книги из ГПНТБ / Проектирование и строительство углеобогатительных фабрик

подъемностью 2,0—10,0 т, что обеспечивает удобство обслужи­ вания технологического оборудования. Общие размеры сушильно­ топочного отделения 40,8 м, а отделения сушильных барабанов и газоочистки 22 м.

Отделение сушильных барабанов решено в виде зала разме­ рами в плане 18X36 м.

Топочное и сушильное отделения располагаются в многоэтаж­ ных частях комплекса.

Стеновые ограждения сушильно-топочного комплекса, как пра­ вило, выполняют панельными. В качестве утеплителя для покры­ тия применяют пенобетонные плиты с объемной массой 400— 600 кг/м3.

Конструктивные решения. Сушильно-топочные комплексы пред­ ставляют собой каркасные здания. Каркас здания выполняют из железобетона или стали.

Сушильно-топочный комплекс Западно-Донбасской ЦОФ пол­ ностью выполнен в стальном каркасе. Перекрытия из железо­ бетонных монолитных плит укладывают на стальные балки. Это позволяет сравнительно легко выполнять модернизацию техноло­ гического процесса в комплексе.

В связи с тем, что в комплексе имеется оборудование, создаю­ щее динамические нагрузки на перекрытиях, приобретает особое значение обеспечение пространственной жесткости каркаса.

Вес несущего каркаса в жгом случае, как правило, меньше веса каркаса, выполненного с применением рамных узлов, так как стой­ ки каркаса испытывают преимущественно центральное сжатие. При рамном каркасе стойки находятся, кроме того, под воздей­ ствием поперечного изгиба.

Однако устройство диагональных связей в поперечных и про­ дольных рамах сушильно-топочного комплекса, в связи со значи­ тельным числом оборудования, как правило, невозможно. Эти связи могут быть поставлены только по некоторым рядам колонн поперечных и продольных рам, что недостаточно для обеспечения жесткости каркаса.

Поэтому стальной каркас сушильно-топочного комплекса про­ ектируется по комбинированной схеме: с применением жестких рамных узлов в поперечных и продольных рамах (где постановка связей невозможна) и с устройством диагональных связей в на­ ружных рамах каркаса и в части внутренних рам (где связи по условиям технологии могут быть поставлены).

Рамные узлы в поперечном направлении при сборном железо­ бетонном каркасе создаются ванной сваркой верхней арматуры ригелей с выпусками арматуры из колонн, а также приваркой к закладным элементам в железобетонной консоли колонны нижних закладных элементов ригелей. В продольном направлении рамные узлы выполняют сваркой закладных частей.

Фундаменты комплекса принимают, как правило, из монолит­ ного железобетона.

Фундаменты под топки и сушильные барабаны также выпол­ няют из монолитного железобетона марки 150—200 с арматурой класса А-ІІ.

Основные расчеты сушильно-топочного комплекса. Основным несущим элементом комплекса является каркас здания, представ­ ляющий в статическом отношении ряд поперечных и продольных рам.

Эти рамы с помощью перекрытий связаны в единую простран­

отдельную плоскую систему и рассчитывают на те нагрузки, кото­ рые к ней непосредственно приложены. Однако при расчете на го­ ризонтальные нагрузки следует учитывать распределение этой нагрузки между вертикальными рамами. Это распределение воз­ никает в связи с наличием жестких горизонтальных диафрагмперекрытий. Если все рамы каркаса (одного из направлений: по­ перечного или продольного) имеют одинаковую жесткость, то вся нагрузка распределится между ними поровну. При разных жестко­ стях (например, при наличии связевых рам в стальном каркасе) горизонтальная нагрузка распределяется пропорционально жест­ костям рам, т. е. пропорционально силам, вызывающим единичное смещение рамы.

Если жесткие несущие системы (связи, жесткие встроенные емкости и т. п.) расположены несимметрично относительно геомет­ рической оси (температурного или деформационного) отсека зда­ ния, то необходимо учитывать такое смещение центра жесткости системы и центра приложения равнодействующей горизонтальной нагрузки. Это смещение создает момент кручения

^кр =

где R — равнодействующая горизонтальных сил;

е — эксцентриситет приложения силы R по отношению к цен­ тру кручения (центру жесткости системы).

