Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Справочник проектировщика инженерных сооружений

..pdf
Скачиваний:
16
Добавлен:
13.11.2023
Размер:
25.41 Mб
Скачать

швов. Отношение длины силосного корпуса к его ширине и высоте не более 2. При однорядном рас­ положении силосов диаметром 6 м это отношение может быть увеличено до 3.

При диаметре силосов до 6 м и устройстве во­ ронок на весь диаметр силоса, подсилосные ко­ лонны размещаются по периметру стен. При диа­ метре силоса больше 6 м и устройстве плоского днища колонны устанавливаются также и внутри контура силоса. Расстояния между колоннами назначается с учетом приближения транспортных средств. Колонны квадратных силосов распола­ гаются в углах пересечения стен.

Максимальная высота стен силосов принимает­ ся не более 30, а для многорядных силосных кор­ пусов, возводимых на скальных или полускальных грунтах,— не более 42 м.

Силосные корпуса проектируют железобетон­ ными монолитными или сборными из унифициро­ ванных изделий. Стальными могут быть только емкости для сыпучих материалов, хранение кото­ рых не допускается в железобетонных, а также инвентарные и оперативные силосы.

Сборные железобетонные стены силосов круг­ лые в плане диаметром 3 м и квадратные 3 X 3 м проектируют из объемных блоков; при больших размерах стены силосов выполняют из отдельных элементов, укрупняемых перед монтажом в царги или блоки, или из элементов, монтируемых без предварительного укрупнения.

Горизонтальная разрезка стен силосов должна производиться на элементы, кратные по высоте 600 мм (с учетом толщины шва). Такая разрезка по направлению наименьших усилий соответст­ вует работе конструкций силоса и не вызывает осложнений при изготовлении и монтаже. Вер­ тикальное членение стенок силоса на сборные эле­ менты требует более сложного конструктивного решения, так как при этом необходимо обеспе­ чить передачу полного усилия стыкуемой коль­ цевой арматурой. Поскольку вся рабочая арма­ тура оказывается многократно перерезанной, возникает дополнительный расход стали на уст­ ройство сварных стыков. При проектировании сборных железобетонных силосов стремятся, к сокращению количества вертикальных стыков элементов стен.

В проекте предусматривают мероприятия, обес­ печивающие защиту стыков сборных элементов от проникновения атмосферных осадков.

Внутренние поверхности стен и днища не долж­ ны иметь выступающих горизонтальных ребер, поскольку ребристые конструкции значительно сложнее в изготовлении и неприемлемы для мно­ гих сыпучих материалов из-за опасности зави­ сания.

При диаметре 12 м и более целесообразно при­ менение монолитных железобетонных силосов, выполняемых в скользящей или переставной опалубке.

В скользящей опалубке с механизированным подъемом можно возводить силосы различного очертания без поддерживающих лесов и вести бетонирование стен одновременно по всему соору­ жению. Принцип создания скользящей опалубки основан на том, что скорость ее движения соот­ ветствует скорости схватывания бетона. Приме­ нение скользящей опалубки создает условия для быстрого возведения высоких силосов. Скорость

подъема опалубки в летнее время колеблется от 3 до 3,6 м в сутки (при трехсменной работе). Возведение силосов в скользящей опалубке целе­ сообразно при их высоте более 10 м. Скорость подъема переставной опалубки значительно мень­ ше (0,6...0,8 м в сутки) и стоимость возведения стен силосов с ее применением выше стоимости возведения в скользящей опалубке. Преимущест­ во ее — в возможности изменения толщины стен по высоте и армирование их сварными сетками.

Стены круглых силосов целесообразно выпол­ нять предварительно напряженными. При соот­ ветствующем обжатии бетона создаются условия, при которых стены не испытывают растягиваю­ щих напряжений. Натяжение арматуры может быть осуществлено ручным, термическим или ме­ ханическим способом. Наиболее рационален ме­ ханический — навивка высокопрочной проволо­ ки на готовые силосные банки намоточными ма­ шинами. Однако технология навивки напрягае­ мой арматуры требует не менее 1,5...2 м свобод­ ного пространства вокруг сооружения, поэтому применение этого способа исключается при возве­ дении силосных корпусов из сблокированных си­ лосов, располагаемых вплотную.

Стены монолитных железобетонных силосов проектируют из бетона класса не ниже В15 (марки 200), сборные — не ниже В25 (марки 300). Арматурную сталь для железобетонных силосов принимают в соответствии со СНиП 2.03.01-84.

При проектировании стен из стали предусмат­ ривают индустриальные методы их изготовления

имонтажа с применением: листов и лент больших размеров; способа рулонирования, изготовления заготовок в виде скорлуп, а также других пере­ довых методов; автоматической сварки с мини­ мальным количеством сварных швов, выполняе­ мых на монтаже.

13.2.Проектные решения

Взависимости от хранимого материала днища силосов проектируют из железобетонных плит с одним или несколькими разгрузочными отвер­ стиями со стальной полуворонкой и бетонными от­ косами, а также в виде сборной железобетонной или стальной воронки на все сечение силоса. Стены и днища силосов для абразивных и куско­ вых материалов защищают от истирания и разру­ шения при загрузке в соответствии с указаниями, приведенными в гл. 12. Материал для защиты стен и днища силосов выбирают в зависимости от физико-механических свойств хранимого материа­ ла. При проектировании силосов учитывают так­ же химическую агрессию хранимого материала

ивоздушной среды.

Надсилосные перекрытия проектируют из сбор­

ных железобетонных плит по сборным железо­ бетонным или стальным балкам, для силосов со стальными стенками допускаются из стали. Над­ силосные помещения и транспортные галереи выполняют с применением несгораемого облег­ ченного стенового ограждения или сборных же­ лезобетонных конструкций.

Наружные стены неотапливаемых подсилосных помещений проектируют из железобетонных па­ нелей, отапливаемых в подсилосной части — па­ нельными или кирпичными.

