Sprężanie zbiorników cylindrycznych

O grubości ścian zbiorników cylindrycznych decyduje głównie wytrzymałość betonu na rozciąganie. Zastępcze dopuszczalne naprężenie w ścianie (uwzględniając wpływ zbrojenia). Jak wynika ze wzoru grubość ścian zbiorników średniej pojemności (ok. 4000 m3) z betonu B 20, liczonych w stanie błonowym, powinna wynosić 80-100 cm. Przy użyciu betonu B 40 grubość ta zmniejsza się do ok. 50-60 cm. Zbiorniki tego typu można realizować, choć wiele trudności sprawia ułożenie bez przerw 450-600 m3 betonu oraz jego poprawne zagęszczenie (program uprawnienia budowlane na komputer).

Znaczne zmniejszenie grubości ścian można uzyskać przez wstępne sprężenie. Polega ono na przyłożeniu sił ściskających do elementów konstrukcyjnych, które następnie będą poddane rozciąganiu. Wymiary elementów dobiera się tak, aby w stanie nie obciążonym (bezużytecznym) naprężenia na ściskanie nie przekraczały dopuszczalnych np. dla betonu B 20 - Rb = 11,5 MPa. W stanie obciążonym siłami zewnętrznymi w elemencie rozciąganym nic powinny wystąpić naprężenia rozciągające. Teoretycznie można obciążyć element wstępnie sprężony siłą rozciągającą (program uprawnienia budowlane na ANDROID).
Dla betonu B 20 można więc oczekiwać 4-5-krotnego zmniejszenia grubości ścian.

Jednocześnie zmniejsza się zużycie stali o ok. 70% ze względu na większą wytrzymałość cięgien (uprawnienia budowlane). W praktyce nie można uzyskać pełnego efektu omawianego zabiegu, gdyż następuje obniżenie naprężeń wstępnych (ściskających) w wyniku tzw. strat sprężenia, które wynikają ogólnie z dwu przyczyn:
- zmian naprężeń na długości cięgna, spowodowanych np. tarciem lub zgięciem, wobec czego siły sprężające są w niektórych przekrojach mniejsze od maksymalnych,
- Teologicznych zmian długości cięgien i elementów sprężanych w wyniku skurczu i pełzania betonu oraz relaksacji. Sposób wyznaczania strat sprężenia podano w PN-82/ /B-03264. Straty te można zmniejszyć przez odpowiednie rozwiązanie konstrukcyjne, głównie przez właściwe wykonanie i pielęgnację betonu (program egzamin ustny).

Sprężenie zbiorników cylindrycznych przeprowadza się zazwyczaj obwodowo w celu wyeliminowania ciągnień od parcia cieczy od wewnątrz, a także dodatkowych naprężeń w betonie. Czasem stosuje się dodatkowe sprężenie w kierunku tworzącej (pionowe) dla przejęcia naprężeń od zakłóceń krawędziowych.

Sprężenie konstrukcji cylindrycznej

Do konstrukcji sprężonych stosuje się beton wyższych klas, co najmniej B 25 dla kablobetonu i B 30 dla strunobetonu (opinie o programie).
Przy sprawdzaniu stanów granicznych nośności i użytkowania należy przyjmować siłę sprężającą stosownie do stadium pracy (początkowe i użytkowania).
Sprężenie konstrukcji cylindrycznej można zrealizować różnymi sposobami: za pomocą naciągu mechanicznego, termicznego, przesunięcia po powierzchni betonu oraz wykorzystania wewnętrznego parcia hydrostatycznego.

Teoretycznie najprostsze jest sprężenie termiczne, polegające na nawinięciu na pobocznicę drutu ogrzanego do określonej temperatury (np. elektrycznie). Po ochłodzeniu drut dąży do skrócenia swej długości i wywiera dość równomierne obciążenie zewnętrzne. Sposób ten wykorzystywano od dawna przy nakładaniu obręczy na koła. Ten efekt sprężenia nie jest jednak wystarczający, gdyż można dopuścić ogrzanie strun co najwyżej do 300°C (segregator aktów prawnych).
Przy sprężeniu zbiorników większej pojemności wystąpią trudności ze względu na znaczną drogę przesuwania strun.

Nadmierne zwiększenie pochylenia tworzącej jest również niewskazane, z uwagi na wydatne zwiększenie siły potrzebnej do przesunięcia struny. Omawiana metoda wydaje się celowa dla zbiorników pojemności 200-500 m3. W celu zmniejszenia tarcia przy przesunięciu uzwojenia można stosować podkładki z płaskowników stalowych, zamocowanych do ściany wzdłuż tworzącej.

Metodą umożliwiającą mechanizację sprężenia jest uzwojenie zbiornika polegające na nawijaniu struny za pomocą odpowiedniego urządzenia karuzelowego, posuwającego się po górnej krawędzi ściany i opuszczającego w sposób ciągły na dół. Urządzenie to umożliwia regulację skoku linii śrubowej oraz wielkości naciągu (promocja 3 w 1).