Полученный момент кручения уравновешивается силами, воз­ никающими в рамах. Эти силы и должны быть учтены при окон­ чательном определении горизонтальных нагрузок на плоскостные рамные системы [2, 9].

Следует заметить, что при значительной односторонней вер­ тикальной нагрузке и при числе пролетов менее ДЕух необходимо учитывать линейные смещения рамы, вызванные указанной одно­ сторонней нагрузкой.

При применении сборного железобетонного каркаса узел примыкания ригеля к колонне, выполненный с помощью железо­

Поэтому такие рамы следует рассчитывать с учетом повышенной жесткости узла [9].

Наличие встроенных емкостей должно быть учтено при состав­ лении расчетных схем рам, путем включения в рассчитываемую систему жестких дисков. Стойки и ригеля, примыкающие к этим дискам, считаются в нем жестко защемленными.

При конструктивном расчете железобетонного каркаса расчет­ ные длины центрально и внецентренно сжатых элементов (колонн каркаса) при числе пролетов не менее двух и при отношении ширины здания к его высоте не менее 1/3 можно определить по таблицам СНиП П-В.1-62*.

Для статического расчета может быть использован один из известных методов расчета (метод сил, деформаций, итерацион­ ные методы и др.). При расчете следует использовать современные методы вычислительной техники. Статический расчет рекомен­ дуется выполнять главным образом на ЭЦВМ, максимально ис­ пользуя готовые программы.

Нагрузками для рамных систем сушильно-топочного комплекса служат: собственный вес конструкций, вес установленного техноло­ гического оборудования, вес заполнения различных емкостей, вре­ менная нагрузка на перекрытиях, ветровая нагрузка.

Элементы перекрытий, на которых установлено оборудование, создающее динамические нагрузки, должны быть рассчитаны также на динамические воздействия.

§ 13. ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПОГРУЗОЧНО-СКЛАДСКОГО КОМПЛЕКСА

Склады

Объемно-планировочные решения. На углеобогатительных фаб­ риках применяют различные типы открытых и закрытых складов для хранения рядовых углей, промпродукта и концентрата.

Склады для хранения рядовых углей выполняют обычно откры­ того типа.

Склады для хранения концентрата или промпродукта обычно выполняют закрытыми, чаще — силосного типа.

Открытые склады. Одним из примеров крупных складов от­ крытого типа может служить склад АРШ и концентрата Комен­ дантской ЦОФ (рис. 40).

Склад состоит из двух частей: наземной, образованной двумя открытыми крановыми эстакадами с центральной галереей, и подземной, состоящей из приемных бункерных воронок и тон­ нелей.

Склады оборудованы двумя мостовыми кранами грузоподъем­ ностью 20 т. Пролеты крановых эстакад 32,75 м, высота до уров­ ня головки рельсов 17,4 м; пролет центральной галереи 10,8 м.

Рис, 40. Склад АРШ и концентрата Комендантской ЦОФ

Склад имеет шесть при­ емных подземных воронок, расположенных по обе сто­ роны главного тоннеля. Из тоннеля предусматриваются два подземных запасных вы­ хода.

Открытые эстакады скла­ да разделены температур­ ными швами на четыре от­ сека; подземные ямы, тонне­ ли запасных ходов и глав­ ный тоннель также разделя­ ются деформаціюииым11 швами.

Закрытые склады. Наи­ более целесообразным объ­ емно-планировочным реше­ нием закрытых складов сле­ дует считать применение для

ной 200 мм. Поверху силос­ ных банок имеется загру­ зочная галерея шириной 9 м и высотой 8 м до низа несу­ щей балки покрытия гале­ реи. Стальная лестничная клетка устроена между си­ лосными банками в зоне де­ формационного шва. Выход на крышу выполнен через дополнительную открытую наружную лестницу, распо­ ложенную у силосной банки по оси 3.

Верхняя галерея оборудована монтажными балками и моно­ рельсами грузоподъемностью 3 т.