Колонны подсилосного этажа сборные железо­ бетонные. Фундаменты отдельно стоящих силособ и силосных корпусов выполняют в виде монолит­ ных железобетонных безбалочных плит, на скаль­ ных и крупнообломочных грунтах — отдельно стоящими, ленточными или кольцевыми. Свай­ ные фундаменты предусматривают в тех случаях, когда расчетные деформации естественного осно­ вания превышают предельные или не обеспечи­ вается его устойчивость, а также при наличии просадочных грунтов, в других случаях — при соответствующем технико-экономическом обосно­ вании.

Из надсилосных помещений должно быть не менее двух эвакуационных выходов, второй выход допускается через наружную стальную открытую лестницу, доходящую до кровли надсилосного помещения (при неблагоприятных климатических условиях ее ограждают холодными облегченными конструкциями), а также через конвейерные га­ лереи, ведущие к зданиям или сооружениям, обес­ печенным эвакуационными выходами. В этом слу­ чае конвейерные галереи и транспортируемые по ним материалы должны быть несгораемыми и уклон галерей отвечать требованиям, предъяв­ ляемым к путям эвакуации.

Из надсилосных помещений площадью до 300 м2 с числом работающих не более 5 человек в смену при хранении в силосах несгораемых материалов допускается предусматривать один эвакуацион­ ный выход на наружную открытую стальную лест­ ницу. Все силосные корпуса обеспечиваются лиф­ том для подъема людей на надсилосную галерею. Лестничные клетки в силосных корпусах, соеди­ ненных верхними галереями с производственными зданиями, допускается не устраивать.

Расстояние от наиболее удаленной части над­ силосного помещения до ближайшего выхода на наружную лестницу или лестничную клетку не более 75 м, при хранении в силосах несгораемых материалов — до 100 м.

Для силосов и силосных корпусов лестницы проектируют с шириной марша не менее 0,8 м и с уклоном не более 1: 1 . Наружные стальные маршевые лестницы, используемые для эвакуа­ ции людей, проектируют шириной не менее 0,7 м с уклоном не более 1 :1 и ограждением высотой 1 м. При числе работающих в здании и соединен­ ных с ним силосных корпусах в наиболее много­ численную смену не более 10 человек допускает­ ся увеличивать уклон лестницы до 1,7 : 1.

На кровле по периметру наружных стен силос­ ных корпусов высотой до верха карниза более 10 м выполняют решетчатые ограждения высотой не менее 1 м из несгораемых материалов.

При проектировании силосов для сыпучих ма­ териалов, пыль которых способна образовать при заполнении или разгрузке силосов взрыво­ опасные концентрации, предусматривают меро­ приятия, исключающие возможность взрывов, а также предупреждающие появление электро­ статических разрядов.

Предел огнестойкости стальных конструкций силосных корпусов и надсилосных галерей не менее 0,25 ч; огнезащита стальных колонн и перекрытий надстроек высотой более двух эта­ жей, а также несущих конструкций подсилосных этажей (колонн и балок под стены силосов) с пре­ делом огнестойкости не менее 0,75 ч.

При проектировании соединительных галерей между силосами или между силосными корпусами учитывают относительные смещения силосов или силосных корпусов, вызываемые неравномерными осадками и кренами.

13.3. Расчет

Силосы рассчитывают в соответствии со СНиП 2.01.0785 на нагрузки и воздействия:

постоянные — от веса конструкций; временные длительные — от веса сыпучих ма­

териалов, части горизонтального давления и тре­ ния сыпучих материалов о стенки силосов, веса технологического оборудования, принимаемого не менее 2 кН/м2 (200 кгс/м2), от усадки и ползу­ чести бетона, крена и неравномерных осадок, веса снегового покрова;

кратковременные — возникающие при изготов­ лении, перевозке и монтаже сборных конструк­ ций, от перепадов температуры, от части горизон­ тального давления сыпучих материалов, от дав­ ления воздуха при активной вентиляции и гомо­ генизации, от ветра;

особые — от сейсмических воздействий и дав­ ления, развиваемого при взрыве.

Аэродинамический коэффициент при расчете на ветровые нагрузки принимают по СНиП 2.01.0785. Аэродинамический коэффициент об­ щего лобового сопротивления силосов для расче­ та нижележащих конструкций (колонн и фунда­ ментов) допускается принимать: для одиночных силосов, расположенных от других на расстоя­ нии, большем трех диаметров силосов (по цент­ рам), 0,7; при меньшем 1,3; для сблокированных силосов 1,4.

Удельный вес сыпучих материалов приведен

втабл. 1.3. Коэффициенты надежности по нагруз­ ке для горизонтальных и вертикальных давле­ ний сыпучих материалов принимают 1,3; для тем­ пературных воздействий и для давления воздуха

всилосе 1,1. При расчете на сжатие (смятие) ниж­ ней зоны стен силосов, колонн подсилосного этажа, фундаментов и оснований, расчетную на­ грузку от веса сыпучих материалов умножают

на

коэффициент

0,9, так

как

осредненный

по

высоте силоса

удельный

вес

сыпучих ма­

териалов будет несколько меньше указанного в табл. Î.3.

Стены квадратных, многоугольных и круглых силосов диаметром до 12 м включительно, кроме расчета на прочность, рассчитывают на вынос­ ливость с коэффициентом асимметрии цикла ps =

— Р ь ~ 0,85 при стенах с предварительным на­ пряжением и ps = ç>b = 0,7 при ненапряженных стенах.

