§ XVI 5 бункера

К бункерам относятся емкости для сыпучих

материалов призматической или цилиндрической формы при

соотношении глубины h и размеров в плане, отвечающем

условию /г^ 1,5а (где а>Ь) или h^l,5d (рис. XVI.22).

Трение сыпучих материалов о стены бункера в

процессе истечения материалов незначительно и потому в

^расчете не учитывается.

Днища бункеров обычно делают воронкообразными

с углом наклона на 5—10° больше угла естественного

откоса сыпучего материала, что обеспечивает полное

истечение содержимого.

Для сыпучих материалов нескольких видов

устраивают многоячейковые бункера (рис. XVI.23,а). Если

количество материала одного вида значительно, бункера

могут быть лоткового типа с несколькими загрузочными

и разгрузочными отверстиями (рис. XVI.23,б).

Загрузочные отверстия бункеров покрывают

металлическими решетками, разгрузочные отверстия (течки)

оборудуют затворами. Стены бункеров защищают

против истирания футеровкой (металлическими листами,

чугунными или диабазовыми плитами).

Железобетонные бункера строят монолитными и

сборными. Конструктивные схемы монолитных бункеров

приведены на рис. XVI.22 и XVI.23.

В сборных бункерах сохраняются те же

геометрические формы, вертикальные стены делят на прямоугольные

панели (гладкие или ребристые), стены воронок

подразделяют на треугольные или трапециевидные панели

(рис. XVI.24). Все сборные элементы соединяют на

монтаже с помощью сварки закладных металлических дета-

38—943 5§3

А-А

Рнс. XVI.22. Одиночные

бункера (монолитные)

а — призматической формы;

б — цилиндрической формы;

1 — стена; 2 — воронка

А-А

Рнс. XVI.23. Монолитные

бункера

а — многоячейковый;

б — лотковый

Рнс. XVI.24. Схема разрезки

бункера на сборные элементы

Рнс. XVI.25. К расчету

бункеров

а — к определению давления

на наклонную стену воронки;

б — геометрические параметры

стен бункера; в — к

определению эквивалентных размеров

трапециевндной стены воронки

8)

Стена

Воронки

Рп

. А'

-Г

Id f.

I

щ

\ 1

594

лей. В отдельных случаях нижние части воронок или во-

фонки целиком изготовляют из металла.

: Вертикальное статическое давление pk\

(нормативное) сыпучего материала на глубине у от его

поверхности равно: Pki=py, где р —плотность материала (см.

рис. XVI.22,а). Горизонтальное статическое

(нормативное) давление вычисляют по формуле

Ph2 = Phi tg2 D5° - ф/2), (XVI. 14)

где qp — угол естественного откоса сыпучего материала, равный 30—

45° в зависимости от вида сыпучего.

Расчетные давления р, и /?2 определяют умножением

их нормативных значений ри\ и рк2 на коэффициент

надежности по нагрузке yj=\,3. При загрузке бункеров

грейферами большой мощности с некоторой высоты

расчетные давления умножают на коэффициент

динамичности kdyn = l,4; при загрузке бункеров транспортерами

коэффициент динамичности не учитывают.

Расчетное давление на наклонные стены —

нормальное рп и касательное pt — определяют по формулам (рис.

XVI.25,a):

рп — рг cos2 a + Р2 sin2 a; (XVI. 15)

Pt = (Pi — Рг) sin a cos a. (XVI. 16)

К ним добавляют составляющие от веса наклонной

стены g (с коэффициентом надежности 1,1):

gn = gcosa; g, = gsina. (XVI. 17)

Бункера представляют собой сложные

пространственные системы, расчет которых даже в упругой стадии

чрезвычайно затруднителен.

В этом отношении проще бункера лоткового типа

(рис. XVI.25,б), которое можно рассчитывать как

пространственные складчатые системы (например, по

методу В. 3. Власова).

Одиночный прямоугольный бункер может

разрушиться по нескольким схемам вследствие местного изгиба

стен, разрыва стен от горизонтального внутреннего

распора, отрыва воронки, изгиба бункера в целом с изломом

по нормальным или наклонным сечениям (рис. XVI.26).

Прочность против всех возможных разрешений должна

обеспечиваться расчетом.

Стены под действием нагрузки, нормально

направленной к их поверхности, испытывают местный изгиб.

Каждую стену рассчитывают на местный изгиб самосто-

38* 595

ятельно. Взаимное влияние соседних стен учитываю1!

