Основная функция : -Хранение сыпучих материалов -Цемент, щебень, гравий, зерно, мука
- Силосы и бункеры отличаются пропорциями и объемами. - Б ункер имеет меньший объем, чем силос и предназначен для кратковременного хранения и выгрузки сыпучих материалов. - Хранилища, в которых высота стенки не превосходит полуторного наименьшего поперечного размера, называют бункерами ( ). ! Силос предназначен для длительного хранения. ! Более высокие хранилища сыпучих материалов называют силосами.
Классификация силосов По способу изготовления силоса : - Металлические ; - Железобетонные. По виду стальных листов : - Гладкостенные ; - Гофрированные. По способу возведения : - Горизонтальные ; - Вертикальные. По типу конструкции : - Разборные ; - Цельносварные ; - Стационарные.
По форме : Плоскодонные - Вентилируемые силосы с плоским дном гарантируют безопасное и длительное хранение цемента. Крыша и герметичный корпус защищают сыпучий материал от атмосферных осадков. - Силосы позволяют хранить материалы длительное время благодаря наличию системы термометрии и активной вентиляции.
Конусные - Силосы с конусным основанием предназначены для использования с последующей самотечной высыпкой без участия дополнительных выгрузных систем. - Используются для временного хранения материала перед техническим процессом. - Конусное дно имеет различные исполнени я для разных продуктов. - Вместимость конусных силосов от 30 до 9 00 м3.
Экспедиторские Особенности: - Наличие проездной конструкции. Позволяет производить погрузку продукта сразу на автомобильный и железнодорожный транспорт. -Ёмкость для хранения выполнена в форме конуса. Изготавливается из оцинкованной стали, угол наклона — 45°. -Вместимость от 20 до 200 тонн. Экспедиторские силосы используются в сельскохозяйственных комплексах, на перерабатывающих предприятиях и других объектах, где требуется решать задачи по транспортировке сырья.
– это специальные сооружения, которые используются в строительстве, промышленности, сельском хозяйстве и других областях для хранения и обработки различных материалов. Бункеры имеют свои особенности и отличия от силосов, зачастую имеют открытый верх или открываются с помощью специальных кранов или заслонок для погрузки и выгрузки материалов. Они могут быть заглублены в землю или иметь поддон для удобства подачи материалов. Бункеры
Классификация бункеров По материалу изготовления: -Железобетонные бункеры применяют для хранения сухих и влажных грузов. Они долговечны, но, как правило, дороже и тяжелее металлических. А также малопригодны для хранения горячих материалов, так как бетон дает трещины вследствие термических деформаций. Железобетонные бункеры могут быть монолитными, сборными или комбинированными. Металлические бункеры имеют сравнительно небольшую массу, их опоры занимают мало места, изготавливаются на заводах индустриальными методами с последующей сборкой стандартных частей на месте установки. По форме Форма бункеров зависит от назначения бункера, компоновки сооружения, требуемого запаса материала, физических свойств сыпучего материала, типа несущих конструкций и др. -Прямоугольные -Круглые -Корытообразные
Основные положения расчетов силосов СП 359.1325800.2017 Силосы стальные вертикальные цилиндрические для хранения сыпучих продуктов. СН 302-65 Указания по проектированию силосов - Выполняют расчет стенок, днища, воронки, колонн, фундамента, покрытия. (в се конструкции силосов, кроме стенок, рассчитывают аналогично соответствующим конструкциям промышленных зданий ) - При расчете стенок силосов учитывают нагрузки от их веса и давления сыпучего материала, веса конструкций и технологического оборудования, а также нагрузки от снега и ветра.
Сбор нагрузок Постоянные нагрузки: - собственный вес элементов силоса. Временные длительные: - от веса, давления, трения о стенки силоса сыпучих продуктов; -веса технологического оборудования; -неравномерных осадок фундаментов; -изгиба силосного корпуса при сблокированных силосах. Кратковременные: - возникающие при изменении температуры наружного воздуха; -от кратковременной части горизонтального неравномерного давления сыпучих продуктов; -давления воздуха, нагнетаемого в силос при активной вентиляции и пневматической выгрузке сыпучего продукта Особые: от давления, развиваемого при возможном взрыве пылевоздушной смеси.
