книги / Справочник проектировщика инженерных сооружений
..pdfrт ?f f2 — \
Рис. 12.25. Сопряжение сборных вертикальных стенок бункеров с железобетонной колонной (а), наклонных плоских стенок ворон ки со сборными железобетонными вертикальными стенками (б) и плоских сборных железобетонных стенок воронки между собой (в):
а |
1 — вертикальная стенка; 2 — соединительные планки; 3 — монтажные |
||
стержни; |
4 — сетка; 5 — колонна; 6 — наклонные стенки; 7 — сборные |
||
|
стенки воронки. |
|
|
|
|
Класс бетона шпонок и стенок |
по прочности |
|
|
принимают одинаковым. При изготовлении сбор |
|
|
|
ных вертикальных стенок бункеров оставляют |
|
|
|
отверстия (0,25 х 0,25 м) для заполнения их |
|
|
|
монолитными железобетонными |
шпонками по |
|
|
окончании монтажа бункеров. |
|
12.5. Особенности расчета и конструирования стальных бункеров
Перед установкой сборных элементов на гори зонтальные поверхности полок предусматривает ся подливка цементным раствором состава 1 : 3 . При таком опирании отпадает надобность в соеди нении элементов бодтами или монтажной свар кой. Двойные вертикальные стенки сборных бун керов (рис. 12.26) включают в совместную работу и рассчитывают на эксплуатационные нагрузки как цельные сборно-монолитные стенки. Для этого рекомендуется устраивать монолитные же-* лезобетонные шпонки толщиной, равной двойной толщине смежных стенок; два других размера шпонок устанавливают расчетом на срез от мак симального загружения одного из смежных бун керов. Конструктивно эти размеры задают при мерно 0,25 X 0,25 м на расстоянии по высоте и по горизонтали через !.. Л ,5 м (рис. 12,27),
Определение усилий в элементах бункеров. Пи- рамидальйо-призматические бункера по расчет ной схеме и характеру передачи нагрузки на опоры можно разделить на две разновидности: с развитой призматической частью и с малой высо той призматической части (в виде воронки). Бункера с развитой призматической частью в ви де вертикальной балки достаточной высоты, спо собной воспринять нагрузку от заполнения бун- ,кера и передать ее на опоры, наиболее распрост раненные. При этом нагрузка на балки от воронки передается по периметру примыкания и крепле ние стенок воронки к вертикальным балкам на значается по расчету. Наклонные стенки бункера сваривают без вспомогательных элементов. В не которых случаях наклонные угловые ребра вы полняют из размалкованного уголка для удобства соединения стенок.
При малой высоте призматической части или решении бункера в виде воронки нагрузка от заполнения передается на опоры в углах бункера с помощью несущего каркаса — пространствен ной системы. Каркас состоит из наклонных угло вых ребер и горизонтальных элементов, которые обеспечивают передачу нагрузки на угловые реб ра, рассчитываемые на восприятие растягиваю щих усилий по формуле (12.24). В связи с умень шением усилий в ребре книзу в больших бункерах сечение угловых ребер допускается уменьшать к выпускному отверстию.
При действии растягивающего усилия в ребре в уровне верха воронки возникают горизонталь ные сжимающие усилия (см. рис. 12.11), опреде-
ляемые по (12.25). Усилия воспринимаются гори зонтальными элементами каркаса, которые схо дятся в узле крепления наклонного ребра. Ниж ние концы угловых ребер связываются между собой элементами выпускного отверстия.
Ребра жесткости разбивают листовую обшивку бункера на отдельные панели. Метод расчета листовой обшивки зависит от расположения ре бер жесткости. При расчете листов прямоуголь ных панелей применяется метод расчета прямо угольных пластин, загруженных равномерным давлением, расчете листов трапецеидальных па нелей применяется способ условного преобразо вания их в прямоугольные (см. рис. 12.10,а). При этом размеры преобразованного прямоугольника определяются по формулам (12.21). Лист обшивки на участке между ребрами жесткости представ ляет собой упруго защемленную на опорах одно пролетную пластину. Однако в связи с возмож ностью возникновения на опорах фибровой изгибной текучести материала принимают в качестве граничных условий опирания неподвижные шар ниры.
При горизонтальных ребрах жесткости воронки (рис. 12.28) обшивка бункера работает на местный изгиб из плоскости грани под действием нормаль ного давления материала заполнения, которое определяется по формуле (12.14), а также испы тывает действие скатных растягивающих усилий. Горизонтальные растягивающие усилия при этом не учитываются, так как они воспринимаются ребрами.
