Железобетон

СИЛОСЫ

Силосами называют емкости для хранения сыпучих материалов при соотношении глубины h и размеров в плане а и & (см. рис. XVI.22,а), отвечающем условию /г>1,5а (где а>&). Трение сыпучих материалов о сте­ны силосов, возникающее в процессе истечения содержи­мого, велико и потому учитывается в расчетах.

Силосы отдельные или объединенные в корпуса вхо­дят в состав производственных объектов: промышленных (силосы для цемента, угля, соды и т. п.) или сельскохо­зяйственных (элеваторы для зерна).

По верху силосного корпуса предусматривают гале­рею для загрузочного оборудования, снизу — подсилос - ное помещение для разгрузки содержимого в транспорт­ные механизмы (рис. XVI.28).

По форме силосы могут быть цилиндрическими или призматическими с четырьмя, шестью, восемью гранями. По затрате материалов и стоимости возведения для ци­линдрических силосов оптимальный размер диаметра 6 м, для квадратных в плане — оптимальный размер сто­роны 3—4 м. Эти размеры и принимают в практике. При особых требованиях к хранению содержимого силосы

Рис. XVI.28. Схемы монолит­ных силосных корпусов

А—с цилиндрическими снлоса - ми; б — с квадратными в пла­не силосами; 1 — надснлосная галерея; 2 — снлос; 3— подсн - лосный этаж

Рис. XV1.29. Сборные силосные корпуса с квадратными в пла­не силосами

А — схемы разреза и планоз; б — сборные элементы; в — де­таль сопряжения сборных эле­ментов по внутренним углам; 1—3 — сборные элементы; 4 — болт

Узел S

Рис. XVI.30. Сборные силосные корпуса с цилиндрическими силосами

А-фрагмент плана корпуса; б-конструктивная схема яруса

Могут быть и больших размеров в плане; в этом случай их делают обычно круглыми (диаметром 12 м и более)з

Объемно-планировочные решения силосных корпусов элеваторов унифицированы. Серия чертежей ИС-01-09 включает унифицированные одиночные и групповые, од­норядные и двухрядные диаметром 6 м, полной высотой корпуса 15—25,8 м, вместимостью 250—3000 м3, а также диаметром 12 м, высотой 24,6—42,6 м, вместимостью 1700—12 000 м3.

Для зерновых элеваторов рекомендованы к примене­нию силосы трех типов с размерами в плане 36X24, 36X18 и 24X18 м. Длина корпуса может быть и больше, но она не должна превышать 48 м для круглых и 42 м для квадратных силосов. Это ограничение диктуется не­обходимостью устройства температурно-усадочных швов.

Типовой размер высоты силосов принят 30 м, на грун­тах высокой прочности (скальных) она может быть уве­личена до 42 м, а в некоторых случаях и более.

В корпусах, состоящих из цилиндрических силосов, пространство между цилиндрами («звездочки») также используют для хранения сыпучих материалов.

Силосы сооружают монолитными и сборными.

На рис. XVI.28 приведены схемы монолитных силос­ных корпусов с круглыми и квадратными в плане силоса­ми. Объединение смежных круглых силосов в единый блок выполняется на участках длиной 1,5—2 м. Мини­мальная толщина стен монолитных силосов установле­на по условию недопущения разрывов в бетоне при пе­ремещении скользящей опалубки, в которой они возво­дятся (табл. XVI.3).

Таблица XVI.3. Минимальная толщина стеи монолитных силосов

Подобную компоновку сохраняют и в сборных силос­ных корпусах. Рис. XVI.29 поясняет конструктивное ре; шение сборных квадратных в плане силосов. Их ком - плектуют из элементов трех типоразмеров: пространст­ценного блока в виде замкнутой рамы, Г-образного и плоского (рис. XVI.29,а и б). Номинальный размер вы­соты сборного яруса 1,2 м. Сборные элементы могут : быть гладкими толщиной 100 мм или ребристыми с тол­щиной стены 60 мм. Объединяют отдельные силосы в си - ' лосный корпус с помощью оцинкованных болтов (рис. XVI.29, в).

Сборные цилиндрические силосьГ малого диаметра (3 м) можно монтировать из цельных колец, однако та­кие силосы применяют редко. Сборные силосы с номи­нальным диаметром 6 м компонуют, как показано на рис. XVI.30, а. Каждый ярус состоит из четырех элемен­тов, соединяемых болтами (рис. XVI.30,б). Сборные эле­менты могут быть гладкими (толщиной 100 мм) и реб­ристыми (с толщиной стен 60 мм и высотой ребер 150 мм).