Учет коэффициента надежности по нагрузке -для давления сыпучих материалов на стены и днища силосов, бункеров следует принимать равным 1,3; -для ветровой нагрузки на рабочие здания - 1,3; -для давлений воздуха и нагрузок, вызванных температурными воздействиями - 1,1. Коэффициент надежности по ответственности силоса и коэффициенты условий работы основных конструктивных элементов силоса при расчетах на прочность следует назначать в соответствии с таблицами 8.1 и 8.2 СП 359.1325800.2017 Классы требований к силосам В зависимости от номинального объема и особенностей эксплуатации силосы подразделяют на следующие классы требований: - класс требований КС-1 – силосы с номинальной емкостью до 1000 т включительно; класс требований КС-2 – силосы с номинальной емкостью более 1000 т.
Действие ветра Ветровая нагрузка рассчитывается согласно СП 20.13330.2016 п. В.1.12 В.1.12 Сооружения и конструктивные элементы с круговой цилиндрической поверхностью Аэродинамический коэффициент c e1 внешнего давления определяется по формуле : где =1 при для = определено в В.1.15. Аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления определяются по формуле : где определено в В.1 в зависимости от относительного удлинения сооружения. Значения коэффициентов зависят от числа Рейнольдса Re и относительной шероховатости δ= ; для цилиндрических сооружений с рёбрами - высота ребра.
Действие ветра 1) Поскольку большие легкие конструкции чувствительны даже к небольшому перераспределению ветрового давления на стенку силоса, с точки зрения устойчивости в порожнем состоянии, а так же для уточнения основных данных о ветре, содержащихся в СП 20.13330, может использоваться дополнительная информация. 2) Распределение ветрового давления вокруг приземленного цилиндрического силоса может быть важным для оценки анкерных креплений и определению сопротивления потере устойчивости под воздействием ветра. В некоторых случаях значения, указанные в СП 20.13330, могут оказаться недостаточными. 3) Для металлических силосов ветровая нагрузка может быть значительной, особенно вверху, где на стеновые панели давление слоя зерна изнутри силоса уменьшается, а ветровая нагрузка возрастает. Для компенсации этого вверху устанавливаются дополнительные ярусы колец — ветровые кольца.
Расчет стенки силоса При расчете стенок силосов учитывают нагрузки от их веса и давления сыпучего материала, веса конструкций и технологического оборудования, а также нагрузки от снега и ветра. Равномерно распределенное по периметру нормативное горизонтальное давление сыпучих материалов на стены силосов на глубине z от верха засыпки вычисляется по формуле : (1) где - удельный вес сыпучих материалов ; - угол внутреннего трения сыпучих материалов ; - коэффициент трения сыпучих материалов о стены силоса ; - коэффициент бокового давления сыпучего материала, определяемый по формуле: (2) (для зерна допускается принимать ); - основание натурального логарифма. - гидравлический радиус поперечного сечений силоса, определяемый по формуле
Определение давления Кольцевое горизонтальное давление сыпучих материалов на стены круглых силосов принимается равномерно распределенным по всему периметру стен с высотой зоны кольцевой нагрузки, равной 1/4 диаметра силоса. Зона может занимать любое положение по высоте. Нормативное значение кольцевого горизонтального давления р определяется по формуле: где - коэффициент местного повышения давления, принимаемый по табл.1 СП 108.13330.2012 - равномерно распределенное по периметру нормативное горизонтальное давление сыпучих материалов Нормативное значение локального горизонтального давления определяется по формуле: где - коэффициент местного повышения давления, принимаемый по табл.1 СП 108.13330.2012
Расчет на прочность Проверка прочности стенки выполняется по приведенным и по кольцевым напряжениям : , где и - нормальные напряжения по двум взаимно перпендикулярным направлениям ; - коэффициент условий работы конструкций ; - расчетное сопротивление стали по пределу текучести ; - касательные напряжения.
Нагрузки на днище Основное нормативное давление сыпучих материалов на днище силосов определяется по формуле - основное нормативное вертикальное давление сыпучего материала на днище силосов; у - объемный вес сыпучего материала; f - коэффициент трения сыпучего материала о стену силоса; ρ - гидравлический радиус поперечного сечения силоса, определяемый по формуле: где F, U - площадь и периметр поперечного сечения силоса, ограниченные внутренней поверхностью стен силоса, а при наличии внутренних горизонтальных ребер, расположенных не реже чем через 1,2 м по высоте, - площадь и периметр сечения в свету между ребрами; у - расстояние от поверхности сыпучего материала до рассматриваемого сечения; е - основание натуральных логарифмов.