Нижнее подсилосное помещение образовано стенками силос­ ных банок п служит для размещения разгрузочного конвейера. Стенки силосных банок в пределах подсилосного помещения утеп­ ляются пенобетонными плитами толщиной 80 мм с объемной массой 400 кг/м3.

Конструктивные решения. Конструктивные решения открытого и закрытого типов складов существенно отличаются друг от друга.

Наземная часть склада открытого типа Комендатской ЦОФ решена в виде четырех продольных рядов колонн, шарнирно свя­ занных поверху (в поперечном направлении) друг с другом с помощью стальных пространственных ферм.

Устройство этих ферм потребовалось ввиду значительной вы­

дельной величины изменения расстояния между путями) обеспе­ чить в данных условиях не представилось возможным. Это ограни­ чение изменения расстояния между путями по данным НИИ строительных конструкций Госстроя УССР, ГИИ Киевского пром­ стройпроекта и Харьковского инженерно-строительного института составляет 20 мм.

Устойчивость системы в продольном направлении обеспечи­ вается защемлением колонн в фундаменты, а также вертикаль­ ными крестовыми стальными связями, устанавливаемыми в каж­ дом температурном отсеке склада.

Кроме того, продольная устойчивость повышается за счет креп­ ления к колоннам стальных подкрановых балок.

Устойчивость системы в поперечном направлении обеспечи­ вается защемлением колонн в фундаменты и связевыми простран­ ственными фермами; центральная часть склада (между осями Б и В), решенная в виде двухъярусной поперечной рамы с жесткими узлами, значительно повышает жесткость эстакады в поперечном направлении.

Тоннели подземной части склада Комендатской ЦОФ представ­ ляют собой замкнутые коробчатые системы: главный тоннель ши­ риной 7,2 м (в свету) имеет посередине стойки, служащие для уменьшения расчетного пролета плит покрытия и днища тоннеля. Приемные воронки — железобетонные конической формы.

Все подземные конструкции склада выполнены из монолитного железобетона марки 150—200 с арматурой класса А-П.

Склад закрытого типа Самсоновской ЦОФ в конструктивном отношении представляет собой обычный силосный корпус, опира­ ющийся на кольцевые железобетонные фундаменты. Толщина стен силосов примята 240 мм. К стенам подвешена стальная воронка.

Верхняя галерея запроектирована из стальных рам с жесткими верхними узлами и с шарнирным опиранием стоек на стальные балки надсилосного перекрытия.

Жесткость рам надсилосной галереи в продольном направлении обеспечивается постановкой вертикальных стальных крестовых связей в каждом деформационном отсеке сооружения. Покрытие галереи — сборные железобетонные предварительно напряженные плиты ПЫС.

Основы расчета сооружений складов. Проектирование и рас­ чет наземной части складов открытого типа принципиально не отличается от проектирования открытых крановых эстакад анало­ гичного типа, однако имеет некоторые особенности, связанные с хранением значительных объемов угля, а также с необходимостью учета деформаций поверхности земли от влияния горных подра­ боток.

При расчете конструкций эстакад необходимо учитывать: крановые нагрузки от двух сближенных для совместной ра­

боты кранов одинаковой грузоподъемности (ГОСТ 3332—54); снеговую нагрузку на конструкции эстакады для соответст­

вующего снегового района по СНиП П-А.11-72; полезную нагрузку на ходовые мостики (в уровне подкрано­

вого рельса) — 200 кгс/см2; ветровую нагрузку на конструкции сооружения и поверхности

крана; ветровую нагрузку в поперечном направлении определяют

ному напору, равному 25 кге/м2, в соответствии с ГОСТ 1451—65; полезную нагрузку на стойки и фундаменты эстакады от одно­

сторонней засыпки склада углем.

Эта нагрузка учитывается как горизонтальное одностороннее давление на колонну системы, а также как дополнительная при­ грузка на фундамент для определения давления по его основанию и для определения крена (поворота) фундамента.

Расчетная схема склада в поперечном направлении показана на рис. 42. Расчет такой рамы удобней производить методом сил, используя симметрию системы.