приближенно, полагая, что по линии их контакта стеш

защемлена. Помимо изгиба стены бункера испытываю'

растяжение: вертикальные стены — в горизонтальном на;

правлении, наклонные — в обоих направления*.

Трапециевидные плиты (см. рис. XVI.25, б) прибли-.

женно рассчитывают на среднюю равномерно распреде-*

ленную нагрузку с интенсивностью -

5° — 0,5<р)][1+ '¦

заменяя трапециевидное очертание прямоугольным с pal

счетными размерами сторон (рис. XVI.25,в); I

= hz — ax (at — a2) /6

б)

¦ а2).

(XVI. 19);

1

\

Рис. XVI.26. Расчетные схемы возможного разрушения бункера

вследствие

а — изгиба стен из-своей плоскости; б — разрыва стен бункера

горизонтальными силами; в — отрыва воронки; г — изгиба вертикальной

стеиы бункера в своей плоскости по нормальному или наклонному

сечению; 1 — трещины от изгиба стены из своей плоскости снаружи

бункера; 2 — то же, внутри бункера, 3 — трещины от усилий,

действующих в плоскости стен бункера

Моменты определяют по справочным таблицам,

считая, что плиты оперты по контуру и защемлены по трем

сторонам.

В плитах растянутые зоны от изгибающих моментов

образуются: в пролете — с наружной стороны бункера,'

вблизи ребер — с внутренней стороны. Это способствует

образованию трещин, показанному на рис. XVI.26, а.

Растягивающие усилия в сторонах бункера вдоль

размеров а и b находят по выражениям: ,

Wa = 0,5Pndfc'sina; Nb = 0,5pnd a' sin a, (XVI.20|

где p-nd — среднее нормальное давление иа стену; а', Ь' — размеру

596

ункера в плане на уровне рассматриваемой полосы плиты; а —

гол наклона плиты, для вертикальной стенки равен 90°.

Арматуру плит подбирают по расчету прямоугольных

усечений, подверженных внецентренному растяжению.

Меньший расход арматуры в стенах бункера

достигается, если их расчет на изгиб из своей плоскости

производить на стадии предельного равновесия (аналогично

Низложенному в § XI.4) в предположении образования в

^стенах пластических линейных шарниров по форме тре-

ьдцин (рис. XVI.26, а) и существенного перераспределения

^внутренних моментов. Поскольку при этом происходит

^значительное раскрытие трещин, этим методом

пользуется в случаях, когда содержимое бункеров не оказы-

,вает агрессивного воздействия на арматуру.

Проверку прочности бункера на растяжение

горизонтальными силами Na и Nb (рис. XV.26, б) производят

для вертикальных и наклонных стен отдельно в

предположении, что растягивающие усилия воспринимаются

одной горизонтальной арматурой.

Прочность воронки на отрыв (рис. XVI.26, в)

проверяют в ее верхнем основании, где действуют

максимальные растягивающие усилия вдоль ската воронки N. Эти

усилия (от массы содержимого бункера Fi и веса

воронки F2 для ската с углом наклона а

(XVI.21)

Они передаются только на одну арматуру (скатную),

с помощью которой воронка присоединена к

вертикальным стенам бункера.

Прочность бункера на изгиб в целом (рис. XVI.26, г)

рассчитывают по нормальному сечению на действие

изгибающего момента, а также по наклонному сечению на

действие поперечной силы подобно расчету

железобетонных балок. При расчете по нормальному сечению

учитывают горизонтальную арматуру, попадающую в

растянутую зону (пересекаемую трещиной). Коэффициент

условий работы арматуры принимают равным 0,8. При

расчете по наклонному сечению учитывают также и

вертикальную арматуру.

Стены воронки монолитного бункера армируют

плоскими двойными сетками, сварными или вязаными, с

ортогонально размещенными рабочими стержнями (рис.

XVI.27, а, б, г). Кроме того, по ребрам устанавливают

дополнительные наружные угловые сетки, а для армиро-

597

вания изнутри —отдельные стержни (рис. XVI.27, в)

Течки армируют гнутыми сетками (рис. XVI.27, д).

Вертикальные стены бункера армируют, следуя обычным

правилам.

В сборных бункерах общие принципы армирования

сохраняются.

S)

г ¦

^

t,

Рнс. XVI.27. Детали армирования воронки бункера

а — в разрезе; б—в плане (показаны сетки основной арматуры);

в — в плане (показана дополнительная арматура углов); г—сварная

сетка воронкн; д — армирование течкн сварной сеткой