Примечание. h - высота от верха силоса до верха воронки или забутки (см. черт. 1). Для промежуточных отношений h/d значения коэффициентов a1 и a2 допускается определять по интерполяции. 4.12 (4.12). Полосовое горизонтальное давление на стены квадратных и прямоугольных силосов и на стены звездочек принимается равномерно распределенным по всему периметру стен в любом их месте по высоте. Нормативное значение полосового давления определяется по формуле где a3 - коэффициент местного повышения давления сыпучего материала, равномерно распределенного по всему периметру квадратного силоса или звездочки. Значение коэффициента a3 для квадратных силосов со стороной 3 - 4 м и для звездочек сблокированных силосов диаметром 6 – 12 м, высотой h ³ 15 м принимается равным 0,20, при высоте h < 15 м - равным 0,1. Для квадратных силосов со стороной, большей 4 м, значение a3 принимается по опытным данным, но не менее 0,20. 4.13 (4.13). Изменчивость горизонтальных давлений сыпучих материалов на стены квадратных силосов размером 3´3 м, круглых силосов диаметром 6 - 12 м и аналогичных многогранных силосов следует учитывать расчетом стен на выносливость с коэффициентом асимметрии цикла rs = 0,85 при стенах с предварительным напряжением и rs = rb = 0,7 для конструкций без предварительного напряжения. 4.14 (4.14). Нормативное значение вертикального давления сыпучего материала , передающегося на стены силоса силами трения, определяется по формуле 4.15 (4.15). Вертикальное нормативное давление сыпучих материалов на днище силоса определяется по формуле , [6] где a4 - коэффициент, принимаемый по прил. 8 (3). 4.16 (4.16). При нагнетании воздуха или газа в силос, при работе пневматических систем выпуска, активной вентиляции и газации неподвижного сыпучего материала (без образования кипящего слоя) кроме давлений сыпучих материалов должно быть учтено избыточное давление воздуха или газа на стены и днища силосов. Значение и распределение избыточного давления воздуха принимаются по данным технологической части проекта. При отсутствии данных для расчета допускается в силосах с зерновыми продуктами указанное избыточное давление принимать равным величине напора воздуха или газа в подводящей системе и равномерно распределенным по периметру силоса. От уровня верхнего отверстия в подводящей системе до верха засыпки это давление принимается равномерно уменьшающимся до нуля. 4.17 (4.17). Для силосов, в которых нагнетается воздух с образованием кипящего слоя (гомогенизация), нормативное давление на днище и стены в пределах кипящего слоя определяется от сыпучего материала и сжатого воздуха как гидростатическое давление жидкости с удельным весом, равным 0,6g, где g - удельный вес сыпучего материала (см. прил. 4 (1)), при этом следует учитывать повышение уровня сыпучего материала в связи с уменьшением удельного веса в процессе гомогенизации. 4.18 (4.18). Температурные воздействия от суточного изменения температуры наружного воздуха и перепада температуры по толщине стен допускается заменять дополнительным горизонтальным давлением сыпучего материала на наружные стены сблокированных или отдельно стоящих силосов, считая его равномерно распределенным по периметру и высоте. Нормативное значение этого давления определяется по формуле где T1 - суточная амплитуда температуры наружного воздуха, принимаемая равной 2q1, где q1 определяется по СНиП 2.01.07-85; Em - модуль деформации сжатия сыпучего материала; для зерновых силосов значение Em допускается принимать по формуле Em = 250 ()0,63 МПa [586 ()0,63 кгс/см2]; Еc - модуль упругости материала стен силосов; для железобетонных стен с учетом трещин допускается принимать по формуле Еc = 10 000 МПа (100 000 кгс/см2); kt - коэффициент, принимаемый равным: 2,5 - для стальных, 2 - для монолитных железобетонных стен силосов и 1 - для сборных железобетонных стен; at - коэффициент линейной температурной деформации материала стен; d - внутренний диаметр силоса; t - толщина стен; v - начальный коэффициент поперечных деформаций (коэффициент Пуассона), принимаемый для зерновых продуктов равным 0,4. Допускается давление определять по формуле где kt1 - коэффициент, принимаемый равным: 0,4 - для стальных стен силосов; 0,2 - для монолитных железобетонных; 0,15 - для сборных железобетонных при толщине стен менее 15 см и 0,1 - при толщине 15 см и более. Значение принимается по формуле [1] в нижней зоне силоса. При определении по формуле [7] и [7а] добавочные усилия от усадки бетона и неравномерного нагрева солнцем не учитываются. Примечание. Для квадратных силосов в формуле [7] вместо d следует принимать l - расстояние в свету между противоположными стенами. 4.19 (4.19). Нормативные давления сыпучего материала на наклонную под углом a к горизонту поверхность днищ или воронок силосов определяются по формулам: нормальное к поверхности воронки или днища касательное к поверхности воронки или днища 4.20 (4.20). При выполнении требований п. 3.32 горизонтальное давление на стены круглых и квадратных силосов, из которых зерно выпускается через разгрузочные трубы или смежные силосы и звездочки, определяют с учетом требований пп. 4.5 - 4.12, умножая коэффициенты а1, а2 и а3 на коэффициент условий работы gc = 0,3, коэффициенты rs, и rb - на коэффициент gc = 1,2. 4.21 (4.21). Нормативное горизонтальное давление сыпучего материала на внешние стенки разгрузочной трубы при размерах ее не более 0,15 диаметра силоса допускается определять по формуле [1] с умножением на коэффициент gext = 1,5 (для силосов диаметром 6 - 18 м). Силы трения, действующие на подвески электротермометров, допускается определять как давление , умноженное на коэффициент трения, данный в прил. 4 (1). 4.22 (4.22). Кратковременная часть горизонтального неравномерного давления сыпучих материалов принимается равной 0,7 соответствующих кольцевых, локальных и полосовых давлений, определяемых по формулам [2] - [4]; остальная часть неравномерного давления, а также давление, определяемое по формуле [1], принимаются как длительные горизонтальные давления. 4.23 (4.23). Давление зерна на стены зерноскладов следует определять как давление на подпорные стены. В прил. 9 приведено давление зерна на вертикальные стены зерноскладов при разной высоте загрузки. 5. РАСЧЕТ КОНСТРУКЦИЙ5.1 (5.1). Несущие конструкции производственных зданий и сооружений предприятий должны соответствовать СТ СЭВ 384-76. При этом необходимо учитывать нагрузки и их сочетания в соответствии с пп. 4.1-4.3, а также динамическое воздействие на конструкции оборудования. Примечания: 1. Конструкции помещений с производствами категории Б (перекрытия, включая заполнение монтажных проемов, внутренние стены, перегородки), а также рабочих зданий элеваторов, надсилосных и подсилосных этажей (включая наклонные днища и воронки силосов) следует рассчитывать на прочность от воздействия особой нагрузки по п. 4.1 (примеч. 1), принимаемой равномерно распределенной по всей площади конструкций внутри помещения, при этом все остальные кратковременные нагрузки допускается не учитывать. 2. Наружные легкосбрасываемые конструкции (за исключением оконных стекол я других конструкций, входящих в расчетную площадь 0,03 м2 на 1 м3 объема помещений) допускается проектировать из условия их разрушения или вскрытия при избыточном давлении внутри помещения ра = 2 кПа (200 кгс/м2). 5.2 (5.2). При расчете сборно-монолитных перекрытий следует учитывать изменения нагрузок и расчетных схем, соответствующие условиям работы конструкций в процессе строительства и после замоноличивания., 5.3. Плиты перекрытий с отверстиями диаметром до 200 мм, расположенными с промежутками не менее 300 мм, допускается рассчитывать без учета отверстий. Наличие отверстий должно учитываться при конструировании армирования (сгущением арматуры между отверстиями, установкой стержней, окаймляющих отверстия). СТЕНЫ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ СИЛОСОВ5.4 (5.3). Стены железобетонных силосов должны удовлетворять требованиям расчетов по несущей способности (расчет на прочность - предельные состояния первой группы) и пригодности к нормальной эксплуатации (расчет с целью исключения образования или чрезмерного раскрытия трещин, для прямоугольных силосов - также исключения чрезмерных прогибов - предельные состояния второй группы) - согласно СНиП 2.03.01-84. При расчете стен силосов учитывается основное сочетание нагрузок и воздействий (горизонтальное давление сыпучих материалов на стены силосов по п. 4.5, температурные воздействия по п. 4.18, а также давление воздуха по пп. 4.16 и 4.17, давление ветра на оболочку пустого или заполненного отдельно стоящего силоса диаметром свыше 12 м). Усилия от давления воздуха и температурных воздействий умножаются на коэффициент сочетания нагрузок y2, равный 0,9, от ветра - на коэффициент y2, равный 0,8. При расчете, конструкций для предельных состояний как первой, так и второй группы должна быть учтена изменчивость нагрузок и воздействий. При этом расчет по несущей способности на выносливость для стен силосов, возводимых в скользящей опалубке (круглых диаметром 12 м и менее и квадратных), производится на основное сочетание расчетных нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке по п. 4.2, для всех остальных силосов - на основное сочетание нагрузок с коэффициентом надежности по нагрузке, равным 1. Коэффициент асимметрии цикла следует принимать согласно п. 4.13. Изменчивость нагрузок и воздействий вызывается пульсацией, изменением давлений сыпучих материалов при заполнении и опорожнении, температурными воздействиями. 