§ 4. Силосные корпуса

Силосные корпуса — это основные составные части элеватора как по занимаемому объему, так и по значению в компоновке комплекса в целом. Основной объем работ ири строительстве элеватора приходится на долю силосных корпусов. Чем больше его вместимость, тем большую долю в объеме элеватора занимают силосные корпуса.

Главная задача силосного корпуса — это сохранить зерно без потерь и снижения качества. С этой точки зрения он должен удовлетворять ряду требований: защищать зерно от атмосферных осадков, быстрых изменений наружной температуры; не допускать конденсации паров воды на внутренних поверхностях, проникновения вредителей, задержки зерна ири опорожнении силоса и быть безопасным в пожарном отноше­нии; быть оптимальным по технико-экономическим показателям.

Материалом для возведения современных силосных корпусов служит монолитный и сборный железобетон, сталь. Из всех строитель­ных материалов наибольшее распространение получил железобетон (монолитный и сборный).Силосный корпус состоит из трех основных элементов: 1) подсилос- ного, или цокольного, этажа, включающего днище и служащего для раз- 220 мещения нижних конвейеров, предназначенных для разгрузки силосов, и самотечных труб; 2) силосной части, включающей силосы или ячейки для хранения зерна; 3) надсилосной галереи, в которой располагают надсилосные конвейеры, служащие для заполнения силосов.

В настоящее время строят силосы различной формы в плане: круг­лые, квадратные, прямоугольные и многогранные: шести-, восьми-, две­надцатигранные. В практике строительства элеваторов наибольшее рас­пространение получили силосы круглого сечения. Диаметры силосов были унифицированы и приняты равными 6 и 7 м, а на основании про­веденного ЦНИИпромзернопроект анализа — только 6 м. Это объясняет­ся тем, что в силосах с диаметром больше 6 м приходится значительно увеличивать количество арматуры, так как давление возрастает прямо пропорционально гидравлическому радиусу

R_r ~ SIL,

где S - площадь поперечного сечения силоса; L - его периметр.

При диаметре силоса меньше 6 м получается перерасход бетона. На отдельных предприятиях используют монолитные силосы больших диаметров. В частности, на Семипалатинском ордена Ленина мукомоль- но-комбикормовом комбинате построено из монолитного железобетона два силоса ф 18 м и вместимостью 16 тыс. т каждый.

Квадратные силосы не строят больше чем размером 4 х 4 м, в про­тивном случае получается перерасход металла и бетона, так как с увели­чением величины пролета I изгибающий момент М_тг растет в квадратич-

Р1²

ной зависимости (М_изг = ——). Другие формы силосов — шестигран­ные, восьмигранные и т. д. — не получили распространения ввиду мень­шей экономической целесообразности и более сложной конструкции.

Расположение силосов круглого сечения может быть рядовое и шахматное. Наличие наружных звездочек при шахматном расположении силосов несколько повышает коэффициент использования объема силосного корпуса, но дугообразные стены усложняют конструкцию и увеличивают удельный расход стали.

Высота железобетонного силосного корпуса определяется допусти­мой нагрузкой на грунт под подошвой фундаментной плиты. Увели­чение массы позволяет существенно снизить удельную стоимость строительства, так как при этом стоимость подсилосного этажа изме­няется незначительно, а стоимость надсилосной галереи и оборудования остается неизменной. Исходя из среднего давления на грунт под подош­вой фундаментной плиты в 3 10⁵ 11а, для типового силосного «корпуса принята высота 30 м. В отдельных случаях она бывает больше (напри­мер, высота силосов элеватора в г. Свердловске, стоящего на скальных грунтах, равна 40 м). Экспериментальные силосные корпуса при мель- заводе № 1 в Куйбышеве имеют высоту, равную 50 м.

Монолитные силосные корпуса. Стены силосов в монолитном желе­зобетоне возводят при помощи скользящей опалубки. При этом тол­щину стен принимают не менее 150 мм. Строительство монолитных силосов при помощи скользящей опалубки осуществляют так же, как монолитные рабочие здания.

