книги из ГПНТБ / Проектирование и строительство углеобогатительных фабрик

Как и для других типов емкостей, заполнение углем здесь так­ же принимается по геометрическим размерам емкости, иезависи-. мо от того, может ли это или нет иметь место при принятой си- • стеме заполнения.

Рис. 17. Эпюра давления угля на наклонные ограждения емкостей:

а— при полном заполнении емкости; б— при неполном кососнмметричпом заполнении емкости

При неполном, несимметричном заполнении емкости (когда работает один конвейер) расчетная горизонтальная составляющая давления

Р'я = nyhk™, ■

где

fcm = (tg'1'o — tgtt) (1 +tgcctge) .

“tg(t>0 -ftp) (1 + t g f 0tgE)

M = — (tg2cp — tgatge);

N = ] /( l + tg2 cp) (tg ф + tg e) (tg cp + tg a) (1 -f tg a tg e) ; C = tge(l + tg2cp) -f tg cp (1 -h tgatge).

На нормальную составляющую горизонтального давления (при полном заполнении емкости) рассчитывают сборные железобетон­ ные панели ограждения каждого яруса.

Расчет трапециеобразной стальной рамы производят раздельно на оба случая загружения (полное и неполное заполнение емко­ сти); при этом, кроме нагрузок от сыпучего (действующих с рас­ четной полосы, равной шагу рам в продольном направлении), рама подвергается воздействию нагрузок, расположенных на ри­ геле рамы. К этим нагрузкам относятся: собственный вес пере­ крытия емкостей, полезная нагрузка на этом перекрытии,- нагруз­ ка от загружающих конвейеров, реакция опор верхней галереи, приложенные в виде вертикальных сил и моментов в узлах рамы

и т. д. Верхнюю надстройку бункера рассчитывают соответственно как раму цехового типа, либо как многоэтажную рамную систему в зависимости от ее конструктивного решения.

§ П. ГЛАВНЫЕ КОРПУСА

Объемно-планировочные решения

Основные процессы обогащения углей сосредоточены в главных корпусах. Эти объекты наиболее сложны по своим архитектурно­ планировочным и конструктивным решениям.

Анализ проектов главных корпусов обогатительных фабрик за последние 10—15 лет позволяет разделить их на четыре основных типа: многоэтажные здания, зально-многоэтажные здания, здания павильонного типа й антресольно-павильонного типа (табл. 2) [3; 33; 34].

Одной из основных технологических особенностей обогатитель­ ных фабрик является каскадная компоновка оборудования, кото­ рая обусловлена перемещением угля по стадиям обработки, осно­ ванном на гравитационном методе перемещения угля по основным технологическим аппаратам. Вследствие этого независимо от при­ нятого типа объемно-планировочного решения каркаса основное оборудование размещается на разных высотах и в пределах 18— 36 м по ширине здания.

Для проектных решений 1950—1956 гг. характерным является

этажей 3,6; 4,2 и 6 м. На отдельных участках имеются встроенные емкости в виде бункеров и резервуаров различного назначения. Монтаж и демонтаж оборудования, связанный с ремонтом, затруд­ нен и осуществляется с помощью простых механизмов (таль, по­ лиспаст, лебедка и т. д.).

Для большей части технологического оборудования характер­ ным является быстрый износ его рабочих узлов и деталей. Расхо­ ды на частый ремонт оборудования составляют зачастую в год 26—30% от общего фонда зарплаты; при этом не учитываются убытки, вызванные простоями, величина которых возрастает про­ порционально продолжительности процесса ремонта. Следователь­ но, по условиям обслуживания оборудования применение много­ этажных зданий экономически нецелесообразно. Дальнейшее со­ вершенствование объемно-планировочных решений главных корпу­ сов шло по пути улучшения условий обслуживания оборудования подъемно-транспортными средствами. Так, широкое распростране­ ние получили многоэтажные здания с укрупненной сеткой колонн верхних этажей, образующих машинный зал, оборудованный мо­

По этому типу был создан типовой проект обогащения энерге­ тических углей и на его основе — фабрики при шахтах «Виру» и «Таммику» (Эстонская ССР), ЦОФ «Сабурханская» (г. Кара­ ганда). и многие другие.