5.5 (5.4). Стены силосов, в которых возможно хранение различных сыпучих материалов, следует рассчитывать на максимальное давление, возникающее от этих сыпучих материалов. Допускается все силосы мукомольно-крупяных и комбикормовых предприятий рассчитывать на нагрузку от зерна. Примечание. Днище силосов для хранения мучнистых продуктов должны проверяться на давление от них. 5.6 (5.5). Усилия в стенах железобетонных силосов от давления сыпучих материалов следует определять с учетом пространственной работы стен силосов. Допускается при расчете усилий в вертикальных сечениях стен круглых сблокированных силосов считать эти силосы отдельно стоящими замкнутыми цилиндрическими оболочками с постоянным сечением стен по контуру оболочки, при этом усилия от загрузки звездочек учитывают отдельно1. __________ Можно использовать работы: Строительная механика и расчет сооружений. 1979, № 2,с. 42-56; 1981. № 6, с. 47-53 и др. Усилия в стенах круглых силосов допускается определять в упругой стадии работы ортотропной цилиндрической оболочки и без учета появления в них трещин. Сборные элементы силосов следует дополнительно проверять на нагрузки и воздействия, возникающие при их транспортировании и монтаже. 5.7 (5.6). Расчетную растягивающую продольную силу N и расчетный изгибающий момент М на единицу высоты в вертикальных сечениях стен круглых железобетонных силосов, имеющих по концам шарнирно связанные со стенами, жесткие в горизонтальных плоскостях диафрагмы, от горизонтальных давлений сыпучих материалов, указанных в п. 4.10, в пределах высоты hmt (см. черт. 1) допускается определять по формулам: где gf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,3 при расчете на прочность и образование трещин и равный 1 при расчете по деформациям, раскрытию и закрытию трещин; gc - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1. Коэффициенты a1 и a2, учитывающие влияние локальных давлений сыпучих материалов, определяются по формулам: , , где a2 - коэффициент, следует определять по табл. 1; x1, x2 - коэффициенты, учитывающие влияние относительной толщины стен и определяемые по формулам: ; ; здесь t - толщина стен силоса без ребер или приведенная толщина стен с ребрами (по равенству моментов инерции); tnom - номинальная толщина стен по табл. 2; c1 - коэффициент, учитывающий длительность действия давления и принимаемый равным: 1 - при действии полного давления; 0,7 - при действии кратковременной части давления и 0,3 - при действии длительной части давления в соответствии с п. 4.22. Таблица 2 При коэффициенте c1 = 1 значения a1 и a2 определяются по графикам, приведенным соответственно на черт. 12 (4) и 13 (5). Черт. 12 (4). Значение коэффициента a1 Черт. 13 (5). Значение коэффициента a2 По формулам [10], [11] определяют усилия для расчета стен с симметричным армированием. При несимметричном армировании эти формулы следует использовать при определении наружной арматуры, для внутренней арматуры допускается усилия определять по формулам: ; [10a] 5.8 (5.7). Стены круглых железобетонных силосов диаметром 6 и 12 м, имеющих шарнирно связанные со стенами жесткие в горизонтальной плоскости диафрагмы, допускается рассчитывать в зонах на высотах h1, h2 и h3 (см. черт. 1) на центральную растягивающую продольную силу N, определяемую по формуле где a1 - коэффициент, значение которого в пределах высот h2 и h3 принимается по табл. 1, в пределах высоты h1 - равным 0,5. Примечание. При h > 30 м h1 = h2 = h3 = 5 м; при меньших значениях h высоту зон h1, h2 и h3 принимают равной h/6. 5.9 (5.8). При расчете стен многогранных силосов (кроме прямоугольных) продольные растягивающие силы допускается определять по формуле [10] как для круглого силоса диаметром, равным четырем гидравлическим радиусам многогранного силоса. Пролетный и опорный изгибающие моменты в гранях многогранника определяют как суммы моментов, рассчитанных по формулам [11] и [17]. В формуле [17] следует принимать и расстояние l, равное длине внутренней грани многогранника. 5.10 (5.9). Стены звездочек круглых и многогранных сблокированных силосов следует проверять по прочности на расчетные усилия, возникающие при загрузке звездочки в случае, когда смежные силосы не заполнены (черт. 14, а (6, а)), а также на сумму усилий, возникающих в стенах звездочки в случае загрузки звездочки и смежного силоса (черт. 14, б (6, б)). В этих случаях загрузки допускается не производить расчет стен на образование и раскрытие трещин и не учитывать температурные воздействия на них. Черт. 14 (б). К расчету звездочки а - загрузка звездочки; б - загрузка звездочки и силоса; в - определение угла y; г - дополнительное армирование стен звездочки; 1 - опорная; 2 - пролетная арматура При загрузке звездочки возникающую при этом продольную силу в ее стенах допускается не учитывать, а значение изгибающего момента определять по формуле где a3 - коэффициент, принимаемый по табл. 3 для опорного и пролетного моментов в зависимости от угла y, указанного на черт. 14, в (6, б). - нормативное горизонтальное давление сыпучего материала на стены звездочки, определяемое по п. 4.6; для звездочек силосных корпусов с рядовым расположением силосов допускается принимать , - давление в силосе по формуле [1]. Таблица 3
Продолжение табл. 3
Примечание. При диаметре силоса 9 м значение коэффициента a3, принимается по интерполяции. При загрузке звездочки и силоса (см. черт. 14, б (6, б)) продольную силу и изгибающий момент определяют по формулам: ; [14] Для силосных корпусов со сборными силосами, соединенными между собою в местах касания, коэффициент gc в формулах [13] и [15] допускается принимать равным 1,25 для наружных силосов и 2,5 - для внутренних. При недостаточности арматуры, установленной без учета загрузки звездочек, рекомендуется не увеличивать сечение всей кольцевой арматуры, а устанавливать дополнительную арматуру (опорную арматуру) в пределах звездочек у стыков силосов (черт. 14, г (6, г)). 5.11 (5.10). Стены силосов диаметром 12 м и более, загружаемых или разгружаемых внецентренно, следует проверять на усилия, определяемые с учетом разного уровня сыпучего материала по периметру его верхнего конуса. Поперечную силу Qz и изгибающий момент Mz в сечении А-А (черт. 15) допускается определять как на защемленный в основании стержень кольцевого сечения по приближенным формулам: ; (1) ; (2) Дополнительные продольные усилия N, возникающие в стенах силоса от несимметричной нагрузки, допускается определять по формуле , (3) где . Черт. 15. Силос, загруженный внецентренно Если при разгрузке силоса вблизи стен образуется воронка в сыпучем материале с местным снижением горизонтального давления, то следует производить проверку достаточности принятого армирования для восприятия местных усилий в связи со снижением горизонтальных давлений в потоке (см. п. 4.9). 5.12 (5.11). Расчетную растягивающую продольную силу N и расчетный изгибающий момент М в вертикальных сечениях стен квадратных железобетонных силосов от горизонтальных давлений сыпучего материала следует определять по формулам: где b1 - коэффициент, равный 1/24 для пролетного изгибающего момента, 1/12 для опорного момента монолитных силосов, для силосных корпусов со сборными силосами - устанавливаемый с учетом жесткости заделки стен, зависящей от конструктивного решения узловых соединений. Коэффициент b1 и рекомендации по расчету стен квадратных силосов из объемных элементов даны в прил. 10. 5.13 (5.12). При расчете наружных стен сблокированных или одиночных силосов следует учитывать дополнительные изгибающие моменты Мt (для квадратных и многогранных силосов) и растягивающие продольные силы Nt от температурных воздействий. Эти усилия допускается определять по формулам: ; [18] ; [19] , [20] где gf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,1 при расчете на прочность и равный 1 при расчете по деформациям, раскрытию и закрытию трещин. Примечание. Для верхних и нижних участков стен круглых силосов, рассчитываемых согласно п. 5.8, температурные воздействия допускается не учитывать. 5.14 (5.13). При расчете стен прямоугольных силосов прогиб от давления по формуле [1] не должен превышать 1/200 пролета в осях стен. При разновременном загружении смежных (прямоугольных или круглых) силосов в расчетах по предельным состояниям второй группы значения ширины раскрытия трещин и прогиба, определенные по СНиП 2.03.01-84, следует умножать на коэффициент cvar. Значение cvar принимается равным 1,1 при ss = 200 МПа (2000 кгс/см2) и 1,2 при ss, = 270 МПа (2700 кгс/см2). 5.15 (5.14). При осуществлении мероприятий по снижению горизонтальных давлений сыпучих материалов в соответствии с п. 3.32 допускается в стенах силосов, из которых зерно выпускается через разгрузочные трубы Или через смежные силосы и звездочки, усилия от горизонтальных давлений сыпучих материалов определять по формулам [10], [11], [16] и [17], умножая коэффициенты a1, a2 и , а для высот h2 и h3 - коэффициент а1 в формуле [12] на уменьшающий коэффициент g1, равный 0,3. 5.16. При назначении толщин и армировании участков сборных стен силосов, заключенных между ребрами ребристых сборных элементов, следует принимать приходящееся на всю площадь участка равномерно распределенное горизонтальное давление, определяемое по формулам [1] и [4] для квадратных силосов и по формулам - [1] и [3] для круглых. 5.17. Расчет по раскрытию и закрытию вертикальных трещин в стенах железобетонных силосов производится по СНиП 2.03.01-84. 