Кроме стен силосов, на долю которых приходится до 70 % всего объема железобетона, в силосном корпусе значительную роль играет подсилосный этаж, воспринимающий весьма значительные нагрузки от массы зерна и вышележащих конструкций.

В настоящее время подсилосный этаж строят по двум вариантам. В первом подсилосное помещение может быть со стенами, опирающи­мися непосредственно на фундамент без промежуточной поддерживаю­щей конструкции; второй вариант включает промежуточную конструк­цию с колоннами, на которые опираются стены силосов и днища.

Преимущество подсилосного помещения с силосами, возводимыми непосредственно на фундаменте корпуса, их простота выполнения и сокращение сроков строительства. Скользящую опалубку устанавли­вают непосредственно на фундаментной плите и с ее помощью возводят стены не только силосов, но и подсилосного этажа (с оставлением в них необходимых проемов). Силосный корпус в целом получает значитель­ную пространственную жесткость, что позволяет применять эту конст­рукцию в сейсмических районах.

Наиболее просто конструкция подсилосного этажа подобного типа решается для корпусов с квадратными силосами. В этом случае опор­ными частями, поддерживающими силосы, служат узлы пересечения стен, усиленные пилястрами необходимого сечения. Для корпусов с круглыми силосами при подсилосных этажах с монолитными колон­нами последние располагают под местами соединения стен силосов, обычно по одной колонне на каждое соединение. Под наружными сте­нами колонны устанавливают на тех же осях, что и для внутренних силосов.

В местах опирания на фундаментную плиту колонны снабжены подколенниками, обычно квадратными. Колонны имеют капители вы­тянутой формы по направлению стыков смежных силосов. Капители необходимы для увеличения площади колонн при передаче вертикаль­ных давлений в местах опирания стен. По капителям устанавливают монолитную безбалочную плиту, в которой предусматривают отверстия для стальных воронок, образующих днища круглых силосов.

Подсилосный этаж в сборном варианте для корпуса с круглыми силосами выполняют по аналогичной схеме. Монолитные подколонники стаканного типа составляют одно целое с фундаментной плитой. Ко­лонна в верхней части имеет две консоли, на которые опирается сборная капитель со сквозным гнездом. В гнездо входит расположенный выше консолей оголовок колонны.

Пол подсилосного этажа делают асфальтобетонным по бетонной подготовке, укладываемой на грунтовую подсыпку, высота которой вместе с полом обычно равна высоте подколонников. Наружные стены подсилосного этажа обычно строят из местных материалов с окон­ными проемами. Надсилосные галереи включают перекрытие силосов, являющееся полом галереи, стены и крышу с поддерживающей конст­рукцией. Надсилосные галереи выполняют рамной конструкции, опоры которой устанавливают над точками касания силосов. Перекрытие надсилосной галереи проектируют как в монолитном, так и в сборном исполнении. Ограждающие конструкции надсилосной галереи (стены и крыша) обычно изготавливают в сборном железобетоне или с асбес- тоцементным заполнением по стальному каркасу.

Сборные силосные корпуса. Производство работ при помощи сколь­зящей опалубки, как было отмечено выше, сопряжено с рядом особен­ностей, которые не позволяют вести строительство элеваторов круг­лый год и в больших масштабах. Массовое строительство этих соору­жений может быть выполнено только при дальнейшей индустриализации и широком применении сборного железобетона. При использовании сборных железобетонных элементов существенно повышается качество изделий, так как их изготавливают в заводских условиях на механизи­рованных поточных линиях, а также сокращаются трудоемкость, число рабочих, и строительство ведут круглый год.

В практике отечественного элеваторостроения нашли применение два основных решения сборных силосных корпусов: 1) со стенами, собираемыми из объемных блоков полной заводской готовности; 2) со стенами из укрупненных объемных блоков, собираемых на строитель­ной площадке из плит для квадратных силосов или из сегментов — для круглых (табл. 25).