Нагрузка на пластину от нормального давле ния изменяется по высоте по закону трапеции. Для расчета пластины принимается среднее рав номерно распределенное давление на соответст вующих горизонтальных ребрах, служащих опо рами пластины,
Рп -- |
Рп\ + РпЗ |
(12.39) |
ô |
Максимальный изгибающий момент действует в середине пролета пластины в направлении мень шей стороны и для полосы шириной, равной еди нице, определяется по формуле
= |
n.f, |
(12.40) |
где Mt — изгибающий момент для простой балки в середине пролета; щ — предельная растяги вающая сила (кН/м);
п |
(12.41) |
Е — модуль упругости стали, кПа; t — толщи на стенки бункера, м; р, — коэффициент Пуассо на; Ci — расстояние между ребрами, м; / — про гиб в середине пролета м,
/ = |
|
4рпР( |
|
я 3 |
(п. 4- пЕ) |
||
где |
|||
|
я 2Е/ |
||
Ир — ■ |
|||
(12.42) |
c f o - H 2)
Растягивающие скатные (продольные) усилия на единицу длины в обшивке от массы сыпучего
равны (в сечении II—II середины рассматривае мой панели):
|
|
* |
|
°2М » |
|
’ |
|
|
|
|
|
2 (а. + Ь.) sin а 4 |
|
|
|||||
|
|
|
G2 ( 2 - ô x)ô„ . |
|
|
||||
|
|
2 |
2 (а( + b() sin а , |
’ |
|
|
|||
|
|
|
G2 ( 2 - Ô x)(2 — |
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
{а. 4- Ь{) sinа 2 |
|
|
|||
|
|
______ (2 — б у ) |
|
|
(12.43)* |
||||
|
|
|
2 |
(a. - f b{) sin а 3 |
|||||
|
|
|
|
|
|||||
где G2— зес сыпучего, Н |
при полной загрузке |
||||||||
бункера |
(в |
сечении |
II—II |
см. рис. 12.8, б); |
аг-, |
||||
bi — размеры воронки бункера |
в |
сечении |
II— |
||||||
II, м; бХ9 |
бу — по |
табл. |
12.2; |
a j...a 4 — углы |
|||||
наклона |
стенок воронки (см. рис. |
12.3). |
|
|
Рис. 12.28. Общий вид стального пирамидальнопризматического бункера:
1 — вертикальная стенка бункера; 2 |
— вертикаль |
ные и горизонтальные ребра жесткости; |
3 — воронка; |
4 — ребра жесткости воронки.
Для расчета принимается наибольшее из сред них скатных растягивающих усилий.
Растягивающее скатное напряжение на едини
цу длины |
|
U/mt |
(12.44) |
где t — толщина обшивки.
Проверка прочности обшивки бункера с учетом пластичных свойств стали:
5М. |
/ N. |
\ 3/2 |
|
|
- § г - + |
( ~ Г |
+ |
< RM> |
<12-45> |
где Ry — расчетное сопротивление стали |
(кПа) |
|||
растяжению, сжатию, |
изгибу |
по пределу |
теку |
чести принимается по СНиП П-23-81; ус — коэф фициент условий работы, принимаемый: для об шивки, не защищенной футеровкой, 0,8; защи щенной футеровкой 1.
Предельный прогиб пластины от нормативной нагрузки не должен превышать Чт ее пролета. Прогиб листа обшивки призматической части бункера в связи с тем, что обшивка в этом случае служит стенкой вертикальной балки, не должен превышать Ч100 пролета пластины. Горизон-
Рис. 12.29. Схема бункера с горизонтальными ребрами жесткости воронки:
а — свободно опертые, перпендикулярные к обшивке; б — соединяемые в углах.
тальные ребра жесткости воронки бункера проек тируют двух типов. В малых и средних бункерах их располагают перпендикулярно к обшивке и в углах не соединяют (рис. 12.29, а); горизонталь ные растягивающие усилия в этом случае пере даются через швы крепления обшивок смежных граней. В тяжелых бункерах их соединяют в углах пересечения, образуя замкнутую раму. Для решения углового узла ребра жесткости рас полагают в горизонтальной плоскости под углом к плоскости обшивки (рис. 12.19, б).
Рис. 12.30. К расчету ребер жесткости бунке ра.
Горизонтальные ребра жесткости воронки бун кера рассчитывают на изгиб от нагрузки, переда ваемой обшивкой, и на горизонтальные растя гивающие усилия от нормального давления на примыкающие поперечные стены, которые пере даются на рассматриваемые ребра в углах бунке ра. Нагрузку на ребро от нормального давления засыпки собирают с двух смежных полупролетов обшивки. Горизонтальное растягивающие уси лие в ребре определяют умножением горизонталь-, ного растягивающего усилия на единицу длины рассматриваемой стены по скату, которое нахо дится по формуле (12.19), на полусумму значений
|
*Ы |
|
|
Nb2 |
|
1 |
1% |
' |
1 |
Naz |
Ш |
Т Г Т Т |
Г Т |
V |
|
---—------ |
|||
Рщ |
|
|
|
РпЪ |
|
Т г п т т т т т т т |
V_ __\ |
||
|
|
|||
»Ы ' |
а |
|
'»ъг |
|
|
|
|
|
|
|
С---------------------------у, |
а
примыкающих к ребру пролетов обшивки (рис. 12.30).