5.17.1. Усилия в вертикальных сечениях стен круглых силосов от кратковременных и длительных нагрузок от давления сыпучих материалов следует определять для зон, указанных на черт. 1, по формулам: от кратковременной нагрузки: зона 1 ; (4) зоны 2, 3 ; (5) средняя зона ; (6) ; (7) от длительной нагрузки: зона 1 ; (8) зоны 2, 3 ; (9) средняя зона ; (10) . (11) 5.17.2. Усилия в вертикальных сечениях стен квадратных силосов от кратковременных и длительных нагрузок от давления сыпучих материалов следует определять по формулам: от кратковременной нагрузки: ; (12) ; (13) от длительной нагрузки: ; (14) ; (15) 5.18. Расчет вертикальных сечений и стыков элементов стен круглых или многогранных силосов при перевязке вертикальных стыков и обеспечении совместной работы смежных по высоте элементов следует производить на совместное восприятие усилий сечением железобетонного элемента и стыка. В случае отсутствия перевязки или при необеспечении совместной работы смежных по высоте элементов вертикальные стыки следует рассчитывать с учетом их жесткости. При расчете стен сборных круглых или многогранных силосов с перевязкой вертикальных стыков совместность работы смежных по высоте элементов допускается проверять по формуле ; (16) полученной из условия , где Q - сдвигающая сила, определяемая по формуле ; Qcr - удерживающая сила, определяемая по формуле ; здесь g = 0,9 - коэффициент условий работы горизонтального стыка; Nz - определяется по формуле [21] с коэффициентом gf; Ng - нагрузка на 1 м длины веса вышележащих конструкций; - равномерно распределенное по периметру нормативное горизонтальное давление сыпучих материалов на стены; h1 - высота элемента стены; d - внутренний диаметр силоса; lu - длина перепуска смежных по высоте элементов; fb = 0,7 - коэффициент трения. 5.19 (5.15). Дополнительные усилия в стенах силосов от изгиба сблокированных силосов как целого блока следует определять расчетом блока силосов на упругом основании. При соблюдении условий п. 3.24 допускается не учитывать эти дополнительные усилия. 5.20. Величина расчетного изгибающего момента в горизонтальном сечении предварительно напряженных железобетонных стен силосов Мо, возникающего в процессе равномерной навивки напрягаемой арматуры с одного конца силоса (при несвободных концах), определяется по формуле , (17) где gsp - коэффициент точности предварительного напряжения арматуры, равный 1,1; sсоп - контролируемое предварительное напряжение арматуры; Аsр - площадь сечения напрягаемой арматуры на единицу высоты силоса; t1 - толщина стены силоса, на которую навивается арматура. 5.21 (5.16). Коэффициенты условий работы при расчете стен силосов следует определять в соответствии с требованиями СНиП 2.03.01-84, принимая для стен силосов, возводимых в скользящей опалубке, в пределах засыпки* сыпучих материалов: коэффициент условий работы арматуры gb = 0,9, коэффициент условий работы бетона gb = 0,75. На последний коэффициент следует умножать Rb и Rbt. При учете gb = 0,75 коэффициент gb2, учитывающий длительность действия нагрузки, принимается равным 1. 5.22 (5.17). Стены железобетонных силосов, в которых площадь сечения вертикальной арматуры меньше минимальной, указанной в СНиП 2.03.01-84, следует рассчитывать на сжатие как бетонные конструкции с коэффициентом условий работы, приведенным в п. 5.21. 5.23 (5.18). Расчетная вертикальная продольная сила Nz от трения сыпучего материала о стену силоса на единицу длины периметра горизонтального поперечного сечения на глубине z от верха засыпки определяется по формуле При расчете стен силосов на сжатие следует учитывать загрузку смежных силосов. По формуле [21] допускается определять продольные силы, возникающие в стенах разгрузочных труб и подвесок для электротермометров с умножением на коэффициент gext = 1,5. Для разгрузочных труб следует также учесть силы трения сыпучего материала внутри трубы. При определении коэффициент а4 принимается равным 1. Для силосов диаметром 6 м и высотой 30 м расчетные усилия (для предельных состояний первой группы) от подвески электротермометров допускается принимать равными: для подвески типаТП-1М 36 кН (3,6 тс); типа КПИ - 26 кН (2,6 тс). 5.24 (5.19). При расчете стен силосов на сжатие максимальные напряжения сжатия следует определять в месте опирания стен на плиту днища, на балки или на фундаментную плиту. При расчете на сжатие нижней зоны стен силосов расчетная нагрузка от веса сыпучих материалов умножается на коэффициент, равный 0,9. 5.25. Средние напряжения сжатия в стенах силосов, опирающихся непосредственно на фундаментную плиту, допускается определять без учета проемов; дополнительные напряжения сжатия стен силосов вблизи проемов рекомендуется определять, принимая, что сжимающая сила, приходящаяся на стену силоса в пределах проема, передается равномерно на примыкающие к проему стены силоса (на длину не более 31, где t - толщина стены). 5.26 (5.20). При расчете горизонтальной и вертикальной арматуры стен железобетонных силосов диаметром свыше 12 м следует учитывать также ветровую нагрузку, рассчитывая силос как оболочку, при этом радиальные деформации оболочки силоса при заполненном силосе следует определять с учетом реакции заполнения. Допускается при этом рассматривать сыпучий материал как линейно-податливое основание с коэффициентом постели С, который определяется по формуле , где Е определяется по п. 4.18. 5.27. Усилия от краевого эффекта в гладких стенах круглых силосов, защемленных у днища, могут быть определены по формулам: краевой изгибающий момент ; (18) краевая поперечная сила ; (19) где - горизонтальное давление на стенку силоса у днища; , здесь d - внутренний диаметр силоса. По высоте стены усилия краевого эффекта изменяются по следующей закономерности (началом координат принимается точка присоединения стены к днищу): меридиональный момент ; (20) кольцевое сжимающее усилие ; (21) где (z - расстояние от места закрепления стены до рассматриваемой точки). Значения k1 и k2 в зависимости от e приведены на черт. 16. Максимальное значение изгибающего момента обратного знака при e = p/2 определяется по формуле . (22) 5.28. При шарнирном опирании стены на днище усилия краевого эффекта в точке присоединения определяются по формулам M = 0; . (23) При этом усилия в стенах по высоте меняются по закономерностям: ; (24) Черт. 16. Значения коэффициентов k1, k2 . (25) Максимальное значение момента (черт. 17) при e = p/4 определяется по формуле . (26) Значения k3 и k4 в зависимости от e приведены на черт. 17. 5.29 (5.21). Стены силосов при должны быть проверены на усилия от давления как стены бункера. Давление сыпучего материала на стены бункера на глубине z от верха засыпки определяется по формуле Черт. 17. Значения коэффициентов k3, k4 СТЕНЫ СТАЛЬНЫХ СИЛОСОВ5.30 (5.22). Стены стальных круглых силосов рассчитываются на те же сочетания нагрузок и воздействий, что и стены железобетонных круглых силосов (см. пп. 4.2 и 5.4). 5.31. Стальные стены силосов допускается не рассчитывать на выносливость. 5.32 (5.23). Стены стальных силосов, воспринимающие изгибающие моменты, рассчитывают на те же усилия, что и стены железобетонных силосов, но с коэффициентом условий работы gc, равным 0,8; дополнительно стены стальных силосов проверяют на устойчивость с коэффициентом gc = 1. 5.33 (5.24). Расчетную растягивающую кольцевую продольную силу от горизонтальных давлений сыпучих материалов в стенах круглых стальных силосов, не воспринимающих кольцевые изгибающие моменты, допускается определять по формуле . [23] Проверка на прочность и устойчивость от усилий сжатия в горизонтальных сечениях производится в соответствии с указаниями СНиП II-23-81 и с учетом поддерживающего влияния внутреннего давления зерна при коэффициенте gf = 1. 5.34. При симметричной разгрузке и загрузке сыпучего материала стены силосов проверяют на прочность по формуле (93) СНиП II-23-81 с коэффициентом условий работы gc = 0,8. При этом вертикальные усилия N могут быть определены как для консольно защемленного в основании стержня по формуле , (27) где SF, SM - суммарная вертикальная сила и изгибающий момент от ветра и других нагрузок. Сдвигающие усилия Qx от ветра, натяжения транспортеров и других горизонтальных сил допустимо определять по формуле , (28) где SQ - суммарная горизонтальная сила; j - угол между направлением силы и расчетной точкой на окружности силоса. 5.35. Стена силоса проверяется на устойчивость по формуле где scr1 - определяется по п. 8.5 СНиП II-23-81 с учетом внецентренного сжатия стенок силоса (допускается учитывать влияние на устойчивость сыпучего заполнителя силоса - см. пример 5); sz - максимальное напряжение сжатия в стене силоса. Величина Dscr - учитывает кольцевое растяжение оболочки от внутреннего давления сыпучего материала при ; (30) при , (31) где Е - модуль упругости стали. 5.36. В случае усиления гладкой цилиндрической оболочки вертикальными и кольцевыми ребрами жесткости с соблюдением условия (b - ширина панели, измеренная по дуге направляющей), панель проверяется на устойчивость по формулам (102) и (103) СНиП II-23-81. Если , то панель проверяется на устойчивость как оболочка по указаниям п. 8.5 СНиП II-23-81. В случае если вертикальные ребра не доведены до верха стен, необходимо учитывать концентрацию напряжений в оболочке стен над ребрами. При усилении стен горизонтальными ребрами следует учитывать меридиональные изгибающие моменты в оболочке от давления сыпучего материала, при проверке устойчивости - возможную погибь оболочки. Учет концентрации напряжений, дополнительных изгибающих моментов и погиби даны в примере 6. 