При первом решении блоки соединяют на болтах, для монтажа стен требуются минимальные затраты. К недостаткам относят ограни­ченный размер объемных блоков, неполную загрузку подвижного сос­тава при перевозке блоков и более сложное изготовление блоков по сравнению с линейными элементами. По второму решению — изготовле­ние панелей или сегментов (как гладких, так и ребристых) несложно, перевозка элементов удобна, при хранении в штабелях они занимают мало места. Однако увеличивается трудоемкость работ по монтажу силосов из-за укрупнительной сборки и в большем объеме добавляются сварочные работы

.В СССР первый экспериментальный силосный корпус сборной конструкции был построен в 1958 г. в городе Купино Новосибирской области. Размеры силосного корпуса вместимостью 7,3 тыс. т в плане 16 100 х 22 400 мм при высоте силосов 30 800 мм. Корпус состоит из 35 силосов размерами 3200 X 3200 мм каждый. Силосы смонтированы из пространственных четырехугольных элементов и плоских плит. Пространственные элементы установлены в шахматном порядке, а по наружному контуру смонтированы плоские плиты. Масса пространст-

25. Конструктивные решения силосных корпусов элеватора из сборного железобетона

Схематический план корпуса и основного элемента стен силосов

Вмести­мость кор­пуса, тыс. т

Шифр проекта или конструкции

Размеры силосов, мм

Характеристика основного элемента стен силосо

в

"Купино"

7,3 3200Х3200Х X30000

Ро⁰о°о°с о_о_о_о

Объемный прямоугольник с гладкими, без выступов стенами

СКР-ЗХЗ

СК2Р-ЗХЗ

СОГ-ЗХЗ

10,3

ЗОООХЗОООХ ХЗОООО

т

10,3

ЗОООХЗОООХ ХЗОООО

я

10,3

ЗОООХЗОООХ ХЗОООО

т

Объемный, с односторонними ребрами

Объемный, с двухсторонними ребрами (типа "Кзыл-ту")

Объемный, с гладкими стенами (типа "Купино"

)пноэ

т

"Болшево" с сило- сами размером 4X4

"Болшево" с сило- сами ф 6 м

Экспериментальный на мелькомбинате им. Цюрупы

10,3 ЗОООХЗОООХ Объемный, из предварительно напряжен- X30000 ного железобетона

6,4 4000Х4000Х Панель с двухсторонними ребрами, ук- X30000 рупняемая на строительстве в объемные

элементы размером 4X4 м

11,6 06000 и звез- Железобетонные, предварительно налря- дочки женные кольца 06 м, укрупняемые на

строительстве из тюбингов

30,0 06000 и звез- Железобетонные силосы из сборных, дочки предварительно напряженных элементовю ю а\

Продолжение

Схематический план корпуса и основного элемента стен силосов

Вмести­мость кор­пуса, тыс. т

Шифр проекта или конструкции

Размеры силосов, мм

Характеристика основного элемента стен силосо

в

Экспериментальный на мелькомбинате №4

34,0 06000 и звез- Железобетонные силосы из сборных, дочки предварительно напряженных элементов

венных элементов размерами в плане 3200 х 3200 мм высотой 1000 мм и толщиной 100 мм - 32 т. Элементы в углах связаны болтами. Гори­зонтальное соединение силосов по высоте сделано на растворе с установ­кой металлических штырей ф 16 мм. Наружные плоские плиты прикреп­лены к пространственным элементам при помощи сварки.

Трудоемкость возведения силосного корпуса в Купино на 33 % мень­ше трудоемкости возведения аналогичного корпуса в скользящей опа­лубке. К недостаткам следует отнести больший расход стали, чем при строительстве по типовому проекту силосного корпуса в круглыми силосами ф 6 м, возводимыми в скользящей опалубке.

В г. Болшеве Московской области (на элеваторе при комбикор­мовом заводе) был построен сборный силосный корпус с силосами ф 2,97 м. Вместимость корпуса 5250 т, в нем 36 силосов, расположен­ных в шесть рядов. Стены монтировали из колец ф 2970 мм, их высота 1340 мм. Сечение сборного кольца двутавровое с толщиной стенки 60 мм и полки 100 мм. Силосный корпус не нашел распространения.

