книги из ГПНТБ / Проектирование и строительство углеобогатительных фабрик

Конструктивные требования, предъявляемые к стенам силосов, изложены в СН 302—65.

Фундаменты решаются в виде замкнутых железобетонных коль­ цевых лент, выполняемых из бетона марки 200 и армируемых сет­ ками из арматуры класса А-ІІІ.

Надсилосное перекрытие выполнено в виде плоской железо­ бетонной монолитной плиты, опирающейся на продольные железо­ бетонные балки. Последние желательно выполнять сборными.

Бункеры штабельного типа. Характерной особенностью конст­ руктивного исполнения этого типа дозировочно-аккумулирующих

тонной рамы устанавливают стальные воронки.

Емкостная часть образуется с помощью стальных трапециеоб­ разных рам, шарнирно прикрепленных на отметке 12 м к опорным частям поперечных ригелей. Этот узел является наиболее ответст­ венным сопряжением системы, так как воспринимает значитель­ ные вертикальные и горизонтальные нагрузки от угля и от собст­ венного веса верхней части бункеров.

Между стойками рам укладывают сборные железобетонные ребристые панели (ребрами наружу), которые ограничивают ем­

тикальных стенах бункеров производят для каждого яруса пане­ лей для двух случаев загружения.

Загружены, две соседние ячейки, тогда Nr = 1,Зсо/.

Изгибающие расчетные моменты, возникающие в стенках бун­ керов под действием нормального давления и действующие из их плоскости, также вычисляют для каждого яруса раздельно по фор­ мулам (для случая квадратных — или близких к квадрату в плане ячеек) [15]:

моменты в пролете

Мар = 1,3 со/324

моменты на опоре

Как растягивающие усилия, так и изгибающие моменты опре­ делены не на единицу высоты ячейки, а сразу на высоту панели Ь.

Подбор арматуры панели и расчет ширины раскрытия трещин производят:

для панелей крайних стен как для растянуто-изгибаемых эле­ ментов— на сочетание усилий

для панелей средних стен; в этом случае рассматривают две комбинации усилий

Л/Г= 1 ,3 ш ^ - и Моп= 1 , 3 ^ ;

NT= 1,Зо)/ и Моп — 0.

При сильно развитых опорных узлах замоноличивания опор­ ный момент следует вычислять по граням узла. Армирование па­ нелей принимают симметричным.

Следует обратить внимание, что торцовые (фигурные) части панелей должны быть проверены на поперечную силу; при этом толщину «зуба» необходимо выбрать таким образом, чтобы вся поперечная сила воспринималась бетоном панели и бетоном узла замоноличиваиия .

Сборные панели бункеров проверяют на монтажные нагрузки (с коэффициентом динамичности /гд=1,5), возникающие при транс­ портировании и монтаже панелей.

Основным элементом емкостной части бункеров является мо­ нолитный обвязочный пояс, который, кроме растягивающих уси­ лий и изгибающих моментов из его плоскости, возникающих от нормального давления, испытывает значительные изгибающие мо­ менты и поперечные силы в вертикальной плоскости от веса сы­ пучего.

Прм определении этих усилий обвязочный пояс рассматривают как многопролетную неразрезанную балку, лежащую на неподат­ ливых опорах (колоннах).

Как отмечалось выше, погонная жесткость этой балки обычно более чем в 10 раз. превышает погонную жесткость примыкающих колонн. Поэтому замена рамной системы (какой по существу яв­ ляется поддерживающая конструкция сооружения) на отдельные стойки и многопролетные балки является вполне допустимой.

При расчете многопролетного обвязочного пояса (балки) за­ полнение емкостей рассматривается как временная длительная нагрузка, действующая в каждой ячейке бункеров (и, следователь­ но, в каждом пролете балки).

Кроме усилий растяжения, изгиба из плоскости и в плоскости, обвязочный пояс испытывает значительные местные усилия от под­ вески стальных воронок, на которые также необходимо произвести

что обычно учитывается при конструировании балки. Вертикаль­ ную арматуру, рассчитанную на подвеску воронки, устанавливают независимо от поперечной арматуры, определенной из расчета бал­ ки на перерезывающую силу.

Армирование панелей емкостной части бункеров осуществляют сварными арматурными каркасами. Арматуру принимают класса А-П, А-ІІІ диаметрами 12—20 мм. Бетон марки 300.

Обвязочный пояс можно армировать арматурными каркасами, рассчитанными также и на восприятие нагрузки от подвески опа­ лубки, подмостей и бетонной смеси.

Стальные пирамидальные воронки, подвешиваемые к обвязоч­ ному поясу, рассчитывают на изгиб с растяжением на действие Рн= 1,3 /п0у/г как пластинки (наклонные стенки воронки с шарнирно неподвижными краями).

Обычно нагрузку на пластинку принимают равномерно распре­ деленной, равной давлению на уровне середины пластинки.

Пластинки (наклонные стенки воронки) усиливают ребрами жесткости из уголков, привариваемых пером к стенке, или швел­ леров. Шаг ребер принимают 1,0—1,5 м. Ребра жесткости рассчи­ тывают на давление, передаваемое на них листовой обшивкой во­ ронки.

В местах крепления воронок к обвязочному поясу возникают помимо вертикальных горизонтальные усилия, на которые рассчи­ тывают верхний горизонтальный элемент воронки.

Проектирование и расчет бункеров цилиндрического типа вы­ полняют в соответствии с требованиями «Указаний по проектиро­ ванию силосов для сыпучих материалов» [30].

Силосы рассчитывают на воздействие веса и временной нагруз­ ки от надстройки, на нагрузки от заполнения углем емкостной части, а также на снеговую и ветровую нагрузки.