Силосы при загружении горячим сыпучим ма­ териалом е температурой нагрева бетона выше 70 °С рассчитывают с учетом кратковременного

идлительного действия температуры по первой

ивторой группам предельных состояний. Если температурный перепад в стене больше 30 °С, усилия в стенах от действия температуры опре­ деляются в зависимости от жесткости сечений с учетом трещин. При внецентренной загрузке и выгрузке силосов диаметром 12 м и более его сте­ ны проверяют на действие несимметричного дав­ ления сыпучего материала.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предельная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ширина раск­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Категория

тре­

рытия трещин*

 

 

 

Вид

арматуры

 

 

 

 

мм

 

 

 

 

 

 

бований к

тре­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щиностойкости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

асгс)

асгс2

Стержневая классов A-I, А-П, А-Ш, A-IV,

Ат-IV, A-V,

Ат-V,

прово-

Третья

 

0,3

0,2

лочная В-I и Вр-1

 

 

 

 

 

 

Вторая

 

0,1

Стержневая классов Ат-VI, проволочная В-Н, Вр-П и К-7 при диа-

 

метре проволоки 4 мм и более

 

 

 

 

 

»

 

0,05

Проволочная классов В-П и Вр-П при диаметре проволоки 3 мм,

 

класса

К-7 при диаметре проволоки

3 мм и менее

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 13.3. Значения

коэффициента (1

Xi—

 

 

 

 

 

е

Р)

 

 

 

 

 

 

<ч|0.

 

ы\о.

 

N j Q

 

 

 

 

«мjQ.

 

 

 

1

 

 

 

5*

,|а

 

 

 

<5f

^ I с .

 

N | Q

^ | О.

 

 

 

 

м | с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с5~

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,01

0,010

0,32

0,274

0,63

0,467

0,93

0,605

1,46

0,768

2,20

0,889

0,02

0,020

0,33

0,281

0,64

0,473

0,94

0,609

1,48

0,772

2,25

0,895

0,03

0,030

0,34

0,288

0,65

0,478

0,95

0,613

1,50

0,777

2,30

0,900

0,04

0,039

0,35

0,295

0,66

0,483

0,96

0,617

1,52

0,781

2,35

0,905

0,05

0,049

0,36

0,302

0,67

0,488

0,97

0,621

1,54

0,786

2,40

0,909

0,06

0,058

0,37

0,309

0,68

0,493

0,98

0,625

1,56

0,790

2,45

0,914

0,07

0,068

0,38

0,316

0,69

0,498

0,99

0,628

1,58

0,794

2,50

0,918

0,08

0,077

0,39

0,323

0,70

0,503

1,00

0,632

1,60

0,798

2,55

0,922

0,09

0,086

0,40

0,330

0,71

0,508

1,02

0,639

1,62

0,804

2,60

0,926

0,10

0,095

0,41

0,336

0,72

0,513

1,04

0,647

1,64

0,806

2,65

0,929

0,11

0,104

0,42

0,343

0,73

0,518

1,06

0,654

1,66

0,810

2,70

0,933

0,12

0,113

0,43

0,349

0,74

0,523

1,08

0,660

1,68

0,814

2,80

0,939

0,13

0,122

0,44

0,356

0,75

0,528

1,10

0,667

1,70

0,817

2,85

0,942

0,14

0,131

0,45

0,362

0,76

0,532

1,14

0,674

1,72

0,821

2,90

0,945

0,15

0,139

0,46

0,369

0,77

0,537

1,14

0,680

1,76

0,828

2,95

0,948

0,16

0,148

0,47

0,375

0,78

0,542

1,16

0,687

1,78

0,831

3,00

0,950

0,17

0,156

0,48

0,381

0,79

0,546

1,18

0,693

1,80

0,835

3,10

0,955

0,18

0,165

0,49

0,387

0,80

0,551

1,20

0,699

1,82

0,838

3,20

0,959

0,19

0,173

0,50

0,393

0,81

0,555

1,22

0,705

1,84

0,841

3,30

0,963

0,20

0,181

0,51

0,399

0,82

0,559

1,24

0,711

1,86

0,844

3,40

0,967

0,21

0,189

0,52

0,405

0,83

0,564

1,26

0,716

1,88

0,847

3,50

0,970

0,22

0,197

0,53

0,411

0,84

0,568

1,28

0,722

1,90

0,850

3,60

0,973

0,23

0,205

0,54

0,417

0,85

0,573

1,30

0,727

1,92

0,853

3,70

0,975

0,24

0,213

0,55

0,423

0,86

0,577

1,32

0,733

1,94

0,856

3,80

0,978

0,25

0,221

0,56

0,429

0,87

0,581

1,34

0,738

1,96

0,859

3,90

0,980

0,26

0,229

0,57

0,434

0,88

0,585

1,36

0,743

1,98

0,862

4,00

0,982

0,27

0,237

0,58

0,440

0,89

0,589

1,38

0,748

2,00

0,865

5,00

0,993

0,28

0,244

0,59

0,446

0,90

0,593

1,40

0,753

2,05

0,871

6,00

0,998

0,29

0,252

0,60

0,451

0,91

0,597

1,42

0,758

2,10

0,878

7,00

0,999

0,30

0,259

0,61

0,457

0,92

0,601

1,44

0,763

2,15

0,884

8,00

1,000

0,31

0,267

0,62

0,462

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

трещиностойкости железобетонных силосов

Кратковременным считается раскрытие верти­

в зависимости от вида арматуры предъявляются

кальных трещин при действии основного и допол­

различные категории требований (табл. 13.2):

нительного давления сыпучего материала и тем­

вторая — допускается ограниченное по шири­

пературных напряжений; длительным — раскры­

не кратковременное раскрытие трещин асгс1 при

тие трещин при действии только основного дав­

условии их последующего надежного закрытия;

ления. Предельная ширина раскрытия трещин,

третья — допускается ограниченное по ширине

при которой обеспечиваются

нормальная экс­

кратковременное и длительное раскрытие тре­

плуатация и долговечность конструкции

силоса

щин

асгс2*

в зависимости от категории

требований

по тре-

шиностойкости, не должна превышать 0,05...

трещин для второй категории выполняют на дей­

0,3 мм.

ствие расчетных нагрузок с коэффициентом на­

Стены силосов рассчитывают на продолжитель­

дежности более 1; для третьей категории 1. В рас­

ное и непродолжительное раскрытие трещин.

чете по трещиностойкости учитывают совместное

Порядок учета нагрузок при расчете по трещино-

действие всех нагрузок, кроме особых. Расчет

стойкости зависит от категории требований к

по закрытию трещин при требованиях второй ка­

трещиностойкости стен: для второй и третьей

тегории производят на действие основного давле­

расчет ведут на действие нагрузок с коэффициен­

ния.