5.37. При наличии сдвигающих усилий Qx = txt устойчивость проверяется по формуле , (32) где sz; scr1 Dscr определяются так же, как и в пп. 5.34, 5.35. Величина tcr1 определяется по формуле , (33) где z - длина зоны действия касательных напряжений. В случае если сдвигающие усилия распространены по всей высоте силоса, z принимается равной высоте силоса. В случае укрепления оболочки кольцевыми ребрами z следует принимать равной расстоянию между ребрами. gt - принимается по табл. 4 в зависимости от r/t. Таблица 4 5.38. В случае неосесимметричной загрузки или выгрузки сыпучих материалов стены стальных силосов, не воспринимающие кольцевые изгибающие моменты, проверяются на устойчивость и прочность от воздействия кольцевых меридиональных и сдвигающих усилий, определяемых расчетом цилиндрической оболочки или по результатам специальных исследований. На прочность стена силоса проверяется по формуле (93) СНиП II-23-81, на устойчивость - по формуле (29) п. 5.35. 5.39 (5.25). При высоте стен силоса следует руководствоваться указаниями п. 5.29, при этом дополнительно стены силоса проверяют на устойчивость с учетом вертикальных сил трения сыпучего материала о стены силоса по формуле [5], в которой вместо , принимается , определяемое по формуле [22]. 5.40 (5.26). Места изменения формы оболочек, в частности, зона сопряжения цилиндрической части с конусной или с плоским днищем, а также места резкого изменения нагрузок должны быть проверены на дополнительные местные напряжения (краевой эффект) по СНиП II-23-81. При этом следует учитывать рекомендации пп. 5.27, 5.28. ВОРОНКИ И ДНИЩА СИЛОСОВ5.41 (5.27). Расчет конических воронок силосов следует производить на горизонтальное кольцевое и осевое растяжения, действующие вдоль образующей. Расчетные растягивающие продольные силы в конической воронке - горизонтальную Nh в меридиональном сечении и Nt, действующую вдоль образующей воронки под углом a к горизонту в кольцевом сечении (черт. 18 (7)) следует определять по формулам: где gf1 - коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса воронки силоса; g - собственный вес единицы площади стенки воронки; G - вес части воронки с сыпучим материалом, расположенной ниже плоскости сечения. Черт. 18 (7). Расчетные схемы конической воронки a - обозначение размеров воронки; б - схема для определения горизонтального растягивающего усилия; в - схема для определения меридионального (вдоль ската) растягивающего усилия Значения коэффициента условий работы gc даны в прил. 8 (3). Допускается и принимать в уровне верха воронки. 5.42 (5.28). Грани пирамидальных воронок следует рассчитывать на местный изгиб (из плоскости грани) от давления, определяемого по формуле [8], совместно с растягивающими продольными силами в вертикальных и горизонтальных сечениях воронки. Горизонтальную растягивающую силу у грани пирамидальной квадратной воронки следует определять по формуле [24], а растягивающую силу вдоль грани пирамидальной квадратной воронки следует определять по формуле [25]; при этом вместо dz необходимо принимать ширину в свету грани воронки в рассматриваемом горизонтальном сечении, а вместо величины p следует принимать 4. 5.43 (5.29). Балки днища следует рассчитывать на нагрузки, передающиеся через стены и днища (или воронки) силоса, принимая, что нагрузка от стен силосов q1 передается на балку в виде равномерно распределенной по длине l1 (черт. 19 (8)). Черт. 19 (8). Передача нагрузки от балки на колонну q1 - нагрузка от стены силоса; q2 - нагрузка от днища (воронки); l1 - расчетная длина опирания стены силоса на балку; h - высота балки; b - ширина оголовка колонн; l0 - расстояние между осями колонн Нагрузку от днища q2, а также нагрузку от стен силосов при l1 > l0 следует принимать равномерно распределенной по периметру балки. 5.44. Днище рекомендуется рассчитывать на ЭВМ как плоскую систему из кольцевых балок и плиты. При расчете силоса с монолитными стенами следует учитывать отсутствие перемещений в вертикальном направлении наружной кольцевой балки днища. Кольцевые балки днищ допускается рассчитывать исходя из их совместной работы с цилиндрической оболочкой силоса на действие вертикальных усилий, передаваемых от колонн подсилосного этажа или от стен силосов. Расчет выполняется для упругой стадии. В случае невозможности расчета на ЭВМ допускается расчленять днище на элементы - плиту и кольцевые балки. При этом кольцевые балки рассчитываются на нагрузки от днища q2, определенные в соответствии с грузовыми площадями, приходящимися на эти балки. 5.45 (5.30). При расчете плоских наклонных днищ и балок днищ усилия следует определять как в обычных перекрытиях с учетом давления сыпучих материалов по формулам [8] и [9] и коэффициента условий работы gc, приведенного в прил.8 (3). 5.46 (5.31). Дополнительные усилия в днищах силосов при расчете блока силосов на упругом основании определяются в соответствии с указаниями пп. 5.19 и 5.48. КОЛОННЫ ПОДСИЛОСНЫХ ЭТАЖЕЙ5.47 (5.32). Колонны подсилосного этажа необходимо рассчитывать по схеме стоек, заделанных в фундамент, с учетом фактического закрепления в днище силоса, при этом расчетную длину колонн следует принимать, как правило, не менее высоты колонны от верха подколенника до верха капители. Максимальный процент содержания арматуры железобетонных колонн, как правило, не должен превышать 3. 5.48 (5.33). Колонны подсилосного этажа необходимо рассчитывать на максимальные усилия, передающиеся на них при разных схемах загружения силосов (при полной или частичной загрузке силосных корпусов), при этом расчетная нагрузка от веса сыпучих материалов, определяемая в соответствии с пп. 4.2 и 4.4, умножается на коэффициент, равный 0,9. Усилия в колоннах следует определять расчетом сооружения на упругом основании, при этом для железобетонных корпусов при соблюдении требований п. 3.24 допускается силосную часть считать абсолютно жесткой. При соотношении сторон корпуса, равном 2 и более, допускается определять усилия в колоннах как в плоской системе конечной жесткости, выделяя для расчета полосу шириной, равной диаметру или стороне силоса. 5.49 (5.34). Если колонны подсилосного этажа бетонируются в скользящей опалубке, их следует заводить в стены силосов выше днища на высоту hz, определяемую по формуле , [26] где N - продольная сила в колонне подсилосного этажа; А1 - заштрихованная площадь на черт. 20 (9); n1 - число стен силосов, примыкающих к колонне. Примечание. Допускается hz определять по формуле , [27] где lan - длина анкеровки арматуры по СНиП 2.03.01-84. Черт. 20 (9). Заделка колонны подсилосного этажа, бетонируемой в скользящей опалубке, в стены силосов 5.50 (5.34). При расчете по прочности сборных железобетонных колонн подсилосного этажа случайный эксцентриситет, учитываемый согласно требованиям СНиП 2.03.01-84, следует принимать не менее 2,5 см. В колоннах подсилосного этажа дополнительные усилия от изгиба и сжатия при наклоне корпуса от неравномерной осадки могут не учитываться (при крене до 0,006). 5.51. При нескольких подсилосных этажах усилия в колоннах следует определять по расчету рамного каркаса. При этом допускается принимать жесткость верхних ригелей (связанных со стенами силосов) бесконечной. Расчет указанных ригелей на нагрузки от стен силосов допускается производить как расчет обвязочных балок. ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ5.52 (5.35). Проектирование оснований и фундаментов предприятий по хранению и переработке зерна следует осуществлять в соответствии со СНиП 2.02.01-83 и с учетом требований настоящего раздела. Основные требования к инженерно-геологическим изысканиям для элеваторных сооружений даны в прил. 12. 5.53. Усилия в фундаментной плите, ее деформация и реактивное давление грунта определяются из расчета плиты на упругом основании с учетом жесткости надфундаментного строения. Модель основания выбирается в зависимости от грунта. 5.54 (5.37). При расчете монолитных плит силосных корпусов, загружаемых сыпучими материалами не ранее чем через 3 мес. после окончания бетонирования плит, класс бетона следует назначать с учетом срока загрузки. 5.55 (5.38). При расчете оснований силосных корпусов и рабочих зданий элеваторов по деформациям следует, как правило, использовать расчетную схему в виде линейно деформируемого полупространства. Использование расчетной схемы в виде линейно деформируемого слоя для указанных зданий и сооружений допускается при соответствующем обосновании. В последнем случае при расчете осадок с модулем деформации грунта основания Е ³ 10 МПа (100 кгс/см2) для фундаментов силосных корпусов и рабочих зданий элеваторов в виде сплошной плиты шириной или диаметром более 10 м в формулу расчета осадок следует ввести дополнительные повышающие коэффициенты, а глубину сжимаемой толщи Н допускается определять по формуле , (34) где b - ширина или диаметр фундамента, м; Н0,y - принимаются соответственно равными для оснований, сложенных грунтами: глинистыми - 9 м и 0,75; песчаными - 6 м и 0,5; kp - коэффициент, учитывающий давление на основание и принимаемый равным 0,8 при давлении 0,10 МПа (1 кгс/см2) и 1,4 при давлении 0,60 МПа (6 кгс/см2); при промежуточном значении - по интерполяции. 5.56 (5.39). При расчете оснований и фундаментов силосных корпусов расчетный вес сыпучего материала следует принимать с дополнительным понижающим коэффициентом, равным 0,9. 