Рис. 18. Многоэтажное здание ОФ каркасного типа

2 t,00

Рис. 19. Зально-многоэтажное здание ОФ

В 60-х годах по инициативе ЦНИИпромзданий Госстроя СССР

был разработан универсальный тип здания — одноэтажный круп­ нопролетный с встроенными этажерками под оборудование. По этому образцу были запроектированы ОФ шахты № 9 треста Эстонсланец, ЦОФ Червоноградская, Красноармейская, Осиинпков-

ская и др. На рис. 20 показана обогатительная фабрика павиль­ онного типа.

Новый принцип объемно-планировочного решения здания не внес существенных изменений в компоновку оборудования. Уста­ новка оборудования на различных высотах вызвала создание от­ дельных перекрытий с той только разницей, что они не связаны с наружным рядом колонн. В результате этажерки по своим объ­ емно-планировочным решениям и размерам не отличаются от многоэтажных зданий залы-юго типа.

Многообразие решений главных корпусов павильонного типа можно свести к двум основным типам: обычные павильоны, в ко­ торых конструкциями каркаса павильона служат мощные двухветвевые колонны, и антресольные павильоны, в которых больше­ габаритные двухветвевые колонны заменены по всему параметру одноили двухпролетными многоярусными рамами (рис. 21).

По степени индустриальное™ здания павильонного типа усту­ пают многоэтажным зданиям антресольного типа, так как отно­ шение среднего веса сборного элемента к наиболее тяжелому эле­ менту (показатель, характеризующий степень использования подъ­ емных механизмов) для многоэтажных зданий составляет 0,6-^0,65, а для здания павильонного типа — 0,25. В связи с этим стоимость монтажа основных конструкций главных корпусов павильонного типа на 5—7% выше многоэтажного.

Наряду с этим число типоразмеров сборных железобетонных элементов в зданиях павильонного типа больше, чем в многоэтаж­ ных, что объясняется тем, что этажерки под оборудование выпол­ няют из тех же элементов, что и многоэтажные здания, а сам павильон образуется новыми типоразмерами.

По степени индустриализации здания зального типа и антре­ сольно-павильонного приближаются к многоэтажным, но свободны от характерных недостатков, присущих зданиям павильонного типа. Особенно это сказывается при выполнении каркаса и пере­ крытий из металла. Конструкции этажерок представляют собой многопролетные многоярусные каркасы высотой 18—24 м, которые необходимо осуществить рамными в обоих направлениях (устрой­ ство связей по условиям технологического процесса и необходимо­ сти смены оборудования исключается), что влечет за собой уве­ личение трудоемкости при изготовлении и монтаже.

Независимо Ьт типологического принципа при компоновке глав­ ного корпуса необходимо обеспечить выполнение следующих меро­ приятий:

по возможности избегать устройства приямков и подвальных помещений, значительно усложняющих конструкцию фундаментов и полов первых этажей;

следует размещать в корпусе трансформаторные подстанции с распределительным пунктом, грузолюдские лифты и лестничные клетки. При этом распределительные пункты рекомендуется рас­ полагать один над другим вдоль вертикального шинопровода, вы-

ходящего из подстанции, размещаемой в первом этаже здания; особое внимание необходимо уделять устройству проходов к местам установки оборудования, обеспечивающим свободную до­ ставку его к монтажным проемам и лифтам; при этом необходи­ мо учитывать большое число технических трубопроводов, в значи­

тельной степени стесняющих внутреннее помещение;

следует устраивать хорошо функционирующий водоотвод с пе­ рекрытий, так как проникновение шламовых вод в толщу перекры­ тий в значительной степени способствует разрушению бетона и коррозии стали; в связи с этим необходимо обеспечить водоне­ проницаемость полов, а уклоны в сторону трапов принимать не менее 3%.