На этом же предприятии было осуществлено опытное строительство силосного корпуса вместимостью 5900 т. Девять силосов ф 5860 мм, высотой 28350 мм расположены в три ряда. Стены монтировали из предварительно напряженных железобетонных колец ф 5860 мм, высо­той 750. мм. Толщина ребер 150 мм, стен 60 мм.

Кольца собирали на строительной площадке на специальном кон­дукторе с гидравлическими домкратами из восьми сегментных панелей длиной 2150 мм, массой 375 кг. Каждое кольцо при сборке армировали двумя рядами предварительно напряженной арматуры. Смежные кольца соединяли болтами. Вертикальные стыки смежных колец заделывали бетоном.

При строительстве корпуса впервые в нашей стране подсилосный этаж возводили из сборного железобетона. На монолитную фундамент­ную плиту было установлено 48 колонн сечением 450 х 450 мм, высотой 6500 мм. На каждые две колонны монтировали общую капитель, а на нее — панели сборных днищ.

В процессе строительства силосного корпуса выявились некоторые недостатки: сложность и трудоемкость укрупнительной сборки, нена­дежность защиты кольцевой арматуры от коррозии. Между тем технико- экономические показатели этой конструкции — одни из наилучших среди других типов сборных корпусов, а размер силоса оптимален для экс­плуатационников (табл. 26).

Опыт проектирования и строительства первых сборных квадратных силосов был впоследствии использован при разработке типовых квад­ратных силосов с размерами ячейки 3000 х 3000 мм, монтируемых из объемных элементов.

	Расход бетона,		Трудоем­	Сметная
	стали		кость	стоимость
Силосный корпус			строитель­	строитель­
	м3	кг	ства, чел.-дн.	ства, р.

Монолитный с силосами ф 6000 мм, воз­водимыми в скользящей опалубке Сборный с квадратными силосами разме­рами 3200 X 3200 мм (типа "Купино") Сборный с силосами ф 6000 мм из пред­варительно напряженных колец (типа "Болшево")

Сборный из объемных блоков, монтируе­мых из ребристых плит размером 4000X4000 мм

Сборный из объемных блоков размером 3000X3000 мм полной заводской готов­ности:

СКР-ЗХЗ CK2P-3X3 СОГ-ЗХЗ ПНОЭ-ЗХЗ Сборный с силосами ф 12000 мм со свар­ным стыком

Сборный с силосами ф 6000 мм (мель­комбинат № 4)

Сборный СКСЦ 6-36 с силосами 06000 мм

0,248	15,0	1,080	19,0
0,173	20,2	0,417	24,0
0,174	12,7	0,456	21,0
0,158	14,2	0,370	21,2
0,165	13,1	0,309	18,2
0,160	12,0	0,297	17,5
0,176	14,7	0,329	19,6
0,169	11,0	0,327	18,7
0,122	32,0	Нет	22,1
		данных
0,186	19,9	р,409	Нет
			данны:
0,213	12,3	0,176	39,9

* Данные получены но материалам ЦНИИпромзернопроект.

Силосный корпус из сборных, предварительно напряженных элемен­тов, построенный на мелькомбинате № 4 в Москве, является наиболее прогрессивным по сравнению с аналогичными типовыми проектами. Силосы ф 6000 мм монтировали из колец высотой 1200 мм, которые, в свою очередь, собирали из четырех сегментных элементов. Сборные криволинейные элементы толщиной 150...180 мм и длиной 4500 мм име­ли на концах специальные металлические пластины, при помощи которых их соединяли. Силосный корпус предусматривает специальную конст­руктивную защиту вертикальных и горизонтальных швов.

В 1988 году разработан силосный корпус СКСП 6-36 вместимостью 24,3 тыс. т из сборных железобетонных элементов полигонального типа с диаметром силосов 6000 мм. Силосы монтируют из колец высотой 1180 мм, которые, в свою очередь, собирали из четырех сегментных элементов толщиной 160 мм. Силосный корпус предусматривает спе- 228 циальную конструктивную защиту вертикальных и горизонтальных швов.