том надежности по нагрузке 1. Расчет по обра­

Прогиб от длительных нормативных нагрузок

зованию трещин с целью выяснения необходи­

для стен квадратных и многоугольных силосов

мости проверки по кратковременному раскрытию

не должен превышать 1/20о пролета в осях стен.

Т а б л и ц а

13.4. Значения коэффициентов а и уп (СНиП 2.09.03-85)

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициенты

 

а

Сооружения и конструкции

 

 

 

 

 

 

 

а

 

vT

 

 

 

 

 

 

Расчет горизонтальной арматуры стен

 

 

 

 

 

Отдельно стоящие круглые железобетонные силосы

 

 

2

1

2

 

Железобетонные силосные корпуса с рядовым расположением круглых си­

 

 

 

 

лосов:

 

 

 

2

1

2

 

наружных

 

 

 

 

внутренних

 

 

 

2

2

1

 

Железобетонные силосные корпуса с квадратными силосами со стороной

 

 

 

 

до 4 м:

 

 

 

2

1,65

1,2

наружные

 

 

 

внутренние

 

 

 

2

2

1

 

Расчет конструкций плиты и балок днищ и воронок

 

 

 

Плиты днищ без забутки,"балок днищ, железобетонной воронки в силосах

2

1,3

1,5

Плиты днищ с забуткой при наибольшей высоте забутки

1,5 м и более

2

2

1

 

Стальные воронки и стальные кольцевые балки в железобетонных и сталь­

2

0,8

2,5

ных силосах для всех сыпучих

 

 

Узлы креплений стальных воронок к кольцевым балкам и стенам железо­

1,5

0,6

2,5

бетонных и стальных силосов для сыпучих материалов

 

ус

П р и м е ч а н и я : 1. При

расчете стен стальных силосов

коэффициент

умножается

на 0,8.

2.

При

расчете стен силоса для угла коэффициенты а и ус принимаются

равными 1.

3. При высоте забутки h <

1,5 м

ус = 1,3 + 0,47h.

 

 

 

 

 

 

 

Нормативное горизонтальное давление сыпу­ чего материала на стены силосов принимают равномерно распределенными

Рь = Y P / /( l - e ~ Vz/p),

(13.1)

где у , / — удельный вес и коэффициент трения сыпучего материала о стену; р = Alu — гидрав­ лический радиус сечения; А и и — площадь и пе­ риметр горизонтального сечения силоса; е — основание натуральных логарифмов (табл. 13.3); г — расстояние от верха засыпки материала; к = tg2 (45 — ф/2) — коэффициент бокового дав­ ления; ср — угол внутреннего трения сыпучего материала.

Основное нормативное вертикальное давление сыпучего материала

Pv ^ P h/k.

(13.2)

Полное нормативное (длительное и кратковре­ менное) горизонтальное давление сыпучего ма­ териала на стены силосов

Phо ^ aPh>

(13.3)

где а — поправочный коэффициент, учитывающий дополнительные давления при заполнении и опо­ рожнении силосов, обрушении сыпучего мате­

риала и при работе систем пневматического вы­ пуска (табл. 13.4).

, Кратковременная часть полного горизонталь­

ного давления

 

 

 

 

Ры = &h0 (а — 0*

(13.4)

Нормативноевертикальное давление

сыпучего

материала:

трения

 

на

стены силами

 

 

 

Pvf =

fPh\

(13.5)

на днище силоса

 

 

 

 

 

Pv1=

aPvt

(13.6)

но

неболее pvl =

yh3,

 

'

где у — удельный вес засыпки; h3 — высота за­ сыпки над днищем.

Вертикальное давление сыпучего материала в пределах наклонного днища или воронки силоса принимают постоянным, равным вычисленному для верха наклонного днища или воронки.

Круглые силосы рассчитывают на осевое растя­

жение силами

 

 

 

F =

aph

,

(13.7)

Ус

 

*

 

где F — расчетная растягивающая сила, кН (тс);

у/ — коэффициент надежности

по

нагрузке; а,

ус — поправочный коэффициент

и

коэффициент

условий

работ

по табл. 13.4;

d — внутренний

диаметр

силоса,

м.

 

 

При расчете прочности стен круглых силосов на центральное растяжение работа бетона не учи­ тывается. Стены квадратных и многоугольных си­ лосов рассчитывают на внецентренное растяже­ ние Осевое растягивающее усилие определяют по формуле (13.7), в которой d принимается равным размеру силоса в свету.

Коэффициент условий работы бетона для стен, возводимых в скользящей опалубке, принимают равным уь = 0,75, при этом по СНиП 2.03.01-84 коэффициент уЬ2, учитывающий длительность

действия нагрузки, равен 1.

Расчет стен по образованию в их нормальных сечениях трещин при центральном растяжении

силой F выполняют по условию

 

ynF < Fcrc,

(13.8)

где F — расчетное значение растягивающей силы, кН; Fсгс — усилие, воспринимаемое сечением

при образовании трещин, кН; уп — коэффициент надежности по назначению, равный 0,95.

Расчетное значение растягивающего усилия определяется с коэффициентом надежности по нагрузке у^ = 1.

Усилие, воспринимаемое сечением при образо­ вании трещин,

Fera = P W (А + 2 а ^ ) - S shrl + Р*

(13.9)

где R bt ser — расчетное сопротивление

бетона

осевому растяжению, МПа; а — отношение моду­ ля упругости арматуры к начальному модулю упругости бетона (а = E jE b); А — площадь сече­ ния стены высотой 1 м, см2; A s — площадь сече­ ния арматуры, см2; S shr = obA s — растягиваю­

щее усилие, вызванное стесненной усадкой бето­ на, кН; оь — напряжение в арматуре, вызван­ ное усадкой бетона и принимаемое для бетона класса ВЗО и ниже равным 30 МПа. Р — усилие предварительного обжатия с учетом потерь пред­ варительного напряжения в арматуре по СНиП 2.03.01-84.