Если горизонтальные ребра не соединяются между собой в углах воронки, то изгибающий момент в них определяется, как в однопролетной балке (рис. 12.31,а):
Ма = 0,125рпаа \
где а — пролет рассматриваемого ребра, м. Узловые изгибающие моменты в случаях, когда
горизонтальные ребра жестко соединяются в углах, образуя горизонтальную замкнутую пря моугольную раму (рис. 12.31,6),
,, |
Phaa3 + Phbb% |
(12.46) |
|
Узл |
12 (а + Ь) |
||
|
где pha и phb — горизонтальные составляющие
(Н/м) нормальных давлений, действующих на соответствующее ребро (рис. 12.29), при этом вторая составляющая разложения в расчет не берется
_ |
Рпа |
л |
РпЪ |
|
Pha ~ |
sin а, |
’ |
Ры> ~ sin а 2 |
’ |
аг и а2 — углы наклона |
к горизонту |
соответст |
венно стен пролета а и Ъ.
Для квадратных в плане симметричных бунке-
ров |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м |
= |
Pha2 . |
(12.47) |
||
|
|
|
узл |
|
12 |
|
|
Пролетные |
изгибающие |
|
(12.48) |
||||
|
Ма = 0,125рЬаа2 — Музл; |
||||||
|
Мь = |
0,125pft6è2 |
Музл. |
(12.49) |
|||
|
|
|
|
|
% |
|
|
|
|
|
Рпа |
|
|
|
|
J a z ■ |
" Т |
Т |
Т |
Г Т |
" |
Naz^ |
|
Р* |
|
|
|
|
|
Р'пЬ |
« |
|
т т т т т т г г п т |
__-_____ } |
|||||
М(х1 |
|
|
|||||
Ni1 |
1 |
|
Рт |
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
£--------------------------\, |
|
|
|||||
|
|
|
5 |
|
|
|
|
Рис. 12.31. Расчетные схемы горизонтальных ребер жесткости воронки бункера:
а — свободно опертые; б — соединяемые в углах.
Для обоих случаев решения горизонтальных ребер жесткости нагрузки на ребра противопо ложных граней воронки с разными углами накло на к горизонту принимают одинаковыми по боль шему значению.
Сечения ребер жесткости воронки подбирают на основе расчета на внецентренное растяжение с
учетом пластических |
свойств стали |
|
3/2 |
м |
(12.50) |
ш |
< 1, |
|
\ A R J |
c W R u |
|
где А — площадь сечения ребра, м2, с примыкаю-
щей к нему частью обшивки, равной 30Ô Л / |
ËÜL; |
v |
R y |
P 1 |
|
деляемой для середины пролета по формуле
Р п 9 С |
(12.51) |
P = g + n + P i - j ------g— cos ос, |
гДе g — расчетная равномерно распределенная нагрузка от собственного веса конструкций, кН /м ; п — вертикальные растягивающие усилия на единицу длины балки, Н /м, в призматической части бункера на уровне примыкания воронки,— определяемые по формулам (12.20); р г — нагруз ка от надбункерного перекрытия, Н/м .
Четвертое слагаемое в формуле (12.51) представляет собой вертикальную составляющую нагрузки на уровне нижнего пояса балки от нор-
Рт
Рис. 12.32. Схемы нагрузок на вертикальную балку бункера:
а — вертикальная; б — горизонтальная составляющая скатного усилия; в — горизонтальная составляющая от нормального давления на обшивку воронки; г — горизонтальная составляющая от нормального давления засып ки на вертикальную стенку; д — суммарные горизонтальные нагрузки на пояса балки.
W — минимальный момент сопротивления сече ния относительно оси, параллельной обшивке.
Коэффициент с определяется в зависимости от
угла наклона стенки воронки; при |
а ^ |
30; 50; |
70° соответственно с = 1,3; 1,2; 1,1; |
при |
80° |
с= 1. Промежуточные значения коэффициентов
сопределяются интерполяцией.
Прогиб ребра не должен превышать V 250 его пролета.
Вертикальные балки призматической части бун кера рассчитывают как однопролетные с пролета ми а и Ь у шарнирно-опертые. Частичным защем лением на опорах и в местах пересечения балок в расчетах пренебрегают. Обшивка воронки при этом в работе балок не учитывается, что также идет в запас прочности.