Проекты силосных корпусов с силосами ф 12 ООО мм и более не находят широкого применения. Слишком большие силосы затрудняют формирование крупных однородных партий зерна, а также изготовле­ние, монтаж конструкций и размещение_:их на территории предприятия.

Как показывают технико-экономические данные, оптимальные размеры силосов определяются многими факторами: их технологичес­ким назначением, наименьшими затратами материалов и стоимостью, использованием территории, удобствами изготовления, транспортиро­вания, монтажа и др.

Однако сборные железобетонные силосы имеют главный недоста­ток — пропускают воду на стыках.

Стальные силосы. В последние годы в практике строительства зерно­хранилищ применяли стальные силосы, получившие распространение в основном за рубежом. Экспериментальное строительство и эксплуата­ция металлических зернохранилищ показали, что они во многих районах нашей страны обеспечивают сохранность зерна и имеют ряд преимуществ перед железобетонными силосами. Срок строительства металлических зернохранилищ в 6...9 раз меньше, удельный расход металла на 1 т вме­стимости не превышает удельного расхода в железобетонных силосных корпусах, стоимость 1 т вместимости примерно в два раза ниже. Кроме того, металлические зернохранилища требуют меньшего по численности обслуживающего персонала, а также расходов на их эксплуатацию и ремонт.

Первые экспериментальные металлические зернохранилища вмести­мостью 1,5 тыс. т были построены в г. Целинограде и г. Алма-Ате.

ЦНИИпромзернопроект разработал два проекта силосов (табл. 27) — один вместимостью 2550 т, другой вместимостью 3000 т. Первый имеет 0 18 ООО мм, высоту 11 900 мм и возводится методом рулонирования; второй такого же диаметра, но высотой 15 000 мм и возводится методом навивки.

Для контроля за температурой хранящегося зерна в силосах пред­усмотрены термоподвески, в днищах устроены каналы с аэрожелобами открытого типа, между ними смонтированы рассекатели.

Опыт строительства и эксплуатации металлических зернохранилищ показывает необходимость проведения следующих мероприятий:

совершенствование устройств выгрузки зерна из силосов обуслов­ливает необходимость создания металлических силосов с коническим днищем. Создание такого силоса позволило бы выгружать зерно само­теком, как в железобетонных силосах;

оборудовать силосы устройствами для выравнивания поверхности насыпи с целью обеспечения равномерного прохождения воздуха при вентилировании зерна;

предусмотреть возможность переключения активного вентилирова-

27. Технико-экономические показатели силосов для хранения зерна (на 1 т вмес­тимости) Тип проекта	Вмес­ти­мость, тыс. т	Диаметр силоса, мм	Высота силоса, мм	Расход стали, бетона		Трудоем­кость, чел.-дн.	Стои­мость, тыс. р.
				т	м3
Силосы, возводимые методом рулонирования
Типовой ЦНИИпром­	2,55	18000	11900	22,3	114	176	22,1
зернопроект
Разрешенный к при­	1,84	15200	11800	27,2	159	210	23,6
менению ЦНИИпром­
зернопроект
Экспериментальный	2,70	18000	11800	21,0	117	150	20,7
ЦНИИпромзерно­
проект
Повторно применяе­	1,80	15200	11800	32,9	130	220	22,3
мый ГосНИИсредаз-
промзернопроект
	Силос, возводимый методом навивки
Типовой ЦНИИпром­	3,00	18000	15000	18,8	100	150	18,8
зернопроект
Силосный корпус из сборного железобетона,
CKC-3X60 с конст­	11,2	зооох	30000	22,7	201	220	32,4
руктивной защитой		хзооо

ния с нагнетания на отсос, что позволит предотвратить образование кон­денсата на внутренней поверхности кровли и стенок силоса при значи­тельной разнице температуры зерна и окружающего воздуха, а также при обнаружении очагов самосогревания;

необходим поиск средств для антикоррозийной защиты стальных силосов.

Перспективным направлением в строительстве навивных силосов является использование алюминиевых сплавов.