5.57. При определении давления на грунт под подошвой фундаментов силосных сооружений следует, как правило, учитывать возможность полной загрузки силосов сыпучими материалами, а также частичной односторонней загрузки. При расчете плит на упругом основании допускается не учитывать возможность неравномерной загрузки силосов. 5.58 (5.40). Давление на грунт под подошвой фундаментных плит силосных корпусов с круглыми силосами диаметром 3-12 м и квадратными силосами размером в плане 3´3 м допускается определять с учетом распределения давления по прямолинейной эпюре при односторонней загрузке корпуса на 2/3 полной нагрузки. При этом фундаментные плиты силосных корпусов с квадратными силосами, опирающиеся на колонны подсилосного этажа, допускается рассчитывать как безбалочные. Для силосных корпусов с круглыми силосами диаметром 6 м, опирающимися на колонны подсилосного этажа, фундаментные плиты допускается рассчитывать как прямоугольные плиты, заделанные в подколенники. 5.59. Для сплошных фундаментных плит при действии продольных сил в колоннах в пределах ядра сечения расчет стаканов фундаментов на продавливание допускается проводить, принимая высоту пирамиды продавливания до верха заделки колонн, а размеры и армирование стаканов назначать конструктивно (черт. 21). При этом следует под дном стакана устанавливать плоские сварные сетки, а в проекте дать указания о контролируемой заделке колонн в стаканах. Черт. 21. Схема продавливания фундаментной плиты а - стакан заглублен в плиту; б - стакан выше плиты; 1 - фундаментная плита; 2 - колонна; 3 - стакан; 4 - пирамида продавливания 5.60. Расчет оснований сблокированных и отдельно стоящих силосов, возводимых на нескальных грунтах, следует производить по деформациям. При этом крен фундаментных плит не должен превышать 0,004 для силосных корпусов (продольной и поперечной оси) и рабочих зданий (крен продольной оси фундамента) и 0,003 - для поперечной оси фундамента рабочих зданий. Предельная величина средних осадок для силосных корпусов, сблокированных с рабочими зданиями, для отдельных силосных корпусов со сборными железобетонными конструкциями не должна превышать 30 см, отдельных силосных корпусов с монолитными железобетонными конструкциями - 40 см, отдельных рабочих зданий - 25 см. (5.41). Предельные значения средних осадок и кренов, указанные в СНиП 2.02.01-83, могут быть увеличены при соответствующем обосновании. При однородном основании со степенью изменчивости грунтов не более 1,2 величины этих осадок могут быть увеличены на 20 %. Для силосных корпусов с несколькими подсилосными этажами крен фундаментных плит должен быть не более 0,002, средняя осадка не превышать 16 см. Для стальных отдельно стоящих силосов относительная разность осадок должна быть не более 0,004, а средняя осадка не превышать 15 см. Примечания: 1. При назначении отметок сооружений, смежных с ранее возведенными, следует учитывать последующие осадки. Допускается назначать отметки указанных сооружений, увеличенные на половину ожидаемых осадок. 2. Значения осадок смежных сооружений следует определять с учетом их взаимного влияния. 3. Влияние повторности приложения нагрузок от сыпучего материала в силосных сооружениях на деформации грунтов основания допускается не учитывать. 5.61 (5.42). Осадки отдельно стоящих фундаментов под колонны силосных корпусов допускается принимать для каждого фундамента как сумму осадок фундаментов в пределах верхней части сжимаемой толщи и осадок условной сплошной плиты для остальной части этой толщи. Глубину верхней части сжимаемой толщи Нс1 допускается принимать по формуле Hc1 = 0,55b + 1,45a где b - ширина фундамента; а - расстояние между смежными фундаментами. Примечание. Осадки свайных фундаментов следует определять как для сплошного условного фундамента, согласно СНиП 2.02.03-85 при условии, что сваи заглублены ниже линии пересечения наклонных плоскостей, идущих от краев смежных свай или кустов свай под углом jIImt/4. При соблюдении указанного требования допускается свайные фундаменты рассчитывать только по деформациям (кроме грунтовых условий по п. 5.62) и по прочности материала свай. 5.62. Расчет устойчивости основания необходимо производить в случае возведения силосов на насыщенных водой пылевато-глинистых основаниях: мягкопластичных, текучепластичных и текучих, а также, когда основания ограничены откосами. При расчете устойчивости допускается принимать, что потеря устойчивости происходит в форме скольжения по круглоцилиндрической поверхности. 5.63 (5.43). При определении крена фундаментов силосных корпусов от временной нагрузки следует учитывать предварительное обжатие грунта равномерной первичной загрузкой длительностью не менее 2 мес. в соответствии с п. 3.34. При этом модуль деформации грунта E¢mt следует принимать равным: , [28] где Emt - средний в пределах сжимаемой толщи модуль деформации грунта; ke - коэффициент повышения модуля деформации грунта, принимаемый равным: для песчаных грунтов - 1,5; для пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести Iu < 0,25 - 1,3; для пылевато-глинистых грунтов с показателем текучести 0,25 < Iu £ 0,5 - 1,2; для грунтов других видов - 1,0. СКЛАДЫ5.64 (5.44). Несущие каменные стены и фундаменты зерноскладов, на которые передается давление зерновых продуктов, следует рассчитывать как подпорные стены. 5.65 (5.45). Участки стен зерноскладов, примыкающие к воротам, необходимо рассчитывать на давление зерновых продуктов, передаваемое через щиты, временно заложенные в проемы ворот. 5.66 (5.46). Фундаменты зерноскладов, на которые передается горизонтальное давление зерновых продуктов, следует проверять на устойчивость от сдвига. 5.67. Несущие рамные или сводчатые конструкции зерноскладов необходимо рассчитывать с учетом неблагоприятного сочетания нагрузок (например, при одностороннем давлении зерна и снеговой нагрузки на противоположную часть покрытия). 5.68 (5.47). Плиты перекрытий складов тарных грузов необходимо проверять на усилия, возникающие от колес аккумуляторных погрузчиков. ПРИЛОЖЕНИЕ 1ПЕРЕЧЕНЬ1 КАТЕГОРИЙ ПРОИЗВОДСТВ ПО ВЗРЫВНОЙ, ВЗРЫВОПОЖАРНОЙ И ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ МИНИСТЕРСТВА ЗАГОТОВОК СССР__________ 1 Перечень утвержден приказом Минзага СССР от 4 июня 1974 г. № 194. К категории Б относятся: размольные цехи, корпуса, отделения мельзаводов (мельниц); шелушильные (рушальные) цехи и отделения крупозаводов; цехи и отделения по производству обогащенных круп; выбойные цехи и отделения муки, крупы, комбикормов; цехи и отделения гранулирования, брикетирования отрубей, комбикормов, травяной муки и кормовых смесей; цехи, МУКЗы по производству комбикормов и кормовых смесей; цехи, отделения, линии по производству БВД и премиксов; цехи, отделения и линии очистки мучнистого сырья кормовых продуктов пищевых производств; цехи, корпуса, отделения и склады бестарного хранения и отпуска муки, крупы, комбикормов, мучнистого сырья, жмыхов, шротов, травяной муки, дрожжей; цехи, отделения, склады хранения и выбоя отходов, лузги, пыли; помещения расфасовочных цехов, где производится растаривание муки, крупы и комбикормового сырья (кроме минерального), премиксов; отделения, линии дробления комбикормового сырья (кроме минерального); кукурузомолотильные отделения; бестарные приемные и отпускные устройства (отделения) для муки, отрубей, мучки, лузги, сухих маисовых кормов, комбикормов, белкового сырья, дрожжей, травяной муки; дробильные отделения сена и соломы; склады сильнодействующих ядовитых веществ; цехи по очистке и сортированию мягкой тары; галереи и помещения, по которым транспортируется россыпью мука, отруби, крупа, комбикорма, мучнистое и белковое сырье, дрожжи, белково-витаминные добавки, травяная мука и премиксы. К категории В относятся: рабочие здания и силосные корпуса элеваторов; зерносушилки (без топочных помещений); приемно-очистительные и сушильно-очистительные башни для зерна; приемно-отпускные устройства (для зерна) железнодорожного, автомобильного и водного транспорта; зерноочистительные отделения мельниц, крупозаводов и комбикормовых заводов; транспортерные галереи и помещения, где перемещаются хлебопродукты в таре и зерно россыпью; склады тарного хранения муки, крупы, отрубей, мучки, комбикормов (рассыпных и гранулированных), травяной муки, премиксов, БВД; сушильно-пропаривательные отделения; механизированные и немеханизированные склады зерна и зернового сырья; склады жиров; склады хранения витаминов, антибиотиков и ферментных препаратов; заводы и цехи по обработке семян (кроме кукурузомолотильных цехов); силосные и напольные семехранилища; цехи по производству круп, не требующих варки; отделения и цехи расфасовки муки и крупы; цехи (мастерские) по ремонту мягкой тары; склады хранения мягкой тары; материальные общетоварные склады; отделения, линии изготовления бумажных пакетов; лаборатории (производственные); проходы-коридоры для теплоизоляции силосов бестарного хранения хлебопродуктов. ДОПОЛНЕНИЕ К ПЕРЕЧНЮ 1. Аккумуляторные А 2. Склады бензина, тракторного керосина А 3. Склады карбида кальция, баллонов с горючими газами А 4. Помещения, где окрашиваются детали, машины с применением Б нитрокрасок, нитроэмалей и других красок 5. Склады керосина (кроме тракторного) Б 6. Камеры трансформаторные (маслонаполненные) В 7. Столярные мастерские В 8. Мазутохранилища В 9. Дизельные силовые станции В 10. Насосные для мазута В 11. Склады пиломатериалов, угля В 12. Гаражи В 13. Электромашинные отделения Г 14. Конденсаторные до 600 кг Г 15. Котельные Г 16. Кузницы, литейные Г 17. Сварочные (электросварка, газосварка) Г 18. Закрытые электрораспределительные устройства и подстанции Г 19. Топочные помещения зерносушилок Г 20. Насосные станции (для воды) Д 21. Тепловые пункты Д 22. Помещения водобаков Д 23. Механические мастерские (без горячей обработки) Д 24. Компрессорные (воздушные) Д 25. Склады минерального сырья Д 26. Склады мелассы Д ПРИЛОЖЕНИЕ 2ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ ПО РЕЖИМУ ПЕРВИЧНОЙ ЗАГРУЗКИ-РАЗГРУЗКИ СИЛОСНЫХ КОРПУСОВ1. Первичная загрузка осуществляется после приемки сооружений государственной комиссией во временную эксплуатацию. 