Конструктивные решения

Каркас и перекрытия из сборного железобетона. При выборе конструкций железобетонного каркаса возможны две принци­ пиальные схемы: связевая с разрезными ригелями, опирающимися непосредственно на колонны, и рамная с жесткими узлами. В обеих системах в качестве второстепенных элементов, опирающихся на ригели, принимается настил.

При выполнении' каркаса по связевой системе горизонтальные усилия воспринимаются диафрагмами, образуемыми перекрытия­

ми, и передаются на жесткие вертикальные элементы. Технологи­ ческий процесс обогатительных фабрик, как правило, не допускает

.устройства специальных диафрагм в виде поперечных стен или лестничных клеток без существенного увеличения объема здания. іКроме того, наличие большого числа большеразмерных технологи­ ческих отверстий в значительной степени ослабляет, а местами полностью исключает горизонтальную жесткость перекрытий. На­ личие большого числа агрегатов, вызывающих динамические на­ грузки на перекрытия, а также необходимость замены оборудова­ ния и связанной с этим перекомпоновки технологического потока, наличие связей могут вызвать серьезные препятствия к обеспече­ нию нормальных условий эксплуатации. По этим причинам связевые системы в каркасах ОФ не применяют.

Применительно к конкретным условиям обогатительных фаб­ рик, имеющих большие статические и вибрационные нагрузки на перекрытиях, была создана для угольной промышленности номен­ клатура сборных железобетонных элементов каркаса и перекры­ тий в качестве унифицированных сборных железобетонных изде­ лий для многоэтажных корпусов обогатительных фабрик. Все элементы зданий: колонны, ригели, прогоны, настилы перекрытий и покрытий, стенки бункеров и оконные переплеты — запроектиро­ ваны из сборного железобетона.

Номенклатура изделий для углеобогатительных фабрик вклю­ чает только элементы, специфические для данного сооружения.

делий.

Практика проектирования углеобогатительных фабрик показы­ вает, что несмотря на весьма сложное и разнотипное технологиче­ ское оборудование, вызывающее необходимость устройства в полах

.большого числа технологических отверстий различных размеров, перекрытия в основном можно применять из сборных железобе­ тонных ребристых панелей.

В междуэтажных перекрытиях применяют два типа настилов: шириной 1770 мм (три настила в ячейке 6x6 м) и 1330 мм (четы­ ре настила в ячейке 6x6 м). Длина настилов 5700 мм (рис. 22). Для обеспечения пространственной жесткости каркаса отметку

.верха настила покрытий устраивают вышё отметки поперечных ригелей на 50 мм. Это позволяет пропустить над ригелями арма­ туру, проходящую в швах между настилами, и замонолитить пе­ рекрытия.

Как показали исследования НИИЖБ, такая конструктивная схема создает жесткое соединение плит с прогонами и обеспечи­ вает их совместную работу.

и 250x900 мм, в продольном — 200X600 мм. Колонны применяют обычного типа: крайние с одной, а средние с двумя железобетон­ ными консолями. Все ригели таврового сечения. В поперечном на­ правлении ригели устанавливают полками вниз, на которые укла­ дывают настилы перекрытий; в продольном направлении ригели укладывают полками поверху.

Рис. 22. Размещение плит перекрытия при сетке колони 6x6

Стыковые сопряжения ригелей с колоннами приняты двух ти­

и консолях имеются закладные листы, которые после укладки ри­ геля обвариваются, что обеспечивает некоторую жесткость каркаса при монтаже. В колоннах и ригелях на опорах имеются закладные стержни, которые при монтаже сваривают с помощью ванной

В продольном направлении ригели устанавливают на специаль­

установки и выверки сваривают. В верхней части опорного узла ригеля имеются закладные детали, которые с помощью специаль­ ного монтажного листа (рыбки) приваривают к закладной детали, предусмотренной в колоннах. После окончания сварочных работ узел замоноличивают.

Стыки колонн осуществляют путем приварки стыковых накла­

устраивают фиксирующую площадку из стальных прокладок. Эти прокладки набираются из стальных полос толщиной 10—12 мм с таким расчетом, чтобы сохранить необходимые проектные отметки