Если на сооружения опираются конвейерные мосты, силосы должны быть рассчитаны на местное и общее воздействие от этих мостов. При размещении в верхней галерее приводных станций конвейеров возникают значительные горизонтальные нагрузки,, ко­ торые также должны быть восприняты как сооружением в целом, так и в местах непосредственного приложения этих нагрузок к си­ лосным банкам.

Особенностью расчета емкостной части бункеров цилиндриче­ ского типа является учет несимметричного загружения углем каж­ дой силосной банки. Такое несимметричное загружение бывает при загружении бункера двумя конвейерами (имеет две точки за­ грузки), но один из конвейеров по каким-либо причинам не рабо­ тает. При этом возникает указанное несимметричное загружение

производят:

при симметричном загружении, когда стены испытывают глав­ ным образом осевое растяжение;

при несимметричном загружении, когда стены подвержены до­ полнительному местному изгибу.

Толщину стен силосных банок определяют обычно из условия ограничения ширины раскрытия трещин, которую допускают (в соответствии с пунктом 4.16 СНиПП—В. 1—62*) не более 0,2- мм.

Независимо от расчета, учитывающего указанное требование, толщину стен силосных банок, возводимых в подвижных формах, рекомендуется принимать при диаметрах 12, 15, 18 и 24 м не ме­ нее 24 см.

Усилия сжатия в стенах определяют с учетом веса угля, кото­ рый передается за счет трения, по формуле

Nу = пр (уу — р«ц),

где Ny — расчетное вертикальное сжимающее усилие на единицу длины стенки по периметру горизонтального сечения силоса на высоте у от верха засыпки;

п — коэффициент перегрузки, принимаемый равным 1,3;

Максимальное усилие сжатия вычисляется в уровне опирания стен на фундамент сооружения; эти усилия определяют как сум­ му нагрузок, расположенных ниже рассматриваемых сечений, включая максимальное расчетное реактивное давление грунта на фундамент.

Обычно силосные банки имеют внизу различные проемы. В этом случае усилия сжатия определяют без учета проемов, а до­ полнительные напряжения сжатия в стенах в области проемов учитывают, исходя из предположения, что сжимающие усилия, приходящиеся на стену силосной банки в пределах проема, пере­ даются равномерно на примыкающие к проему стены на длину не более 50 см от проема. Эти участки стен соответственно усиленно армируются.

Горизонтальное расчетное растягивающее усилие в стенах (на единицу высоты) вычисляют по формуле

р2

мерность распределения давления по периметру по­ перечного сечения, обрушение угля и другие фак­ торы, определяемый по СН 302—65;

D — внутренний диаметр силосной банки;

ггIJРн — горизонтальное нормативное давление сыпучего материала на уровне у от верха силосной банки,

р" — kpH.

Усилие Np должно быть полностью передано на горизонталь­ ную арматуру без учета работы бетона на растяжение.

В случае применения подвесной стальной воронки в узлах ее крепления к силосной банке (по периметру) возникают местные горизонтальные поперечные сжимающие усилия, на которые также необходимо рассчитать стенки. Эти усилия могут быть прибли­

женно определены как проекция растягивающих сил в воронке на горизонтальную ось

Рг = Р cos ос.

На эти усилия, вызывающие изгибающие моменты в стенке си­ лосной банки, должна быть рассчитана вертикальная арматура в зоне подвески.

Величина изгибающего момента и зона его распространения могут быть вычислены по формулам С. П. Тимошенко (при изгибе цилиндрической оболочки, нагруженной кольцевой нагрузкой по круговому сечению).

Рис. 15. Схема загружемия силоса равномерной кольцевой сжи­ мающей силой (а) и эпюра изгибающих моментов (6)

Так как нагрузка Рг приложена достаточно далеко от концов силосной банки (рис. 15), величину максимального изгибающего момента можно определить по формуле

где ц — коэффициент Пуассона, принимаемый для бетона рав­ ным 1/6;

R — радиус силосной банки;

ö — толщина стен силосной банки.

Кольцевой фундамент, как, например, фундамент дозировочноаккумулирующих бункеров Суходольской ЦОФ, запроектирован таким образом, чтобы изгибающие моменты внешней и внутрен­ ней консольных частей были равны. При таком решении изгибаю­ щий момент на стены силосной банки передаваться не будет.

Толщину фундаментной ленты или плиты назначают из усло­ вия, чтобы поперечная сила воспринималась бетоном, без армату­

ры. При этом поперечная сила, приходящаяся на 1 м сечения пли­ ты, должна удовлетворять условию

Q < О,75/?р/іоіО0,

где ho — рабочая высота плиты.

Конические воронки хорошо работают как в меридиональном, так и в кольцевом направлениях.

Расчет конических воронок производят на давление сыпучего и на действие собственного веса нижней части воронки и веса угля в ней (рис. 16).

Рис. 16. Расчетная схема конической воронки

Горизонтальные кольцевые растягивающие усилия в меридио­ нальном сечении определяют по формуле

D

Nr = a0npl

2 sin а

где 7ѴГ — растягивающее кольцевое усилие на единицу длины ме­ ридионального сечения воронки;

D— диаметр воронки в рассматриваемом горизонтальном се­ чении;

p'à — нормативное нормальное давление сыпучего на наклон­ ную поверхность днища.

Растягивающее меридиональное усилие по направлению обра­

где Р „ — вес частиц воронки и угля, расположенных ниже плоско­ сти сечения.

На усилия Nr и No производят расчет стальной (или железобе­ тонной) конической воронки.

Бункерыштабельного типа в статическом отношении также имеют три четко выраженные зоны.