Расчет производится:
на изгиб в вертикальной плоскости, на нагруз ки от собственного веса элементов бункера и сыпучего материала заполнения, а также на на грузки от надбункерного перекрытия;
на действие нормального давления сыпучего материала заполнения на вертикальную и наклон ную стены, которое вызывает изгиб обшивки из плоскости грани стен и воспринимается горизон тальными поясами балки;
на действие горизонтальных растягивающих усилий от нормального давления на примыкаю щие поперечные стены, которые также воспринимартся горизонтальными поясами балки.
Вертикальная нагрузка на балку (рис. 12.32, а ) принимается равномерно распределенной, опре-
мального давления на обшивку верхней панели воронки бункера.
Максимальные изгибающие моменты от верти
кальной нагрузки, кН |
• м: |
|
M a = -£ g i- ; |
M b = - Ç - . |
(12.52) |
Нормальное давление сыпучего материала за полнения на вертикальную стену, действующее по закону треугольника, распределяется между верхним и нижним горизонтальными поясами вертикальной балки:
для верхнего горизонтального пояса (рис.
12.32, г ) на единицу |
длины |
балки |
|
|
для |
нижнего пояса |
(рис. 12.32, д ) |
на единицу |
|
длины балки |
|
|
|
|
|
Pn lh |
р п 2е . |
10 . . |
|
p h2 = |
n c t g a -------^---------- ^— sln а • (12-54) |
В формуле (12.54) первый член представляет собой горизонтальную составляющую скатного усилия (рис. 12.32, б ), второй — горизонтальную нагрузку на нижний пояс балки от нормального давления засыпки на вертикальную стену (рис. 12.32, г), третий — горизонтальную состав
ляющую нагрузки от нормального |
давления |
на обшивку верхней панели воронки |
бункера |
(рис. 12.32, в ) . |
|
Изгибающие моменты (кН • м) в поясах балки от горизонтальных нагрузок:
Мah |
Phi (Ph2> а2 |
Phi OW 62 |
8 |
8 |
(12.55)
Кроме изгиба в поясах балки возникают гори зонтальные растягивающие усилия от нормаль ного давления на примыкающие поперечные сте ны, которые передаются на рассматриваемые горизонтальные пояса в углах бункера и пред-
Рис. 12.33. Схема гибкого бункера без призмати ческой (а) и с призматической (б) частью.
ставляют собой реакции соответствующих гори зонтальных поясов поперечных стен:
Pftl(Pft2>“ |
с |
P h i |
( P h i ) Ь |
(12.56) |
||
Dah ' |
|
|
‘ |
|
Ô------ • |
|
Напряжения |
в |
поясах |
балки определяются |
|||
по формуле |
|
|
|
|
|
|
М. |
+ |
м\ |
3a(b)h |
< R » . |
(12.57) |
|
аф) |
■ |
аф) |
||||
w 6 |
|
|
|
7 |
|
|
где Ws — момент сопротивления балки, м3; Wn и Af — момент сопротивления и площадь сечения полки, м3 и м2.
Для стенки балки напряжения от нагрузки р суммируются с соответствующими напряжения ми от местного изгиба из плоскости грани под действием нормального давления сыпучего мате риала заполнения, при расчете ее как пластины.
Стенки балок укрепляются против потери устойчивости ребрами жесткости, которые назна чаются в • соответствии с требованиями СНиП 11-23-81. Обычно вертикальные ребра жесткости
впризматической части бункера ставятся на рас стоянии, равном ее высоте, но не реже чем через 1,5...2 м. Вертикальные ребра жесткости призма тической части бункера рассчитывают как сво бодно лежащую балку, нагруженную треуголь ной нагрузкой и сжимаемую вертикальными по перечными силами бункерной балки. При расчете
всечение ребра вводят часть обшивки на участке
шириной по 15/ П в каждую сторону от реб
ра, где R0 — по табл551 СНиП П-23-81.
h
В высоких балках (при-у > 160) устойчивость
стенки на действие нормальных напряжений может быть не обеспечена. В этом случае при ра боте балки на вертикальные нагрузки в расчетное сечение вводят только ппрмыкающие к полкам
участки стенки высотой 15/
V f ;
Устойчивость стенки проверяется на действие только касательных напряжений.
(12.58)
ТСГ
где т — среднее касательное напряжение, равное
Q
Па, -jjj-; Q — среднее значение поперечной силы
в пределах отсека, Н; тсг — критическое напря
жение, определяемое по формуле (76) СНиП П-23-81.
Стенка также проверяется на срез
1.5Qn |
■^ Rst |
(12.59) |
|
ht |
|||
|
|
гдe\Rs — расчетное сопротивление стали сдвигу* кПа, (по СНиП П-23-81).