2. Первичная загрузка-разгрузка проводится в целях постепенного равномерного обжатия конструкций и грунтов основания, недопущения перекосов сооружений и перенапряжений отдельных элементов, обеспечения наиболее благоприятного режима загружения, а также для выявления скрытых дефектов и своевременного их устранения. 3. Силосные корпуса и силосные части рабочих зданий загружаются поярусно в несколько очередей. Каждый ярус имеет высоту в 1/3 высоты емкости, но не более 10 м. 4. До заполнения сыпучим материалом каждого яруса, как правило, не разрешается заполнять отдельные силосы на большую высоту. 5. Последовательность загружения отдельных силосов в каждом ярусе должна обеспечивать соблюдение равномерности загрузки в плане, недопущение односторонней загрузки в продольном и поперечном направлении. 6. Последовательность загружения смежных корпусов и рабочего здания должна обеспечивать равномерность его загрузки в продольном направлении. 7. Весь процесс первичной загрузки сооружения должен проводиться в течение одного месяца с одинаковым временем загрузки каждого яруса. 8. По окончании загрузки в зависимости от свойств грунта, но не менее одного месяца дается выдержка сооружения под нагрузкой, после чего производится первичная разгрузка корпуса, которую следует вести в порядке, обратном первичной загрузке. 9. Порядок и время загружения могут быть изменены решением проектной организации на основании промежуточных результатов первичной загрузки с учетом характера деформации конструкций и осадок сооружений. 10. Во время первичной загрузки-разгрузки силами предприятия ведутся ежедневные визуальные наблюдения за осадками и состоянием конструкций силосного корпуса. 11. Измерение осадок производится двойным нивелированием по классу III по всем осадочным маркам, предусмотренным в проекте, но не менее чем по четырем маркам, расположенным в углах сооружения и одной марке в центре подсилосного этажа. 12. Нивелирование производится от постоянного контрольного репера. Репер закладывается на расстоянии не менее 50 м от сооружений. Абсолютная отметка его определяется нивелирной передачей с реперов полигонометрической сети. 13. В период первичной загрузки-разгрузки нивелировка производится ежедневно. После сдачи сооружения в постоянную эксплуатацию нивелировка ведется один раз в 3 мес. в течение трех лет. При продолжающихся осадках срок наблюдения должен быть продлен. 14. При нивелировке данные измерений заносятся в специальный журнал с указанием веса сыпучего материала в сооружении на момент нивелировки. Журнал хранится на предприятии, а копии высылаются в проектную организацию. В этот же журнал заносятся данные по наблюдению за осадками в период строительства, производимому строительной организацией. 15. В случае равномерности осадок за период возведения силосного корпуса каждый ярус при первичной загрузке загружается в одной и той же последовательности, согласно прилагаемой к конкретному проекту схеме. При строительстве на гравелистых, крупнопесчаных или на крупнообломочных грунтах срок первичной загрузки может быть сокращен вдвое. При строительстве на сильносжимаемых грунтах и при неравномерных осадках первичная загрузка ведется по особой инструкции. При обнаружении больших перекосов или деформаций в конструкциях загрузка должна быть немедленно приостановлена до получения специальных указаний от проектной организации. 16. Журнал измерения осадок и данные по наблюдению за состоянием конструкций в период первичной загрузки-разгрузки предъявляется Комиссии, составленной из представителей эксплуатационной, проектной и строительной организаций для принятия решения о возможности ввода сооружения в постоянную эксплуатацию. ПРИЛОЖЕНИЕ 3ДОПУСТИМЫЕ ОТКЛОНЕНИЯ ОТ
ПРОЕКТНЫХ РАЗМЕРОВ СТЕН СИЛОСОВ
Объем сыпучего материала в силосе V, ограниченный вверху и внизу конусами с постоянным наклоном образующих (черт. 1), определяется по формуле ; где A - площадь поперечного сечения силоса; h - высота силоса между вершинами конусов; V1, V2 - верхний и нижний объемы, не заполненные сыпучим материалом и ограниченные поверхностью конуса зерна, стенкой силоса и горизонтальной плоскостью, проходящей через вершину конуса (черт. 1, a). Черт. 1. Объем сыпучего материала в силосе а - заполнение силоса; расположение вершины конуса сыпучего материала: б - в круглом силосе; в - в квадратном силосе; г - в прямоугольном силосе Объем V1 для круглого силоса определяется по формуле , где k0 - коэффициент; d - диаметр силоса; j1 - постоянный угол наклона образующих верхнего конуса к горизонту. Для силоса квадратного сечения со стороной l или прямоугольного сечения с меньшей стороной l взамен d подставляется l. Для нижнего конуса взамен угла j1 подставляется угол j2. Значения k0 для круглых, квадратных и прямоугольных силосов при различном положении вершин верхнего и нижнего конусов даны в табл. 1-3 прил.5. Таблица 1 Значения k0 для круглого силоса при различном расстоянии вершины конуса сыпучего материала от оси силоса (черт. 1, б) Таблица 2 Значения k0 для квадратного силоса при различных расстояниях вершины конуса сыпучего материала от осей квадрата (черт. 1, в)
Таблица 3 Значения k0 для прямоугольного силоса при различном положении вершины конуса сыпучего материала (черт. 1, г)
ПРИЛОЖЕНИЕ 6 (2)ОСНОВНЫЕ БУКВЕННЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯГеометрические характеристики h; h1; h2; - высота стен силосов, зон стен силосов, участков стыка стен и колонн; h3; hmt; hz H - глубина сжимаемой толщи грунтов основания; z - расстояние от верха засыпки; d - внутренний диаметр круглого силоса; l - расстояние в свету между противоположными стенами прямоугольных силосов; l0 - расстояние между осями колонн, стен; A; U - площадь и периметр поперечного сечения силоса; r - гидравлический радиус поперечного сечения силоса, определяемый по формуле ; t - толщина стен; b - ширина фундамента; y - угол сопряжения стен круглых силосов (см. черт. 14 (6)); j1, j2 - углы наклона образующих засыпки (см. прил. 5); V; V1; V2 - объемы сыпучего материала и незаполненных частей в силосе (см. прил.5); Давление сыпучих материалов - давление от взрыва пылевоздушной смеси (см. п. 4.3); ; - равномерно распределенное нормативное давление сыпучего материала: горизонтальное на стены силоса, вертикальное на днище силоса (см. пп. 4.6, 4.15); - кольцевое нормативное давление сыпучего материала на стены круглых силосов (см. п. 4.7); - локальное нормативное горизонтальное давление сыпучего материала на стены круглых силосов (см. п. 4.8); - полосовое нормативное горизонтальное давление сыпучего материала на стены квадратных, прямоугольных силосов и звездочек (см. п. 4.12); - нормативное горизонтальное давление сыпучего материала на стены звездочек (см. п. 5.10); - нормативное вертикальное давление сыпучего материала, передающееся на стены силоса силами трения (см. п. 4.14); - нормативное горизонтальное давление сыпучего материала от температурных воздействий (см. п. 4.18); ; - нормативное давление сыпучего материала на наклонную поверхность днища, нормальное и касательное к поверхности днища (см. п. 4.19); - нормативное горизонтальное давление сыпучего материала на внешние стенки разгрузочной трубы (см. п. 4.21); - нормативное горизонтальное давление сыпучего материала на стены бункера (см. п. 5.29); Характеристики сыпучих материалов и коэффициенты для определения давления g; j; f - удельный вес, угол внутреннего трения, коэффициент трения сыпучего материала о стены силосов (см. прил. 4 (1)); l - коэффициент бокового давления сыпучего материала, определяемый по формуле l = tg2 (45° - j/2), для зерна допускается принимать l = 0,44; a1; a2; a3 - коэффициенты местного повышения давления сыпучего материала (см. пп. 4.7, 4.8, 4.12); a4 - коэффициент повышения давления на днище (см. прил. 8 (3)); T1 - суточная амплитуда температуры наружного воздуха, принимаемая равной 2q1 (q1 определяется по СНиП 2.01.07-85); at - коэффициент линейной температурной деформации материала стен; kt; kt1 - коэффициенты влияния на температурные воздействия конструкции стен силоса (см. п. 4.18); gext - коэффициент повышения давления на разгрузочную трубу (см. п. 4.21); rs; rb - коэффициенты асимметрии цикла для арматуры и бетона (см. п. 4.13); Усилия от внешних нагрузок и воздействий N - продольная сила сжатия или растяжения; М - изгибающий момент; Q - поперечная сила; Коэффициенты и характеристики для определения усилий и деформаций gf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,3 (для давлений сыпучих материалов) и 1,1 (для температурных воздействий) при расчете на прочность и образование трещин и равный 1 при расчете по деформациям и по раскрытию и закрытию трещин; gf1 - коэффициент надежности по