Применяют сборные восьмигранные силосы (рис. XVI.31) из элементов двух типоразмеров: пространствен­ного блока в виде замкнутой рамы и плоских ребристых плит. Соединение сборных элементов предусмотрено на болтах. Эта конструкция не получила широкого распро­странения.

Разработана конструкция сборных круглых силосов большого диаметра (12 м) из панелей-оболочек канне - люрного типа (рис. XVI.32) с номинальными шириной 1,54 м и высотой 3 м. Панели снабжены торцовыми реб­рами, в наружных пазах которых помещают предвари­тельно напрягаемую кольцевую арматуру силоса. Натя­жение этой арматуры производят при укрупнительной сборке отдельных поярусных царг на особом стенде, в ко­тором внутренний распор царг создается сжатым возду­хом. После натяжения арматуру защищают цементным раствором, наносимым способом торкретирования.

Стены круглых монолитных силосов обычно доводят до фундаментной плиты. В подсилосной части стены уси­ливают пилястрами, на которые сверху опираются ворон­ки (рис. XVI.33,а). Устраивают также плоские днища на своих колоннах с забуткой поверху (рис. XVI.33,в).

Сборные круглые силосы вместе с воронками (кото­рые также могут быть сборными) опираются в подсилос - ном помещении на П-образные рамы (рис. XVI.33,б). Опирание квадратных силосов решается аналогично.

Давление от сыпучего материала — вертикальное ркі (нормативное) и горизонтальное рк2 (нормативное) —

(XVI. 22 (XVI. 23

Рис. XV1.31. Конструктив! схема сборного восьмигранн силоса

Рис. XVI.32. Конструктивные схемы сборного круглого сій лоса диаметром 12 м с пане - лями каниелюрного типа

A — разрез; б — план; в — де| таль плана; 1—панелн-оболоч| ки; 2 — металлические вороні ки; 3 — железобетонные свай-

На глубине у от уровня загрузки определяют по форму - лам, выведенным теоретически и уточненным экспери­ментально (рис. XVI.34, а, б):

Phi = kdvnpF(-e-k»«ulA)lm Phi = kphi,

Рис. XV1.33. Конструктив­ные схемы опирания ци­линдрических силосов

А — монолитных с моно­литными воронками; б— сборных со сборными во­ронками; в — монолитных с плоским дннщем; 1 — мо­нолитная воронка; 2—сте­ны силосов; 3— пилястры;

— фундаментная плита;

— П-образные рамы; 6 — сборная воронка; 7 — сте­новое ограждение; 8 — ко­лонны; 9 — забутка; 10—

Плоское дннще

Рис. XV1.34. К расчету стен цилиндрических силосов

А — вертикальный разрез по силосу; б — эпюра нор­мального давлення в сыпу­чем материале силоса; в — к расчету кольцевого усилия; г—внутреннее дав­ление от сыпучего материа­ла на кольцевой элемент силоса

K= tg2 (45° — 0,5<р),

(XVI. 24)

Где А, и — соответственно площадь и периметр сече­ния силоса; р — плотность материала; ц — коэффици­ент трения сыпучего мате­риала о вертикальные сте - i R I ны, равный 0,4—0,8 в завн - ' ' симости от материала;

: ~Z-Pm

Kivn — коэффициент, учи­тывающий динамическое воздействие сыпучего материала, возни­кающее в процессе разгрузки, и некоторые другие явления, не учи­тываемые теоретическим выводом; его принимают равным 2 при
расчете горизонтальной арматуры нижней зоны стен иа % их высо^ ты, а при расчете конструкции диищ и воронок—1,5, в остальныЙ случаях — 1.

' Вертикальное давление, передающееся стене силоса вследствие трения сыпучего материала (рис. XVI.34, г) Х = Цр2.

Расчетное значение нагрузки от сыпучих материалов определяют по формулам:

Pi = Phi 4ihk Р2 = Рк2Уі/Ук, (XVI.25)

Где y/ — коэффициент надежности по нагрузке; ун — коэффициент условий работы конструкции.