В гибких бункерах (рис. 12.33) по торцам уста навливают жесткие вертикальные стенки, соеди няемые с оболочкой длинными тяжами, которые позволяют исключить влияние жесткой стенки на работу гибкой параболической оболочки. Кар касные ребра могут быть только у торцевых сте нок; параболические стенки не требуют каркас ных ребер, так как при наличии последних в мес тах обшивки бункера возникнут напряжения местного изгиба, и таким образом, исчезнет отли чительное преимущество параболических бунке ров — отсутствие напряжений изгиба в парабо лических стенках. Благодаря работе стенок на растяжение гибкие бункера относят к числу наи более экономичных по расходу стали. Профиль гибкого бункера рассчитывается как гибкая нить, нагруженная собственным весом бункера и весом его содержимого.
6
Рис. 12.34. Направляющая кривая (параболиче ская) оболочки гибкого бункера (а) и графическая аппроксимация формулы (12.6) (б).
Уравнения профиля (рис. 12.34, а) могут быть выражены следующими зависимостями, имеющи ми наибольшее распространение:
(12.60)
(12.61)
где Ь; у — координаты точек профиля; h —высо та бункера; b — половина ширины бункера.
Радиус кривизны профиля бункера в нижней его части
b2 |
(12.62) |
|
Г — 3h |
||
‘ |
Угол наклона касательной к любой точке про филя
. |
3 • hx |
___ £ _ ) . |
tg Oix---------- - |
||
|
b2 |
2b ) |
Угол наклона касательной в верхней точке профиля
tg a = |
3h |
(12.64) |
|
2b |
|||
|
|
Площадь поперечного сечения бункера и его объем
|
Л = 1,25hb; V = |
1,25Ш, |
(12.65) |
где I — длина бункера. |
поверхности, |
м2, |
|
Площадь |
параболической |
||
|
|
|
( 12. 66) |
где kpr — |
коэффициент |
пропорциональности |
(табл. 12.11).
Расчет стенок гибких (параболических) бунке ров выполняется из условия их работы только на растяжение подобно гибким нитям. Максималь ная растягивающая сила наблюдается в верхних точках стенок бункеров, т. е. в местах их подвеса к продольным бункерным балкам, и определяется через вертикальную и горизонтальную реакции
оболочки на единицу ее длины: |
|
|
||
|
yhb; |
5 |
Y&2; |
(12.67) |
|
12 |
|||
n |
= |
+ s li- |
|
( 12.68) |
Толщина стенки бункера
(12.69)
'= Т Г -
КУ
Расчет бункерных балок гибких бункеров про изводят аналогично расчету балок пирамидально призматических бункеров.
Элементы торцовых стенок, а также сплошных поперечных диафрагм, расположенных внутри бункера, рассчитывают на горизонтальное давле ние сыпучего материала аналогично плоским стен кам воронки жестких бункеров. При расчете гиб ких бункеров с жесткими разгрузочными ворон ками учитывают действие изгибающих моментов, возникающих в месте сопряжения стенки с жест кой воронкой и продольными несущими балками.
При конструировании гибкого бункера из от дельных полос настил или футеровку рассчиты вают как неразрезную балку на изгиб от давления сыпучего материала, нормального к поверхности настила, с пролетами, равными расстоянию меж ду полосами в свету.
Рекомендации по конструированию. Материалы и соединения для несущих конструкций стальных бункеров принимают в соответствии с указаниями €НиП 11-23-81.
Для бункеров, возводимых в районах с расчет ной температурой выше 30 °С, и при отсутствии
на них нагрузок от подвижных составов применя ют сталь ВСТЗкп2 по ГОСТ 380—71*; при тем пературах от —30 до —40° — ВСтЗпсб по ГОСТ 380—71*.
Для оболочки гибких бункеров рекомендуется применение стали повышенной прочности.
При строительстве бункеров в Северной клима тической зоне, а также при соответствующем тех нико-экономическом обосновании и при строи тельстве в районах с расчетной температурой на ружного воздуха выше —40° несущие конструк ции проектируют из низколегированных сталей.
Т а б л и ц а |
12.11. Расчетные |
данные для |
||
|
параболических |
бункеров |
||
Отношение высоты |
Угол наклона |
Коэффициент |
||
касательной в |
пропорцио |
|||
бункера к ширине |
верхней |
точке |
нальности |
|
h/2b |
профиля а |
kpr |
||
1/3; |
0,333 |
45° |
20' |
1,230 |
3/8; |
0,375 |
48° |
1,283 |
|
7/16; |
0,437 |
52° |
40' |
1,367 |
1/2; |
0,500 |
56° |
20' |
1,457 |
3/5; |
0,600 |
61° |
20' |
1,612 |
2/3; |
0,667 |
63° |
1,719 |
|
3/4; |
0,750 |
66° |
|
1,858 |
Конструкции бункеров выполняют сварными с соединениями элементов встык из условия равнопрочности. Соединения внахлестку допускаются как монтажные при невозможности надежной подгонки примыкающих элементов. Соединения со стыковыми накладками не рекомендуются.