нагрузке для собственного веса воронки силоса; gc - коэффициент условий работы, принимаемый, как правило, равным 1 (за исключением особо оговоренных случаев); a1; a2 - коэффициенты, учитывающие влияние локальных давлений сыпучих материалов на работу оболочек-стен силосов (см. п. 5.7); x1; x2 - коэффициенты, учитывающие влияние относительной толщины стен на работу оболочки (см. п. 5.7); c1 - коэффициент, учитывающий длительность действия нагрузки (см. п. 5.7); a3, b1 - коэффициенты, учитывающие влияние расчетной схемы на величину изгибающих моментов (см. пп. 5.20, 5.12); ke - коэффициент повышения модуля деформации грунта (см. п. 5.63): g - собственный вес единицы площади стенки воронки; G1 - вес части воронки с сыпучим материалом, расположенной ниже плоскости сечения; H0; y; kp - величины, зависящие от вида грунтов основания и давления на него (см. п. 5.55); Характеристики материалов Rb; Rbt; Rs - расчетные сопротивления бетона и арматуры; Emt - средний в пределах сжимаемой толщи модуль деформации грунта; scon; Asp - контролируемое предварительное напряжение арматуры и площадь ее поперечного сечения; Ет - модуль деформации сжатия сыпучего материала (см. п. 4.18); v - начальный коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона), принимаемый для зерновых продуктов равным 0,4; Еc - модуль упругости материала стен силосов; для железобетонных стен с учетом трещин допускается принимать Еc = 10 000 МПа (100 000 кгс/см2). ПРИЛОЖЕНИЕ 7ЗНАЧЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА при x1 = lfz/r
Давление зерна на стены зерноскладов а - схема загрузки; б - эпюра давления ; . Значения tga; k¢x и kx при j = 25° и f = 0,4
ПРИЛОЖЕНИЕ 10РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАСЧЕТУ СТЕН КВАДРАТНЫХ СИЛОСОВ ИЗ ОБЪЕМНЫХ ЭЛЕМЕНТОВДля стен сборных квадратных силосов размером 3´3 м, собираемых из объемных блоков высотой не более 2,4 м с болтовыми соединениями и с перевязкой вертикальных стыков вышерасположенными элементами (см. чертеж) коэффициент b1 принимается равным 1/24 для пролетного и 1/12 для опорного изгибающих моментов. При этом в расчетное сечение включаются два смежных по высоте элемента с соответствующей нагрузкой, а l принимается равным расстоянию в свету между гранями вутов силоса. Для стен, собираемых из объемных блоков и плоских панелей, коэффициент b1 для пролетного момента принимается равным 1/19,6. Растягивающая продольная сила Nbol в болтах, соединяющих в узлах указанные сборные элементы, определяется по формуле , где y2 - коэффициент сочетания нагрузок, равный 0,9; l0 - пролет силоса в осях стен; z0 - плечо внутренней пары в узловом соединении (см. узел А на чертеже); h1 - высота сборных элементов стен силосов; n0 - число болтов (по высоте элемента), соединяющих в узле два смежных элемента. Сборные квадратные силосы из объемных блоков а - план четного ряда; б - план нечетного ряда При расчете стен укрупненных силосов с внутренними решетчатыми стенами следует руководствоваться Рекомендациями по проектированию силосных корпусов СКС-3 с эффективной планировкой силосов (ЦНИИпромзернопроект, М., 1978). ПРИЛОЖЕНИЕ 11РАЗРЯДЫ ЗРИТЕЛЬНЫХ РАБОТ
1. Инженерно-геологические изыскания для строительства элеваторных сооружений должны производиться в соответствии с общими требованиями СНиП II-9-78, СН 225-79, Руководства по инженерным изысканиям для строительства (ПНИИИС, М., 1982) и Рекомендаций по инженерным изысканиям для проектирования и устройства свайных фундаментов (ПНИИИС, М., 1983), с учетом требований соответствующих ГОСТов, а также указаний Руководств и Рекомендаций по отдельным видам испытаний и исследований грунтов оснований. 2. Инженерно-геологические изыскания должны проводиться, как правило, комплексно с обязательным применением для изучения свойств грунтов и характеристик сжимаемой толщи не только лабораторных (определение физических характеристик, компрессионные, одноосные и сдвиговые испытания), но и полевых методов (штамповые и прессиометрические испытания, статическое и динамическое зондирование, испытания свай). 3. Объем инженерно-геологических изысканий должен быть достаточным для получения классификационных и расчетных показателей свойств грунтов (с учетом возможного их изменения со временем), необходимых для проектирования оснований и фундаментов. Как правило, состав и объем основных инженерно-геологических работ должны быть не менее указанных в таблице. При проведении изысканий на площадках, сложенных просадочными, заторфованными, набухающими и засоленными грунтами, необходимо предусматривать определение показателей специфических свойств грунтов. 4. Число инженерно-геологических выработок на площадках II категории сложности, как правило, должно быть не менее четырех на сооружение (по углам). При этом допускается размещать выработки между двумя сооружениями, если расстояние между ними не превышает 10 м. 5. Глубина изучения инженерно-геологического разреза должна быть, как правило, не менее ширины сооружения (т. е. 30-50 м). На участках распространения грунтов с особыми свойствами (просадочных, заторфованных или рыхлых песчаных, засоленных, набухающих) инженерно-геологические выработки необходимо проходить на полную мощность этих грунтов или до глубины на 1,5-2 м ниже границы сжимаемой толщи. 6. При изысканиях для проектирования свайных фундаментов из свай-стоек, если практически несжимаемый слой характеризуется расчетным значением модуля деформации, превышающим 30 МПа, глубина скважин определяется из условия заглубления в этот слой не менее чем на 1,5-2 м. При меньших значениях модуля деформации практически несжимаемого слоя, а также в случае устройства фундамента из висячих свай глубина исследования грунтов должна превышать предполагаемое заглубление свай не менее чем на ширину сооружения. 7. Число образцов грунта, отбираемых при изысканиях, должно обеспечивать возможность получения не менее шести частных значений определяемых показателей свойств грунта по каждому выделенному инженерно-геологическому элементу. Состав и объемы основных инженерно-геологических работ на площадках строительства элеваторных сооружений
Примечания: 1. Минимальные объемы работ, указанные в поз. 1-3, принимаются в зависимости от категории сложности инженерно-геологических условий: для I категории - 3, для II - 4, для III - 5. 2. Работы, объемы которых указаны в скобках, могут выполняться в дополнение или взамен основных рекомендуемых при соответствующем обосновании. 3. Объемы работ для штамповых испытаний и испытаний свай указаны для условий отклонения результатов от среднего не более 30 %. ПРИЛОЖЕНИЕ 13ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ
|
Сыпучие материалы |
Удельный вес g, кН/м3 (кгс/м3) |
Угол естественного откоса (угол внутреннего трения) j, град |
Коэффициент трения f |
|
по бетону |
по металлу |
|||
Зерно (пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза в зерне и т. д.), бобовые семена, крупа, зерновое сырье комбикормовых заводов, гранулированные комбикорма и отруби |
8 (800) |
25 |
0,4 |
0,4 |
Комбикорма всех видов (кроме гранулированных), семена подсолнечника и трав |
5,5 (550) |
40 |
0,4 |
0,4 |
Кукуруза в початках |
4,5 (450) |
30 |
0,4 |
0,4 |
Мука (пшеничная, ржаная и др.) и мучнистые продукты при высоте силоса, м: |
|
|
|
|
до 15 |
6,5 (650) |
25 |
0,6 |
0,5 |
св. 15 |
7 (700) |
40 |
0,3 |
0,3 |
Отруби (кроме гранулированных) при высоте силоса, м: |
|
|
|
|
до 15 |
4 (400) |
35 |
0,7 |
0,6 |
св. 15 |
4,5 (450) |
40 |
0,3 |
0,3 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 5
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМА СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ В СИЛОСАХ
Вид конструкции |
a4 |
gc |
Железобетонная плита днища без забутки и с забуткой, балки днища, а также железобетонная воронка в силосе: |
|
|
для всех видов зерна и гранулированных продуктов |
1 |
1 |
для муки и отрубей |
1,5 |
1,2 |
Стальная воронка и стальные балки днища в железобетонном и стальном силосах: |
|
|
для всех видов зерна и гранулированных продуктов |
1 |
0,8 |
для муки и отрубей |
1,5 |
1 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ЗЕРНА НА СТЕНЫ ЗЕРНОСКЛАДОВ
Обозначение в расчете |
Единица измерения |
Значение |
Примечание |
||||
Сыпучий материал - зерно |
|||||||
Удельный вес |
g |
кН/м3 (тс/м3) |
8 (0,8) |
См. прил. 4 |
|||
Угол внутреннего трения |
j |
град |
25 |
То же |
|||
Коэффициент бокового давления |
l |
- |
0,44 |
См. п. 4.6 |
|||
Коэффициент Пуассона |
v |
- |
0,4 |
См. п. 4.18 |
|||
Стены силоса |
|||||||
Призменная прочность бетона |
Rb |
МПа (кгс/см2) |
8,7 (86,7) |
Класс В 15 |
|||
Коэффициент условий работы бетона |
gb |
- |
0,75 |
См. п. 5.21 |
|||
Расчетное сопротивление арматуры |
RS |
МПа (кгс/см2) |
375,00 (3750,0) |
Класс A-III |
|||
230,00 (2300,0) |
Класс A-I (верхняя зона) |
||||||
Коэффициент условной работы арматуры |
gS |
- |
0,9 |
См. п. 5.21 |
|||
Коэффициент линейной температурной деформации бетона |
at |
град-1 |
1×10-5 |
См. п. 4.18 |
|||
Модуль упругости материала стен |
Еc |
МПа (кгс/см2) |
104 (105) |
То же |
|||
Коэффициент учета температурных воздействий |
kt |
- |
2 |
См. п. 4.18 |
|||
Коэффициент надежности по назначению |
gп |
- |
0,95 |
- |
|||
Требуется определить армирование стен.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК
Нагрузки на стены от давления зерна. При отношении h/d = 30/6 = 5, a1 = 1,5, a2 = 1,0 (см. табл. 1 п. 4.11). При d = 6 м и h = 30 м, a3 = 0,2 (см. п. 4.12).