Коэффициент у/ Для сыпучих материалов принимают 1,3; при расчете на сжатие нижней зоны стен силосов, колонн подсилосиогв этажа и фундаментных плит значение расчетной нагрузки от массй сыпучих материалов умножают на коэффициент 0,9. г

Коэффициент ун при расчете горизонтальной арматуры для ниж­ней части стен (на % ее высоты) круглых внутренних силосов в кор­пусах с рядовым расположением, а также прямоугольных иаружиыа н внутренних силосов при размерах сторон до 4 м принимают 2; прЕ расчете конструкций плоских днищ без забуток и воронок—1,3 s для плоских днищ с забутками толщиной 1,5 м и более — 2. В не­оговоренных случаях Yfc = l-

Стена цилиндрического силоса растягивается гори­зонтальным усилием (рис. XVI.34, в)

N2 = p2R. (XVI. 26)

1

Стена силоса любой формы в вертикальном направ­лении сжимается погонным усилием (см. рис. XVI.34, а%

Ni = (А/и) (ру - Phl) (yf/yh) - (XVI.27)

Нормальное давление по скату воронки силоса вы4; числяют, как в бункерах, по выражению (XVI.15).

Площадь сечения горизонтальной арматуры цилин­дрических силосов на единицу высоты стены находят по выражению As=N2/Rs.

По усилию (на 1 м длины периметра горизонталь­ного сечения силоса) с учетом вертикального давления от всех вышерасположенных конструкций проверяют прочность стен силоса как сжатых элементов в наиболее загруженных местах (у воронки или фундаментной плиты).

Ячейку квадратного монолитного силоса рассчитыва-* ют на каждом ярусе высоты как замкнутую раму под воздействием внутреннего давления р2 (рис. XVI.35, а), Стена испытывает растяжение усилием pl/2 и изгиб мо­ментами pi2/12 в углах и р212/24 в пролете (рис. XVI.35, б—г).

, Рис. XV1.35. К расче - &jL ту стен силоса, квад- ■ ратного в плане

Эпюра м

Рис. XVI.37. Схема армирования стен квадратных монолит­ных силосов

Й)

А 15

F

Л

А — расчетная схема; б — эпюра изгибаю­щих моментов; в — •моменты и силы в сте­нах силоса по сечению А—А г — то же, по сечению

Стены круглых силосов диаметром до 6 м достаточна армировать одиночной горизонтальной арматурой (ри<1 XVI.36, а), однако в наружных стенах силосов на 2/зВьЦ соты от днища необходимо двойное армирование (рисі XVI.36, б) для восприятия изгибающих моментов, обра! зующихся при шахматном заполнении силосов корпуса!

Вертикальные стержни принимают диаметром 10 мм с шагом 300—350 мм для наружных стен силосов и 400—; 500 мм для внутренних. Общее сечение вертикальны* стержней назначают не менее 0,4 % сечения бетона! Часть вертикальных стержней устанавливают в виде вя-- заных каркасов (рис. XVI.36, в) через 1 — 1,5 м один о? другого, что обеспечивает проектное положение горизон­тальной арматуры при бетонировании. Стыки вертикаль­ных стержней делают вразбежку с перепуском концов на 35d. *

Вертикальные и горизонтальные стержни во всех мЩ стах пересечений связывают вязальной проволокой; пр| двойном армировании (см. рис. XVI.36, в) обе сетки соф диняют поперечными хомутами диаметром не менее 3 ыщ 4 В местах сопряжения соседних снлосов входящие у^ лы армируют дополнительными стержнями (ри© XVI.36,г); их диаметр и шаг принимают такими же, каї и основной кольцевой арматуры.

В стенах квадратных монолитных силосов устанавли вают двойную арматуру (рис. XVI.37), учитывая, чт< давление на промежуточные стены возможно со дной и< другой стороны и что горизонтальная арматура должна воспринимать моменты в углах вдвое большие, чем і пролете (см. рис. XVI.35).

В сборнь(х силосах основные принципы армированиі сохраняются. Изготовление сборных элементов на завр дах позволяет армировать их высокопрочной проволоч ной арматурой и тем снизить расход стали.

Стены силосов рассчитывают по образованию и ши рине раскрытия трещин в соответствии с указаниями, от носящимися к растянутым элементам.

Ї Опыт проектирования показал, что для стен монолит­ных силосов из бетона класса В15 с арматурой (без ■предварительного напряжения) периодического профиля класса А-ІІ с процентом армирования не более 0,7 рас­крытие трещин не превышает допустимого размера (0,2 мм при нормативных значениях нагрузки).