Минимальная толщина обшивки бункера 6 мм. Ребра жесткости привариваются к листам обшив ки и стенкам балок непрерывными односторонни ми сварными швами или двусторонними преры вистыми. Внутренняя поверхность обшивки бун кера не должна иметь выступающих частей (по лок, ребер, скоб и т. д.), способствующих образо ванию сводов и зависаний сыпучего материала.
С целью улучшения условий истечения чсыпу чего материала углы между гранями воронки моГут быть скруглены приваркой в углах специаль ных гнутых стальных листов. Верхние пояса поперечных балок (распорок) лотковых и гибких бункеров защищают от ударов сыпучего.
Форма и размеры отправочных марок, уста новленные в проекте, должны соответствовать габаритам железнодорожного подвижного со става.
Стенки бункерных балок укрепляют верти кальными и горизонтальными ребрами жесткости; обшивку воронки — горизонтальными, исполь зуя при этом прокатные сечения из равнобоких уголков или половин двутавра; шаг ребер жест кости в пределах 0,5...2 м. Основные узлы сопря жений элементов конструкций пирамидально призматического бункера представлены на рис. 12.35.
Принципиальные конструктивные решения лот ковых бункеров аналогичны соответствующим решениям пирамидально-призматических бун керов.
Продольные несущие балки гибких бункеров могут опираться на колонны или отдельно стоя щие стойки (рис. 12.36). Отношение пролета
Рис. 12.35. Узлы сопряжения элементов конструкций пирамидально-призматических бункеров:
асопряжение ребер жесткости воронки в углах; б — конструкция выпускного отверстия; в, д — варианты
сопряжения воронки с бункерными балками; г — узлы опирания балок на колонну.
Рис. 12.36. Общий вид гибкого (параболического) бункера:
1 — течки; |
2 — тяжи; 3 — торцовая стенка; 4 — |
продольная |
балка; 5 — оболочка; 6 — поперечная |
|
балка-распорка; 7 — колонна. |
бункера к |
его высоте рекомендуется назначать |
1 ^ 2b!h < |
1,4 (см. рис. 12.33). К гибким бунке |
рам не разрешается подвеска балок, монорельсов, перекрытий и т. д. Колонны на уровне бункерных балок должны быть развязаны ригелями или спе циальными распорками, воспринимающими гори зонтальные усилия от стенок (рис. 12.36). Узлы сопряжения бункерных балок с колонной пока заны на рис. 12.37.
Бункерные балки при стальном каркасе здания рекомендуется проектировать неразрезными. В поперечном сечении их устанавливают наклонно по касательной к очертанию стенок (рис. 12.38, а). Вертикальное расположение бункерных балок допускается как вынужденное решение в особых условиях (например, средние балки при много рядном расположении бункеров).
Сопряжение гибких стенок с торцовыми должно быть подвижным. Обшивку торцовых стенок вы водят за пределы теоретического очертания гиб ких стенок с учетом возможного перемещения последних. Зазор между торцовой и гибкой сте ной уплотняют полосой из эластичного материа ла, непрерывной по периметру гибкой стенки.
Разбивают оболочки гибкого бункера на отпра вочные элементы раздельно для прямолинейных и криволинейных участков, при этом избегают пересечений продольных и поперечных монтаж ных сварных швов.
Для хранения трудносыпучих материалов мо гут быть рекомендованы гибкие бункера с жестки ми разгрузочными воронками (рис. 12.39). Такое конструктивное решение позволяет существенно улучшить условия истечения материала и уве личить полезный объем бункера благодаря сокра щению объема застойной зоны. В сравнении с гибким такой бункер менее деформативен и, сле довательно, более удобен в эксплуатации. Неиз меняемость контура бункера в плане в месте примыкания разгрузочных воронок к стенкам
Рис. 12.37. Сопряжение бункерных балок гибких бункеров с колонной.
Рис.. 12.38. Схемы установки бункерных балок гибких бункеров:
а — наклонная бункерная балка; б, в, г — верти кально расположенные бункерные балки.
Рис. 12.39. Гибкий бункер с жесткими разгру зочными воронками.
обеспечивается горизонтальными бункерными балками с распорками.
Конструкция гибкого бункера может быть вы полненщ в виде сплошной незамкнутой оболочки или состоять из отдельных полос (подвесок) того же очертания с уложенным по ним настилом. Под вески проектируют из полосовой или круглой высокопрочной стали и крепят непосредственно
Рис. 12.40. Деталь крепления оболочки, гибкого бункера, выполненного в виде отдельных полос,
кпродольной бункерной балке.
кбункерным балкам (рис. 12.40) или поперечным прогонам, опирающимся на бункерные балки.
