai nalte de 100 m soluia cu co dublu este obligatorie. n aceast soluie canalele de evacuare se descarc pe trunchiul portant prin intermediul platformelor interioare dispuse la intervale de (8...12)m. 1.1. TRUNCHIUL PORTANT

Este tubul exterior de rezistenta din beton armat, de form de obicei tronconic, sau uneori cilindric, avnd una sau doua pante p . Trunchiul portant se execut prin glisare. Din condiii de glisare, pe nlimea de glisare Hg panta p 3%. De regul, ntre trunchiul portant i fundaie se interpune un soclu ce nu se execut glisat.

nlimea H i diametrul interior de evacuare Dev rezult dintr-un calcul termotehnic i ecologic, conform temei de proiectare i a procesului tehnologic.

Diametrul maxim i grosimea peretelui rezult n concordan cu parametrii aparatului de glisare.

Trunchiul portant este structura de rezisten ce preia toate ncrcrile i le pred fundaiei direct sau prin intermediul soclului.

Raportul ntre nlimea coului i diametrul exterior la baz trebuie s respecte condiia H/D 20. Diametrul interior la vrf se alege minim 0.6m pentru a permite accesul n interior.

La execuia peretelui se folosesc clase de beton ridicate, peste C20/25 (Bc25). Se iau msuri pentru asigurarea

Fig.1 Forma courilor

p

ps

Hg

H

soclu

3

unei compactiti corespunztoare betonului. Stratul de protecie al armaturii este de minim 35cm.

Dmax=diam instalatiei de glisare

Dmin [m]

Hg [m]

grosime din beton a peretelui db

Dev Informativ

[m] max [cm] min [cm] 2.305.50 2.30 4070 40 20 1.00 4.209.50 4.20 60120 55 22 2.00 7.0014.00 7.00 100200 75 25 4.70 9.0018.00 9.00 150300 90 25 6.60 9.4020.00 9.40 250350 95 25 7.00

Pentru a feri betonul de influena coroziv a gazelor care ar putea ptrunde prin rosturile cptuelii, suprafaa interioar se protejeaz cu o tencuial sclivisit, executat cu ciment metalurgic.

Armtura este compus din bare verticale i orizontale, sub forma de inele, ce se monteaz n interiorul celor verticale. Reeaua de armaturi se aeaz la faa exterioar a peretelui de beton armat. Daca este necesar se mai prevede o reea asemntoare i la faa interioar a peretelui. O atenie deosebita se acord armrii n jurul golurilor prevzute pentru canalul de fum, unde se pune armatur suplimentar. Aria armaturii suplimentare rezulta dintr-un calcul de grind perete.

La temperaturi mari ale gazelor, grosimea peretelui nu trebuie sa fie mare, deoarece eforturile unitare ce apar din variaii de temperatura sunt proporionale cu aceasta. Mrirea rezistenei seciunilor orizontale nu se face deci prin sporirea grosimii peretelui, ci prin majorarea procentului de armare sau a diametrului coului.

Courile de fum monolite din beton armat se executa folosind cofraje glisante. Courile prefabricate sunt alctuite din bolari. Bolarii se nndesc prin armtura vertical i orizontal, armturi introduse n locauri speciale care apoi se betoneaz. Seciunea transversala a bolarilor poate fi circular sau poligonal cu nervuri la colturi. Asamblarea elementelor prefabricate poate fi fcuta i prin precomprimare. Se folosesc tronsoane inelare prevzute cu canale verticale pentru introducerea fascicolelor de armtur. Presele de precomprimare se monteaz la partea inferioar, pe soclu. Dupa ce s-a efectuat precomprimarea tronsonului inferior, se trece la montarea celorlalte tronsoane. 1.2. SOCLUL Soclul este partea coului (de regul suprateran) ce face trecerea de la trunchiul portant la fundaie. Pe nlimea soclului sunt dispuse golurile pentru intrarea canalelor de evacuare i alte goluri tehnologice. Din cauza acestor slbiri grosimea peretelui de beton armat a soclului se majoreaz dup necesitate. De regul, soclurile se execut cu cofraje obinuite, glisarea ncepepnd deasupra soclului. La courile cu nlimi mari, este avantajos s se dea soclului o form evazat, pentru a se realiza o fundaie economic. Acest lucru se poate obine printr-o evazare puternic fa de trunchi, prin prevederea de ranfori radiali exteriori sau interiori sau prin realizarea soclului sub form de tub dublu.