Нагрузки на днище Основное нормативное давление сыпучего материала, действующее перпендикулярно наклонной поверхности днища определяется по формуле: где m 0 = cos 2 α + k sin 2 α; α - угол наклона поверхности днища к горизонту; - определяется по формуле ( 1 ), причем уменьшение поперечных размеров силоса в пределах наклонного днища не учитывается Основное нормативное давление сыпучего материала, касательное к наклонной поверхности днища определяется по формуле: где mʹ 0 = (1 - k )sin α cos α.
Горизонтальное растягивающее усилие в меридиональном сечении конический воронки N г определяется по формуле: Нагрузки на днище где N г - растягивающее усилие на единицу длины меридионального сечения воронки; D в - диаметр воронки в рассматриваемом горизонтальном сечении; n - коэффициент перегрузки; α - угол наклона образующей к горизонту; - основное нормативное давление, действующее перпендикулярно поверхности днища; это давление определяется по формуле:
Расчет прочности: Расчет устойчивости: - условная гибкость где R y — расчетное сопротивление стали; E — модуль упругости; λ — гибкость стержня, вычисляемая по формуле: где l ef — расчетная длина стержня; i — радиус инерции сечения. Расчетные длины lef колонн (стоек) постоянного сечения или отдельных участков ступенчатых колонн согласно СП 16.13330 п. 10.3.1 следует определять по формуле : Колонны - Колонны силосов рассчит ыва ются, как центрально-сжатые стержни, имеющие жесткое закрепление у основания. - Все постоянные, длительные и кратковременные нагрузки равномерно распределяются среди всех колонн силоса. - Расчет колонн ведется на потерю несущей способности и потерю устойчивости.
Балки днища : Балки днища следует рассчитывать на нагрузки, передающиеся через стены и днища (или воронки) силоса, принимая, что нагрузка от стен силосов q 1 передается на балку в виде равномерно распределенной по длине l 1. Нормативные давления сыпучего материала на наклонную под углом к горизонту поверхность днищ или воронок силосов вычисляются по формулам: - нормальное к поверхности воронки или днища - касательное к поверхности воронки или днища
Фундаменты Величина реактивных краевых давлений грунта на фундаментную плиту определяется по формуле где х - ширина полосы односторонней нагрузки, определяемая по формуле: Р - расчетная нагрузка от полного веса сыпучего материала в силосном корпусе; F - площадь фундаментной плиты, м 2 ; W - момент сопротивления фундаментной плиты относительно продольной оси симметрии, м 3 ; b - ширина силосного корпуса по силосам, м; σ - краевое давление на грунт, т/м 2 σ 1 - то же, от всех нагрузок, кроме Р.
Поперечная сила, приходящаяся на 1 пог. м. сечения плиты, должна удовлетворять условию: где h 0 - рабочая высота сечения плиты в см. При выполнении данного условия хомуты и отогнутые стержни не ставятся. Расчетная поперечная сила для средней колонны, приходящаяся на 1 пог. м сечения m - n фундаментной плиты, определяется по формуле: где σ - реактивное давление грунта на подошву фундаментной плиты от расчетных нагрузок; F - площадь фундаментной плиты, на которую передается нагрузка от колонны; b и h 0 - ширина башмака колонны в уровне верха плиты и высота от верха плиты до центра тяжести нижней арматуры.
Расчет бункеров Расчёт производится раздельно для призматической части и воронки. Сбор нагрузок: собственный вес, снеговая нагрузка, ветровая нагрузка, временные нагрузки на перекрытие, давление сыпучего материала. Д ля бункеров не учитывается сила трения от сыпучего материала, в следствие их малой высоты (в данном случае, в сравнении с силосами). Объём бункера:
Определение растягивающих усилий: Для вертикальных (призматических) участков бункера растягивающее усилие определяется от распора материала по формуле: где 1,30 – коэффициент перегрузки; P н – нормальное давление на поперечные стенки; b – ширина поперечных стен на той же глубине;
Для наклонной (пирамидальной) части бункера: где b – ширина воронки на данной глубине; α 1 – угол наклона рассматриваемой стенки к горизонту; P н – сумма нормального давления материала и нормальной составляющей собственного веса стенки на поперечные стенки воронки: где g – собственный вес 1 м2 стенки воронки; α 2 – угол наклона поперечной стенки; 1,30 и 1,10 – коэффициенты перегрузок. При расчёте на местный изгиб элементы букера рассчитываются как пластинки опёртые по контуру.
Спасибо за внимание!