Шаг подвесок по длине бункера 0,3...2 м. На стил, воспринимающий давление сыпучего мате риала подвесками, проектируют из дерева при ширине подвесок до 1,5 м или из сборных железо бетонных плит при шаге подвесок 1,5..Л м. Настил крепят к подвескам подвижными связями.
12.6. Защита внутренних поверхностей бункеров
Основные положения. Для защиты стенок и днищ бункеров от химических и механических повреждений предусматривают облицовку внут ренних поверхностей (футеровку).
Исходные данные для проектирования износо стойкой защиты, выдаваемые технологической организацией: форма и размеры бункера; схема его загрузки (положение над бункером загрузоч ного транспортного устройства, скорость сыпуче го материала в момент схода с транспортного устройства, ширина потока его на транспортном загрузочном устройстве); фракция, абразивность, влажность; температура сыпучего и его химиче ская агрессивность (вызываемая минерализован ной или технологической водой); количество сы пучего, проходящего через бункер в год; коэф фициент внутреннего и внешнего трения сыпуче го; зонирование внутренних поверхностей бунке ров по размеру и характеру изнашивающих экс плуатационных воздействий.
Внутренние поверхности бункера в зависимости от характера эксплуатационных воздействий и
вызываемого ими износа делятся на |
три зоны: |
I — участок, подвергающийся воздействию уда |
|
ра и истиранию при загрузке бункера; |
II — уча |
сток, подвергающийся истиранию сыпучим |
мате |
риалом в процессе выгрузки бункера; III — уча |
|
сток, не требующий защиты. |
среду, |
Если материал содержит агрессивную |
зона III делится на подзоны III и IПа., К зоне III
относят поверхность бункера, соприкасающуюся с сыпучим материалом, к зоне I l i a — располо женные над ним.
По степени абразивности сыпучие материалы подразделяются на весьма абразивные, абразив ные и мало абразивные в зависимости от коэффи циентов крепости (табл. 12.12).
При влажности сыпучего более 5 % бетон желе зобетонных бункеров должен иметь марку по водонепроницаемости не ниже W 4 при располо жении бункеров в отапливаемых и не ниже IF 6 в неотапливаемых помещениях.
При химической агрессивности среды по отно шению к стали крепежные металлические и за кладные детали защищают от коррозии. В тех случаях, когда износостойкая защита не пре дохраняет стальную стенку от коррозии, приме няют антикоррозионную защиту стенки.
Самозащита, представляющая собой искусст венно созданный на поверхности бункера слой сыпучего, может применяться в бункерах под сыпучие материалы с влажностью не более 5 % в зоне I и не более 3 % в зоне И.
Защита на упругом основании, состоящая из износостойкого экрана и упругого основания, помещенного между экраном и стенкой бункера, наиболее целесообразна для зоны ударного износа под сыпучие материалы фракции 100...0.
Защита из резины наиболее эффективна в I зоне износа для сыпучих фракций 300...0 и ниже. Резину также следует использовать в конструк циях «самозащиты». Защита из штучных неметал лических материалов (камнелитых и др.) реко мендуется для весьма абразивных и абразивных сыпучих; из бетона или раствора — для железо бетонных бункеров под малоабразивные мате риалы. Защита из бетона и раствора наиболее целесообразна для сборных конструкций, когда возможно совмещение операций по изготовлению железобетонных элементов и их защите. Защита из пластмасс рекомендуется к применению в бункерах, где требуются антиадгезионные свойст ва защиты по отношению к сыпучим фракциям 25...0 и менее. Защита из стали может Применять ся в бункерах под сыпучие фракции 300...0 и выше, когда другие технические решения защиты не могут быть использованы.
Допускается обогрев износостойкой защиты, как меры против примерзания сыпучего. Защита в этом случае должна быть сборно-разборной и стойкой к нагреву.
В надбункерных перекрытиях предусматрива ют монтажные люки для наблюдения за состоя нием защиты и выполнения ремонтных работ.