При несоблюдении условий (13.8) стены рас­ считывают на раскрытие трещин.

Расчет по раскрытию трещин выполняют на действие расчетных нагрузок при у ^ — 1 по усло­ вию

Упасгс ^ асгс\,2»

(13.10)

где асгс — ширина раскрытия трещин от внешних

нагрузок; асгс1, асгс2 — предельно

допустимая

ширина 1раскрытия трещины (см.

табл.

13.2);

Уп = 0,95.

 

 

Ширина раскрытия трещин

 

 

acrc = % n (Os/£s) 20 (3,5 — 100ц) Y d ,

(13.11)

где Ô — коэффициент, учитывающий вид напря­ женного состояния (для растянутых элементов Ô = 1,2); ф/ — коэффициент, учитывающий дли­ тельность действия нагрузки (при кратковремен­ ной ф/ = 1, при длительной ф/ = 1,5); Т) — коэф­

фициент, учитывающий вид и профиль арматуры (для стержней периодического профиля т) = 1; для проволоки классов Вр-I, Вр-П, канатов клас­

са К-7

г] = 1,2,

для гладких стержней класса

A-I г] =

1,3, для

проволоки В-П г\ = 1,4): р —

коэффициент армирования сечения, принимаемый не более 0,02; d — диаметр растянутой арматуры, мм.

Стальные стены круглых силосов рассчитывают на то же сочетание нагрузок, что и железобетон­ ные. Стены должны быть проверены на устойчи­ вость с коэффициентом условий работы, равным единице. На выносливость стальные стены допус­ кается не рассчитывать.

Для стальных силосов учитывают температур­ ные воздействия от суточного изменения темпе­ ратуры, вводя дополнительное нормативное дав­ ление сыпучего материала и считая его равномер­ но распределенным по периметру и высоте

Pu = kf "

а

Т гЕт

(13.12)

Y

----------------- .

d

F.m

n

 

где kf — коэффициент,

принимаемый равным 2;

at — коэффициент линейной температурной де­ формации материала стен равный для стали 1,2 X

X 10 5; Тг — суточная амплитуда температуры наружного воздуха; Ет — модуль сжатия сыпу­ чего материала; t — приведенная толщина стен­ ки по вертикальному сечению, м; d — внутренний радиус круглого силоса или сторона квадратного силоса; Ес — модуль упругости материала стен; V— начальный коэффициент поперечной дефор­ мации (коэффициент Пуассона) материала запол­ нения силоса.

Места изменения формы стальной оболочки, в частности зоны сопряжения цилиндрической части с конусной или с плоским днищем, а также места резкого изменения нагрузки проверяют на дополнительные местные напряжения с коэф­ фициентом условий работы, равным 1,4.

При симметричной загрузке и разгрузке сыпу­ чего материала стены стальных силоСов прове­ ряют на прочность по СНиП 11-23-81* с коэффи­ циентом условий работы Д 8.

Колонны подсилосных этажей допускается рассчитывать по схеме стоек, заделанных в фун­ дамент, с учетом фактического защемления в дни­ ще силоса на внецентренное сжатие. При дей­ ствии на силосный корпус значительной горизон­ тальной нагрузки может возникнуть отрыв по­ дошвы фундамента, при этом в наименее нагру­ женных колоннах появятся растягивающие уси­ лия, и тогда колонны должны быть рассчитаны на внецентренное растяжение.

При расчете колонн учитывают дополнительные

усилия изгиба и сжатия при

наклоне

корпуса

(i = 0,004), от неравномерной

осадки,

а также

дополнительный изгибающий

момент,

вызывае­

мый отклонением верха колонн и смещением сбор­ ных плит днища и воронок в пределах допусков,

M = Ne,

(13.13)

где N — продольная сила в колонне, кН; е — эксцентриситет, принимаемый 0,025 м.

При действии изгибающих моментов в двух на­ правлениях (М х и М у) необходимо производить

проверку сечения колонны на косое внецентренное сжатие (или растяжение). Гибкость внецентренно сжатых железобетонных колонн принимают X — I ji ^ 1 2 0 , или Ijb ^ 34, где /0 — расчетная длина колонн; i и b — соответственно радиус инерции и размер стороны квадратного попереч­ ного сечения колонны. При X > 14, или Ijb > 4, необходимо учитывать влияние прогиба колонны на эксцентриситет, умножая начальное его значе­ ние на коэффициент ц ^ 1. Расчетную длину колонн принимают с учетом фактического закреп­ ления концов колонн, но не менее кг — высоты колонны от верха подколонника до низа балки днища.

Практически при жесткой заделке низа и шар­ нирном примыкании верха колонн к днищу рас­ четная длина их принимается: при двухрядном расположении 1,5/г1? при установке колонн более чем в два ряда 1,2^, при жесткой заделке низа

иверха колонн — hx.

Фундаментные плиты больших размеров рас­

считывают на ЭВМ как конструкции, работающие на упругом основании.

При расчете фундаментных плит учитывают полную загрузку силосов сыпучим материалом и полную разгрузку некоторых силосов, при кото­ рой создается наиболее невыгодное сочетание на­ грузок. Расчетную нагрузку от веса сыпучего материала определяют с коэффициентом 0,9.

Расчет фундаментных плит силосных корпусов с силосами диаметром до 6 м включительно и квадратных 3 X 3 м разрешается выполнять уп­ рощенно, принимая распределение реактивного давления по закону плоскости. При этом колонны рассматривают как неподвижные опоры, т. е. учитывается их взаимная несмещаемость в вер­ тикальном направлении, связанная с большой жесткостью силосного корпуса.