4

r a m fo r tin te r io r

t u b d u b lu

1.3. PLATFORME INTERIOARE Platformele interioare sunt specifice courilor duble i reprezint structura de rezisten prin intermediul creia canalul sau canalele de evacuare reazem pe trunchiul portant. Platformele preiau greutatea canalelor de evacuare si ncrcrile utile de pe ele. Sunt solicitate la ncrcri permanente i utile. Se execut din beton armat monolit sau sunt structuri prefabricate.

Tipuri de platforme a) Platforme interioare cu rezemare continu fig.3

Platforma este format din 2 grinzi inelare (3) - legate ntre ele prin nervuri radiale (4) ca n fig.4. Grinda inelar exterioar are o rezemare continu pe consola inelar (2) - a trunchiului portant (1).

Dezavantajul acestor platforme este ca rezemarea continu pe trunchiul portant este o punte coroziv si un element ce ngreuneaz ntreinerea i repararea trunchiului portant. b) Platforme interioare cu rezemare punctiform fig.4

Platforme interioare cu rezemare punctiform elimin dezavantajul celor cu rezemare continu, nervurile lor radiale rezemndu-se punctiform pe trunchiul portant, ca n figura 4.

Rezemarea nervurilor se face n zone de rezemare (cutii de rezemare) ce asigur o simpl rezemare a nervurilor pe trunchiul portant, fr a introduce momente locale. Se pot realiza astfel de platforme pentru un singur canal interior de evacuare, ca n figura 4 sau pentru 2 sau 3 canale interioare de evacuare, ca n figura 5. PLAN ORIZONTAL

Fig.2 Moduri de realizare a soclului

Tub dublu Ramfort interior

(1) trunchi portant

(2) consol inelar

(3) grinzi inelare

(4) nervure radiale (4)

(3)

(1)

(2)

Fig.3 Platform cu rezemare continu

5

(1) - trunchi portant

(2) - grinzi inelare (3) - nervuri radiale (4) - captueal (5) - termoizolaie (6) - spatiu de vizitare SECTIUNE VERTICALA

Platforma interioar - (2) i (3) Canal de evacuare - (4) i (5)

c) platforme cu rezemare punctiforma pentru mai multe canale de evacuare n exemplul din figura 5 se cupleaz un numr de 3 canale.

1.4. CANALE DE EVACUARE

Fig.4. Platform interioar cu rezemare punctiform

Fig. 5 Platform pentru 3 canale de evacuare

6

1.4.1. COSURI SIMPLE

Courile simple pot fi cptuite sau necptuite.

Courile necptuite (courile reci, cu temperaturi interioare nesemnificative) au canalul de evacuare format din nsui trunchiul portant al coului, poziia (1) din fig.6. Se realizeaz, totui, o protecie interioar obligatorie dintr-o tencuial sclivisit cu ciment metalurgic, poziia (3).

Courile cptuite

(couri fierbini la care temperatura gazelor arse n co poate atinge valori pn la

8000C) au n interiorul coului o cptueal pentru protecia betonului armat mpotriva temperaturii mari a gazelor arse si a agresivitii puternice, ca n fig.6.

Cptueala de protecie poate fi realizat din zidrie de crmid (roie, refractar sau antiacid, dup necesiti), poziia (5). ntre stratul de beton armat si cptueala de zidrie se las un spaiu de aer nchis sau ventilat, sau se prevede o izolaie termica (zgur granulat, vat de sticl), poziia (4). De asemenea, cptueala de protecie poate fi realizat din materiale uoare cu stabilitate chimic (poliesteri armai, folii de oel sau de aluminiu). Aceste cptueli se pot realiza i cu caracter demontabil.

Cptueala de protecie din zidrie se fragmenteaz pe nlimea coului n tronsoane de 812 m (din condiia de a realiza canale de zidrie autoportante ntre dou rezemri; rezemrile sunt console continue circulare, poziia (2) din figur). Cptueala trebuie sa se deformeze liber n sens vertical i orizontal fr a introduce eforturi n peretele de beton armat. Pentru aceasta se realizeaz rosturi de dilatare a zidriei, umplute cu un material compresibil, poziia (7).