Для снижения интенсивности ударных воздей ствий, передающихся на стенки (защиту) бункера, возможно применение следующих мероприятий, которые должны быть отражены в технологиче ской части проекта: устройство спиральных или каскадных спусков, которые уменьшают свобод ную высоту падения сыпучего при загрузке; по становка отбойных экранов на пути падения сы пучего, которые гасят скорости падающих кусков и создают нужное направление их движения с тем, чтобы куски падали на сыпучие в бункере; при менение рациональной схемы загрузки и выгруз ки, при которой бункер не опорожняется, а удар передаётся на сыпучее, оставшееся в нем — «само защита»,
|
|
|
|
та |
га |
|
|
|
|
та |
|
Коэффициент |
га |
2 |
CL |
|
Коэффициент |
га |
2 |
||
|
я |
VO |
|
к |
||||||
Сыпучий материал |
крепости по |
о. |
|
со |
га |
Сыпучий материал |
крепости по |
о. |
|
СО |
шкале Про- |
|
|
s |
гата |
шкале Про- |
« 1 |
Я |
|||
|
|
|
га |
g 2 |
|
га |
||||
|
тодьяконова |
§ 1 |
Си |
J3 S |
|
тодьяконова |
|
|
я |
|
|
|
|
|
CL |
||||||
|
|
|
о Й |
|
|
§ |
| |
VO |
||
|
|
Я |
« |
|
а> |
|
|
|||
|
|
•s? |
s |
§ |
|
|
£ |
g |
< |
|
|
|
<. га |
CQга |
|
|
Агломерат (домен ный, марганцевый) Антрацит Апатит
Боксит каменистый Гипс Гранит
Гранит биотитовый Гранит лейкократовый Графит Джеспилит Диабаз
Диорит-порфирит скарнированный Доломит Железняк бурый
Железняк магнитный Известняк Известняк доломитизированный
Известняк мраморизованный Известняк:
мягкий
окварцованный
мрлотый
обожженный
Известь
Кварц
Кварцит Кварцевая мелочь Кокс
Колошниковая пыль Концентрат рудный Магнезитовый поро шок Мрамор Окалина Песчаник:
донецкий кварцевый слабосцементированный карагандинский коркинский мелкозернистый зе леный
Песчаник:
на глинистом це менте на карбонатном це менте
—
1,5...2,8
7...8,4 |
|
J-vl VJ |
о ОО |
2,6 |
|
9,6 |
|
10,1... |
12 |
22,6
3,4
15...20,6
12...13,6
16,7
8...9,5
5,1...5,3
8...8,2
2,4...11,4
4
5,2...10,5
3
15...17
4...6
3,2...5
— |
|
8,7 |
со оо |
о |
—
7,2...8,4
—
—
—
6,8...6,9
—
6,2...11,4
10,4
2,9...6,1
7,2
11,8
1,1...1,8
3,3...9,1
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
++
++
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
++
+
+
+
+
+
++
|
на известковом |
це- |
+ |
менте |
5 |
|
окремненный |
6,8...8,1 |
|
плотный очень |
14,4 |
|
крепкий |
|
|
черемховский |
1,8...6 |
|
Плавиковый шпат |
— |
|
Порода: |
11,3— 17,1 |
|
кварцевая |
+кремнистая с пири
|
том |
|
12,4 |
+ |
кремнистоуглистая |
7,9 |
|
|
Руда: |
|
6,6...10 |
|
апатитовая |
|
|
+ |
окисленная |
мягкая |
2,8...4 |
|
глинистая |
З...6,5 |
|
|
железная красковая |
5,2...6,9 |
|
|
железная |
краско- |
8,6...12 |
|
во-мартитовая |
||
|
железная |
магнети- |
9...13,1 |
|
товая |
мартито- |
|
|
железная |
7,8...12,5 |
|
|
вая |
|
|
|
колчеданная |
9,3...13,6 |
|
|
кварцевая |
|
8,7...12,8 |
+марганцевая 6,1...6,8 магнетитовая плот
|
ная |
15,5 |
|
мартитовая |
3,5...4,2 |
|
песчаниковая креп |
14,1...15,7 |
+ |
кая |
|
+ |
средняя |
9,2...11,4 |
|
мягкая |
5,7...6,4 |
|
пиритовая |
10...11,8 |
|
скарновая |
9,2...10 |
|
свинцовоцинковая |
5,3 |
|
сульфидная |
7,6...10,3 |
|
халькопиритогале- |
11,9 |
|
нито-фалеритовая |
|
|
хромовая |
5,4...6,3 |
|
Сланец: |
|
|
амфиболомагнетито- |
7,4...8,6 |
|
вый |
|
|
глинистоуглистый |
7,6 |
|
окремненный |
|
|
глинистый |
0,7...2,7 |
|
глинистоуглистый |
3,4...5 |
|
кварцевый |
7,3...9,5 |
|
песчанистый |
5,2...7,4 |
|
Суглинок |
1,4 |
|
Уголь |
0,4...2,9 |
|
Шпат полевой |
14 |
|
Штыб |
— |
+
+
+
+
+
+ +
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
В бункерах под весьма абразивные и абразив |
Защита стенок бункеров от ударного износа сы |
|
ные сыпучие материалы I и II зоны износа раз |
пучим материалом для I зоны износа (табл. 12.13, |
|
граничиваются на подзоны: 1а, 16, 1в и На, |
12.14). Защита на |
упругом основании состоит |
Пб и Пв. |
из износостойкого экрана и упругого основания |
|
Интенсивность износа в двух последних под |
(рис. 12.41, Л табл. |
12.15). Износостойким экра |
зонах по отношению к первой составляет соот |
ном могут служить |
материалы, стойкие к абра |
ветственно 50 и 25 %. |
зивному износу: износостойкий металл, металло- |