Расчет фундаментной плиты производят на реактивное давление от расчетных нагрузок за вычетом собственного веса фундамента, грунто­ вой засыпки и пола. Значения реактивных давле­ ний, вызванных несимметричной загрузкой си­ лосного корпуса сыпучим материалом, определя­ ют при самых невыгодных, но возможных случаях загружения. Фундаментную плиту рассчитывают методом вырезания полос, которые рассматривают как неразрезные балки с расчетным пролетом в осях колонн. Площадь сечения нижней и верхней арматуры плиты

А5= 0,7Муп/(0,9h0Rs) = 0,8Mv„/(V?s), (13.14)

где 0,7 — эмпирический коэффициент; М — рас­ четный изгибающий момент на опоре или в проле­ те кН • м; h0 — рабочая высота плиты, м; R s — расчетное сопротивление арматуры, МПа; уп — коэффициент надежности по назначению, равный 0,95.

Фундаментную плиту силосных корпусов с квадратными силосами рассчитывают по схеме опрокинутой безбалочной плиты на реактивное давление грунта, вычисленное при различных со­ четаниях нагрузок. Изгибающие моменты и пло­ щадь сечения арматуры плиты можно определить по нормативным материалам.

Толщину фундаментной плиты назначают из расчета на продавливание, а также на восприятие поперечной силы бетоном без учета арматуры в соответствии со СНиП 2.03.01-84. При этом долж­

но быть удовлетворено условие

 

F ^ (ctRbtumh0)/уп,

(13.15)

где F — расчетная продавливающая сила, кН; а — коэффициент, равный 1 — для тяжелого бето­ на; 0,85 — для мелкозернистого; 0,8 — для легко­ го; R bt — расчетное сопротивление бетона растя­

жению, МПа, уп = 0,95; ит — среднее арифме­ тическое значение между периметрами верхнего и нижнего основания пирамиды продавливания, образующейся при продавливании в пределах высоты плиты h0, см.

Продавливающая сила

F = N — М 0,

(13.16)

где N — продольная сила в колонне, кН; р — среднее давление грунта в пределах площади Лв, МПа; А 0 — площадь нижнего основания пирами­ ды, образующейся при продавливании в пределах рабочей высоты плиты, см2.

Силосные корпуса обладают большой жестко­ стью в вертикальном направлении, вследствие чего фундаментная плита под действием прило­ женных к ней нагрузок не может свободно изги­ баться. Это обстоятельство вызывает перераспре­ деление усилий в колоннах подсилосного этажа, изменение напряженного и деформированного состояния плиты по сравнению со свободной пе­ редачей нагрузки на плиту. Жесткость располо­ женного на фундаментной плите сооружения ока­ зывает существенное влияние на распределение усилий в плите. Допущение о возможности неза­ висимой передачи через колонны нагрузок может привести к значительным погрешностям в резуль­ татах расчета. При расчете фундаментной плиты необходимо учитывать влияние жесткости соору­ жения и определять нагрузки на колонны как неизвестное усилие в системе: основание — фун­ даментная плита — надфундаментная конструк­ ция; причем предполагается взаимная несмещае­ мость верха колонн в вертикальном направлении.

Основания силосных корпусов рассчитывают по двум группам предельных состояний: *

по первой — с целью проверки прочности осно­ вания и устойчивости нескальных оснований, а также недопущения сдвига фундамента по по­ дошве и его опрокидывания;

по второй — в целях ограничения деформаций или перемещений фундамента и основания для обеспечения нормальной эксплуатации силосного корпуса, если основания сложены нескальными грунтами.

Расчет оснований силосных корпусов произво­ дят на основное сочетание нагрузок (постоянные нагрузки от веса конструкций и временные от веса сыпучих материалов и технологического обору­ дования, а также полезная на перекрытия, сне­ говая и ветровая). Нагрузку от веса сыпучего материала принимают с коэффициентом 0,9. Рас­ чет по несущей способности выполняют на основ­ ное и особое сочетание нагрузок, расчет по дефор­ мациям — на основное.

Расчет оснований по несущей способности вы­ полняют, если: на основания передаются значи­ тельные горизонтальные нагрузки, в том числе сейсмические; силосный корпус расположен на бровке откоса или вблизи крутопадающего слоя грунта; основание сложено водонасыщенными

глинистыми и заторфованными, а также скальны­ ми грунтами.

Расчет оснований по несущей способности про­

изводится исходя из условия:

 

К ( Т Л ) / Ъ ,

(13Л7)

где F — расчетная нагрузка на основание; Fu — сила предельного сопротивления основания; ус — коэффициент условий работы, принимаемый (СНиП 2.09.03-85):

Для песков,

кроме пылеватых . . . .

1

»

»

пылеватых,

а также пыле­

вато-глинистых

грунтов

в стабилизиро­

ванном

состоянии ....................................

 

0,9

То же,

в нестабилизированном . . . .

0,85

Для грунтов скальных:

 

1

невыветрелых

и слабовыветрелых

выветрелых

.............................................

 

0,9

сильновыветрелых................................

 

0,8

уп — коэффициент надежности по назначению сооружения, принимаемый для силосных корпу­ сов, как для сооружений II класса, равным 1,15.

Сила предельного сопротивления основания, сложенного нескальными грунтами, определяется на основе теории предельного равновесия грун­ товой среды при условии, что в грунте образуются поверхности скольжения, охватывающие всю подошву фундамента. При этом могут быть ис­ пользованы аналитические решения или графо­ аналитические методы с построением круглоци­ линдрических поверхностей скольжения.

При расчете оснований по деформациям пресле­ дуется цель ограничения абсолютных или относи­ тельных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при ко­ торых гарантируется нормальная эксплуатация силосных корпусов и не снижается их долговеч­ ность.

Расчет оснований по деформациям производит­ ся исходя из условия

s < s w

(13.18)

где s — совместная деформация основания и со­ оружения, определяемая в соответствии с указа­ ниями СНиП 2.02.01-83; su — предельное значе­ ние совместной деформации основания и соору­ жения.

Совместные деформации оснований и фундамен­ тов силосных корпусов не должны превышать значений: средняя осадка фундаментов сборных железобетонных силосных корпусов 30, монолит­ ных 40 см, поперечный и продольный крены си­ лосных корпусов монолитной и сборной конструк­ ции 0,004. При определении крена вертикальную несимметричную нагрузку находят при самых невыгодных, но возможных случаях загружения силосов сыпучим материалом.