При расчете из плоскости рамы колонны следует рассматри­ вать, как защемленные в уровне верха фундамента и шарнирно

определять при жесткости элементов, равной 0,85 Ед/Л, где Еб— модуль деформации бетона, Іа — приведенный к бетону момент инерции колонны с учетом всей продольной арматуры (по СНиП П-В.1-62*).

Расчетные длины колонн в поперечном и продольном направ­ лениях принимаются в соответствии со СНиП П-В.1-62*.

Расчет подземной части открытого склада— тоннелей — про­ изводят по двум схемам:

на местное воздействие, когда рассматривается замкнутое по­

принимают в виде балки коробчатого сечения, лежащей на упру­ гом основании, длиной, равной расстоянию между деформацион­ ными швами.

5 7 - 0 0 f J = ° o

Рис. 42. Расчетная схема поперечной рамы открытого склада Комендантской ЦОФ

При расчете по первой схеме учитывают нагрузку от собствен­ ного веса тоннеля, веса грунта на нем и временной нагрузки от сыпучего, расположенного над тоннелем. Временная нагрузка в соответствии с реальными условиями ее расположения на поверх­ ности земли считается приложенной либо симметрично по отно­

Расчет тоннеля на общий изгиб, как балки на упругом осно­ вании, производят по двум схемам загружения временной на­

ля) при глинистых грунтах рекомендуется принимать в размере 50% [7], а при песчаных грунтах — не учитывать.

Расчет и проектирование конструкции закрытых складов си­ лосного типа выполняют аналогично дозировочно-аккумулирую- щим бункерам цилиндрического типа.

Погрузочный комплекс

Объемно-планировочные решения. Погрузку обогащенных уг­ лей в железнодорожные вагоны осуществляют тремя способами: непосредственно в вагоны, без применения промежуточных емко­ стей — безбункериая погрузка; с использованием промежуточных хранилищ довольно значительной емкости — бункерная погрузка; комбинированный, когда отгрузку продукции производят либо непосредственно в вагоны, либо через промежуточные бункеры.

В настоящее время на фабриках и шахтах применяют, как правило, бункерную погрузку. Комбинированную погрузку как промежуточное решение применяли на Западно-Донбасской ЦОФ № 1.

Блок погрузочных устройств (бункера и пункт безбункерной погрузки) Западно-Донбасской ЦОФ № 1 (рис. 43) расположен над железнодорожными путями.

Бункерная часть блока погрузочных устройств принята в виде двухпролетного сооружения размерами в плане 12X63. Как и дозировочно-аккумулирующие бункеры, эта часть блока состоит из трех зон: нижней поддерживающей конструкции, располагаемой над железнодорожными путями (и потому двухэтажной), собст­ венно емкостной части и верхней надстройки.

На отметке ±0,000 установлены железнодорожные весы. Вто­ рой этаж занят оборудованием для выгрузки углей и промпро­ дукта из бункеров и транспортирования его к месту погрузки.

Надбункерная галерея оборудована двумя монорельсами, гру­ зоподъемностью по 3 т каждый.

По торцам блока размещаются (начиная с отметки +6,50 м) две закрытые лестничные клетки, одна из которых в соответствии с требованиями противопожарных норм имеет выход на верхнее покрытие.

Бункерная часть блока разделена деформационным швом ши­ риной 3 м на две части и отделена таким же швом от здания пункта безбункерной погрузки, входящего в состав блока.

В качестве ограждающих конструкций приняты стеновые па­ нели по серии СТ-02-31. Учитывая, что влажность углей, поступаю­ щих ііа погрузку, не превышает 5—6%, стены бункеров (собст­ венно емкостей) не утеплены. Вместе с тем воронки емкостей располагаются в отапливаемом помещении, что обеспечивает на­ дежную выгрузку углей из ячеек бункеров.

При решении емкостной части необходимо правильно выбрать материал футеровки бункеров.

Воронки емкостей бункеров, предназначенных для рядовых углей и антрацитов, а также различных продуктов обогащения, рекомендуется, как правило, футеровать плитами каменного литья. Это обеспечивает сохранность материала воронок и на­ дежную выгрузку материала.