Protecia consolelor continue circulare se face printr-o tencuial sclivisit cu ciment metalurgic, poziia (3) i prin scoaterea zidriei de crmid refractar n consol. Pentru ca s nu se produc tasarea termoizolaiei, pe poriunea dintre dou rezemri se prevede la cte 2.5 m o plas de rabi orizontal, poziia (8).

La realizarea cptuelilor de protecie (tuburile de evacuare) se vor respecta prevederile pentru proiectarea i execuia proteciei anticorozive i a izolaiei termice la courile din beton armat monolit, cu adaptrile necesare n funcie de specificul gazelor evacuate.

1.4.2. COSURI DUBLE

Courile duble au prevazute in interior unul sau mai multe canale de fum (tuburi cilindrice sau tronconice) realizate din materiale usoare cu stabilitate chimic. Canalele de evacuare se descarca pe trunchiul portant prin platforme interioare, amplasate la 815 m, ce asigur i realizarea spaiilor vizitabile, ca n fig. 7.

(7)

(6)

(5)

(4)

(3) (1)

(2)

(8)

(1) trunchi portant

(2) consol inelar

(3) scliviseal din ciment metalurgic

(4) - termoizolaie

(5) cptueal din zidrie

(6) pazie de protecie a rostului de dilataie

(7) rost de dilataie, umplut cu material compresibil

(8) plas de rabi

Fig.6 Realizarea cptuelii de protecie

7

La cosurile cu

spatii vizitabile, calculul termic trebuie sa asigure o

temperatura acceptabil n spaiul de vizitare (de regul sub 60oC). 1.5. FUNDATIA

Fundaia poate fi de suprafa sau de adncime. Cele de suprafa sunt radiere generale circulare, plci inelare sau de alte

forme. Cele de adncime (ce fac parte din fundaiile speciale) sunt radiere generale circulare ce se descarc pe terenul bun de fundare prin intermediul piloilor, a coloanelor sau a baretelor. 1.6 GURA COSULUI

Fig. 8. Detalii de alctuire a gurii coului: 1 -placa de oel; 2 - rost de dilatare ; 3 element de font; 4 tabl de oel; 5 -izolaie elastic ; 6 - zidrie de protecie ; 7 - izolaie termic ; 8 - perete din beton armat monolit; 9 element prefabricat cu rol de cofraj la couri nu prea nalte; 10 - plac de plumb.; 11 - jgheab perforat; 12 placa de protectie din oel.

Gura coului de fum este zona cea mai expusa coroziunii datorita formarii de acizi prin contactul gazelor cu umiditatea atmosferic, motiv pentru care trebuie protejat in mod special.

La colurile simple protecia se face cu un inel din beton special acoperit cu o placa din metal necoroziv (1) sau cu un inele de fonta (3). Canalului de evacuare i se va asigura un rost de dilatare (2) sau (5).

(1) trunchi portant

(2) platform interioar

(3) spaiu de vizitare

(4) canal de evacuare independent

Fig. 7 Realizarea canalului de evacuare la courile duble

(3)

(3) (1)

(2)

(4)

(3)

8

La courile duble se realizeaz o plac inelar ce nchide spaiul vizitabil, ca o terasa necirculabil, cu un inel de protecie la gura canalului de fum (10) sau cu elemente speciale din materiale necorozive (12). 1.7. CENUSAR

Loc amenajat special pentru colectarea si evacuarea cenuii. Cenuarul este o plnie din beton armat cu o gaura de evacuare spre o galerie inferioar. Plnia se descarc pe soclu sau trunchiul portant.

n fig. 10 i 11 se prezint dou couri simple, tronconice, cu detalii de realizare a cenuarului (plniei de cenu).

Gura de evacuare a cenuei

Plnia de colectare a cenuei

Fig.9 Plnia de colectare a cenuei

9

Fig. 10. Cos de fum de 220 m nlime: Fig. 11. Co de fum de 80 m nlime

a - seciune vertical; b - gura coului; 1 - canal de fum ; 2 fundatie; 3 co ; 1 - canal de fum ; 2 - fundafie ; 3- beton de 4 -strat de aer; 5 - eava de plumb; granulit; 4 - plci de gresie antiacid ; 6 - consol ; 7 - foaie de plumb ; 5- izolaie termic ; 6 - mastic bituminos ; 8 protecie termic; 9 - caramida de 7 cenuar ; 8 gura cenuarului (plniei) ; bazalt artificial. 9 - teava 40 din plumb.