13.4. Конструктивные решения

Монолитные стены. Их возводят в скользящей опалубке. Для унификации опалубки, а также подсилосных и надсилосных конструкций силос­ ных корпусов наружный диаметр круглых сило­ сов принимают равным расстоянию между их осями, поэтому в местах сопряжений смежных

силосов стены удвоенной толщины. Этот участок (шириной 1,5...2 м) повышает общую простран­ ственную жесткость силосного корпуса.

Толщина стен силосов независимо от статиче­ ского расчета назначается из условий производ­ ства работ по табл. 13.5.

При возведении силосов в скользящей опалуб­ ке минимальная толщина стен определяется из условия, что вес 1 м2 стены должен превышать силы трения бетона о стенки опалубки, с тем что­ бы свежий бетон не срывала опалубка при ее

подъеме.

 

 

Т а б л и ц а 13.5. Минимальная

толщина

монолитных стен,

мм

 

 

Стены

Форма и размер силоса

наруж­

внутрен­

 

ные

ние

Круглые диаметром 6 м

180

160

То же, 12 м

240

Квадратные с сеткой ЗХ 3 м

160

150

Горизонтальная арматура стен силосов назна­ чается из горячекатаной стали периодического профиля класса А-П и Ac-II и 10ГТ. Применение в стенах горизонтальной арматуры из горячека­ таной гладкой стали класса A-I допускается как исключение для верхней зоны силосов при конст­ руктивном армировании. Арматурная сталь клас­ са А-Ш допускается только в виде сварных сеток.

Для вертикальной арматуры применяется горя­ чекатаная гладкая сталь класса A-I.

Поскольку давление сыпучего материала по пе­ риметру горизонтального сечения стены распре­ деляется неравномерно и в стенах круглых сило­ сов возникают изгибающие моменты (как и в местах сопряжения смежных силосов), не учиты­ ваемые расчетом, то в них устанавливается двой­ ная горизонтальная арматура (рис. 13.3, а). В круглых силосах диаметром до 6 м в верхней зоне стенок наружных силосов и по всей высоте стенок внутренних силосов многорядных силос­ ных корпусов допускается устанавливать одиноч­ ную арматуру (рис. 13.3, в), располагаемую с на­ ружной стороны домкратных стержней.

Стены квадратных силосов также армируют двойной арматурой. Наружные стены вследствие неравномерности давления сыпучего материала и возможного поворота углов могут получить растяжение с внутренней стороны пролета, внут­ ренние стены, являясь общими для смежных си­ лосов, работают на знакопеременную нагрузку.

Для обеспечения проектного положения гори­ зонтальных стержней и связи наружной армату­ ры с внутренней вертикальные стержни через один выполняют в виде сварных арматурных каркасов (лесенок); концы поперечных стержней (лесенок) после укладки горизонтальной армату­ ры загибают (рис. 13.3, г). Расстояние между по­ перечинами каркасов равны шагу стержней гори­ зонтальной арматуры, диаметр которой прини­ мают не более 16 и 20 мм при диаметре силосов соответственно до 12 м включительно и 18 м и более. Шаг стержней горизонтальной арматуры для силосов не более 200 и не менее 100 мм по­ стоянный по всей их высоте.

Горизонтальную арматуру в стенах, начиная от

В местах стыков стержни связываются вязаль­

верха наклонной набетонки и до плиты днища,

ной проволокой двойной вязкой по концам и в

принимают такую же, как и в уровне верха на­

середине. Кроме этого, стыки наружной кольце­

бетонки. Толщина защитного слоя бетона до ра­

вой арматуры связываются с внутренней армату­

бочей арматуры во избежание смещения ее и

рой поперечными стяжками из проволоки диамет­

срыва бетона движущейся скользящей опалубкой

ром 6 мм (рис. 13.3, д). Стыки стержней горизон­

не менее 25 в стенах круглых силосов и не менее

тальной кольцевой арматуры располагаются

20 мм — квадратных.

вразбежку, причем в одном вертикальном сечении

Рис. Î3.3. Детали арми­ рования монолитных стен круглых силосов:

а, в — армирование соот­ ветственно двойное и оди­ ночное; б — армирование стен в подсилосном этаже; а — вертикальный каркас;

д— поперечные стержни;

£— Дополнительная арма­ тура в местах сопряжения

силосов (вертикальная арматура не показана); 1 — хомуты; 2 — просте­ нок; 3 ~ проем; 4 — по­ перечный стержень до ук ­ ладки горизонтальной ар­ матуры; 5 — загнутый стержень после укладки

арматуры.

Армирование стен силосов, возводимых в сколь­

стены силоса рекомендуется стыковать не более

зящей опалубке, простое — из отдельных стерж­

20 % всех стержней.

ней, так как устанавливать сложную арматуру

Вертикальную арматуру в стенах монолитных

при непрерывном бетонировании трудно. Длина

железобетонных силосов устанавливают в один

стержней горизонтальной арматуры не должна

ряд при одиночной арматуре и в два при двойной

быть слишком большой, чтобы не затруднять их

горизонтальной. Диаметр вертикальной армату­

протаскивание

под

поперечинами

домкратных

ры не менее 10 мм, а в стенах силосов диаметром

рам. Вместе с тем стремятся к уменьшению коли­

12 м и более — не менее 12 мм; расстояние между

чества стыков горизонтальной

арматуры,

осуще­

стержнями не более 350 мм в стенах наружных

ствляемых внахлестку и

являющихся

слабым

силосов и не более 500 мм в стенах внутренних.

местом конструкции. Для силосов диаметром 6 м

В местах сопряжения круглых силосов, если это

длину стержней горизонтальной арматуры при­

необходимо по условиям производства работ,

нимают приблизительно 7 м (три стыка).

расстояние между двумя вертикальными стерж­

Силосы диаметром

12 м армируют

стержнями

нями может быть увеличено до 1000 мм.

товарной длины. Стыки кольцевой арматуры

Вертикальную арматуру в виде отдельных

стен

следует

выполнять

на

сварке.

Однако

стержней или каркасов стыкуют вразбежку с пе­

при возведении стен в скользящей опалубке

репуском соединяемых круглых стержней на 50

технологически

это осуществить трудно и за­

расчетных диаметров, стержней периодического

частую стыки выполняют внахлестку (без свар­

профиля — на 35, причем крюки на концах круг­

ки), что также допускается нормами. Длина пе­

лых стержней не делают.

репуска стержней принимается равной 60 диамет­

Стены монолитных силосов, опирающиеся на

рам (+ 200 мм). Стержни гладкой кольцевой ар­

фундаментную плиту, в пределах подсилосного

матуры должны заканчиваться крюками. При бе­

этажа проектируют с двойной вертикальной арма­

тонировании стен в переставной опалубке пере­

турой, которую заводят выше днища силосов на

пуск

равен 60 диаметрам.

 

 

 

 

1000 мм. Эта арматура и связывающие ее попереч­

ные стержни (рис. 13.3, 6) должны отвечать тре­ бованиям СНиП 2.03.01-84, предъявляемым к армированию колонн. Проемы в этих стенах об­ рамляют двойной вертикальной и горизонталь­ ной арматурой диаметром 16 мм, заходящей за контур проемов не менее чем на 50 диаметров.

В местах сопряжения стен круглых силосов укладывают дополнительные сварные сетки или горизонтальные стержни (рис. 13.3, е). Шаг и

Рис. 13.4. Деталь армирования узла примыкания наружной стены звездочки к стене силоса при шахматном расположении силосов в корпусе.

диаметр дополнительной арматуры такой же, как и для основной. Дополнительные стержни заво­ дят в стены до внутреннего ряда арматуры.

Чтобы несхватившийся бетон в момент начала подъема скользящей опалубки не был сорван ею, рекомендуется в днище закладывать арматурные стержни диаметром 10 мм, запускаемые в стены примерно на 1000 мм. Учитывая концентрацию сжимающих напряжений, особенно в местах рас­ положения контурных колонн, наружные стены монолитных силосов не менее чем на V6 высоты

силоса

выше днищ

армируют вертикальными

стержнями в количестве не менее 0,25 % от пло­

щади сечения стены

силоса.

 

В наружных стенах звездочек корпусов с шах­

матным расположением силосов стержни кольце­

вой арматуры доводятся до внутренних колец

арматуры примыкающих стен силосов с

устрой­

ством

крюка для круглой

арматуры согласно

рис. 13.4.

 

 

Отверстия в стенах силосов, воспринимающих

горизонтальное давление

сыпучих материалов,

обрамляют двойной арматурой диаметром не ме­

нее 10 мм. Кроме этого, над и под отверстиями

устанавливают двойную горизонтальную армату­

ру общей площадью сечения, равной площади

сечения перерезанной отверстием арматуры; до­

бавочную арматуру заводят за края отверстий не

менее чем на 60 диаметров (+200 мм),

но не

менее чем на 1,5h, где h — высота отверстия.

При возведении в скользящей опалубке квад­

ратных силосов в местах примыканий стен устраи­

вают вуты, облегчающие производство работ.

Снаружи в местах примыканий внутренних стен

и в углах рекомендуется делать утолщения в виде

пилястр.

 

 

Сборные стены. Их проектируют из объемных,

криволинейных или

плоских элементов

завод­

ского изготовления. Элементы сборных стен могут

быть гладкими или ребристыми. Рекомендуется

горизонтальная разрезка стен на сборные эле­

менты высотой, кратной 600 мм.

 

Минимальная толщина сборных элементов стен

 

силосов,

 

Круглый диаметром 3 м

80

То же

6 м ..........................................................

 

120

»

12 м ..........................................................

 

160

Квадратный 3X3 м

..........................................

100

Сборные стены круглых силосов диаметром 3 м проектируют из объемных кольцевых элементов. Сборные элементы стен силосов диаметром 6 м

1160

2340

1160

--------

т —---------

:

--------

ф

Ф

 

Jt

Je

сэ

<50 V-

__

4660

4660

Рис. 13.5. Сборный элемент стены (а) и деталь стыка (б):

/ — стальная накладка; 2 — цементный раствор.

/ - /

У зел À

Рис. 13.6. Монтажные узлы сборных элементов стен:

I

соединительный

элемент;

2 — сварная арматур­

 

 

 

ная сетка; 3 — бетонные шпонки.

 

 

 

 

выполняют длиною в четверть

окружности, а

силосах шов в стыках углов не менее 30 мм. Для

диаметром 12 м — в четверть или V6 окружности.

повышения общей жесткости силосного корпуса

Элементы проектируют с двойной арматурой

из

при работе его на общий изгиб в местах сопряже­

сварных

сеток.

Монтируют

элементы

после

ний стен смежных круглых силосов выполняют

укрупнительной сборки в кольца. Стыкуют

их

шпоночные соединения, для чего в сборных эле­

стальными

соединительными

элементами,

при­

ментах делают местные горизонтальные борозды.

вариваемыми к закладным деталям. Швы заделы­

В каждый горизонтальный шов в этих местах

вают жестким цементным раствором (рис.

13.5).

укладывают сварные арматурные сетки, устанав­

 

Стыки элементов должны обеспечить восприя­

 

ливают вертикальные стержни и замоноличивают

тие полного усилия в стыкуемой горизонтальной

бетоном класса не ниже В15 (марки 200). Такие

арматуре. Для

повышения

надежности стыков

шпоночные соединения

легко осуществляемые,

сборных элементов

используют

перевязку вер­

хорошо воспринимают

возникающие вертикаль­

тикальных

швов.

В силосных корпусах между

ные сдвигающие усилия. Для восприятия гори­

сборными

стенами

смежных

силосов диаметром

зонтальных сдвигающих усилий нижнюю поверх­

3

м предусматривается вертикальный шов

30,

ность сборных элементов выполняют со шпонка­

диаметром 6 м и более — 40 мм. В квадратных

ми, а верхнюю — шероховатой (рис. 13.6).

 

11 8— 704

Соседние файлы в папке книги