Гидравлический радиус м.
Суточная амплитуда температуры Т1 = 2q1 = 2×6 = 12 (см. п. 4.18 настоящего Пособия и табл. 16 [2].
Вычисление основного, локального и дополнительного давлений (см. пп. 4.6-4.9; 4.12; 4.15; 5.10) произведено для четырех зон по высоте. Результаты сведены в табл. 2 данного приложения.
РАСЧЕТНЫЕ УСИЛИЯ ДЛЯ НАРУЖНЫХ СИЛОСОВ
Расчетные усилия определяются при трех вариантах загружения: при загрузке силоса с учетом температурных воздействий; при загрузке звездочки; при загрузке силоса и звездочки (см. пп. 5.7, 5.10, 5.13) и для зон 1, 2, 6 - на центральное растяжение (см. п. 5.8). Для d = 6 м и t = 18 см a1 = 0,4; a2 = 0,02 (см. черт. 12, 13). При a3 sup = 0,1; a3m = 0,057 (см. табл. 3 настоящего Пособия).
Коэффициент перегрузки для давлений зерна при расчете на прочность gf = 1,3; для температурных воздействий gft = 1,1 (см. прил. 6) и коэффициент сочетаний y2 = 0,9 (см. п. 5.4).
По формулам [10] и [11]:
;
.
По п. 5.10 (первый случай):
N2 = 0;
;
;
по п. 5.10 (второй случай):
;
;
.
От температурных воздействий:
кН (3,01 тс).
По п. 5.8 (крайние зоны):
;
.
Таблица 2
Зона |
z |
||||||||
м |
- |
- |
10 кПа (тс/м2) |
10 кПа (тс/м2) |
10 кПа (тс/м2) |
10 кПа (тс/м2) |
10 кПа (тс/м2) |
10 кПа (тс/м2) |
|
1 |
5 |
0,62 |
0,462 |
1,30 |
2,96 |
1,95 |
1,30 |
0,26 |
0,97 |
2 |
10 |
1,25 |
0,714 |
2,01 |
4,58 |
3,01 |
2,01 |
0,40 |
0,97 |
5 |
25 |
3,12 |
0,956 |
2,70 |
6,13 |
4,05 |
2,70 |
0,54 |
0,97 |
6 |
30 |
3,74 |
0,976 |
2,75 |
6,26 |
4,13 |
2,75 |
0,55 |
0,97 |
Примечание. Допускается определять по формуле [7а]:
тс/м2.
Вычисления для разных зон сведены в табл. 3.
ПОДБОР АРМАТУРЫ ПО РАСЧЕТУ НА ПРОЧНОСТЬ
Наружные силосы
Расчет произведен согласно Пособию [5] с учетом СНиП [1].
Расчет в зонах 1, 2, 6 - на центральное растяжение, в зоне 5 - на внецентренное растяжение
Rs = 0,9×375 = 337,5 МПа (3375 кгс/см2).
Таблица 3
УСИЛИЯ В СТЕНАХ СИЛОСОВ НА 1 м ПО ВЫСОТЕ
I вариант |
II вариант |
||||||
N1,1 = 5,13pnh |
Nt = 30,1 |
SN1 = N1,1 + 0,9Nt |
M1 = 0,21pnh |
e0 = M1/N1 |
M2sup = 0,51pnh |
M2m = 0,29pnh |
|
кН (тс) |
кН (тс) |
кН (тс) |
кН×м (тс×м) |
м |
кН×м (тс×м) |
кН×м (тс×м) |
|
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
5 |
138,5 (13,85) |
30,1 (3,01) |
165,6 (16,56) |
5,7 (0,57) |
0,034 |
13,8 (1,38) |
7,8 (0,78) |
6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Продолжение табл. 3
Зоны |
III вариант |
Крайние зоны |
||||
N3 = 3,67pnh |
M3sup = 0,42pnh |
M3m = 0,24pnh |
e0 = M3/N3 |
Nzon1 = 5,5 pnh |
Nzon2,6 = 9,17 pnh |
|
кН (тс) |
кН×м (тс×м) |
кН×м (тс×м) |
м |
кН (тс) |
кН (тс) |
|
1 |
- |
- |
- |
- |
71,5 (7,15) |
- |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
184,3 (18,43) |
5 |
99,1 (9,91) |
11,3 (1,13) |
6,5 (0,65) |
0,114 0,065 |
- |
- |
6 |
- |
- |
- |
- |
- |
252,2 (25,22) |
Для верхней зоны Rs = 0,9×230 = 207 МПа (2070 кгс/см2).
Rb = 0,75×8,7 = 6,5 МПа (65 кгс/см2).
a = a¢ = 2,5 см; h0 = 15,5; z = h0 - a¢ = 13 см.
При I варианте загружения
e0 =3,4 см, см;
,
где N1 - из табл. 3 (N - в кН, е¢ в см, As - в см2).
При II варианте загружения
, где z по табл. 20 [5].
, где M2 - из табл. 3, кН×м.
При III варианте загружения
м = 11,4 см; e¢ = e0 + 6,5 = 17,9 > h0 - a¢ = 13 см.
;
см,
где N3, кН, из табл. 3, z - из табл. 20 [5] по значению am
;
при этом должно быть ;
м = 6,5 см; e¢ = h0 - a¢ = 13 см; e = 0;
.
Для крайних зон ,
При A - I ,
где Nzon, кН, из табл. 3, As - см2/м.
Результаты вычислений сведены в табл. 4.
Внутренние силосы
Для внутренних силосов учитываются те же варианты загружения, что и для наружных силосов, кроме температурных воздействий.
I вариант загружения
м = 4,1 см; e¢ = 4,1 + 6,5 = 10,6 см < h0 - a¢;
,
где N1,1 из табл. 3.
Учет снижения давления
При осуществлении мероприятий по снижению давления (см. п. 3.32) расчетные усилия определяют умножением a1, a2 (I вариант расчета) и a1 (для зон 2 и 6) на коэффициент g1 = 0,3 (см. п. 5.15); II и III варианты загружения не изменяются.
Наружные силосы
;
;
; ;
;
или .
Внутренние силосы
см;
.
Вычисления сведены в табл. 5.
Результаты всех расчетов сведены в табл. 6 (площадь сечения арматуры, см2).
При учете снижения давления во 2-й зоне можно поставить Æ8A-III/200 As = 2,51 см2 > 2,45 см2, в 6-й зоне Æ8А-III/200 Аs = 2,51 см2 > 2,06 см2.
При снижении давления и постановке дополнительной арматуры у опор звездочек можно поставить:
в 3-й зоне - Æ8А-III/200; Аs = 2,51 > 2,47 см2;
в 4, 5-й зонах - Æ8А-III/175; As = 2,87 > 2,79 см2.
Дополнительная арматура у опор - Æ6A-I/175; см2; суммарная площадь арматуры на опорах - 3,86 > 3,69 см2.
Таблица 4
I вариант |
II вариант |
III вариант |
Крайние зоны |
||||||||||||||
N1 |
e0 |
e¢ = e0 + 6,5 |
As = N1e¢/462 |
M2sup |
M2m |
am,sup = M2,,sup/164,4 |
am = M2m/164,4 |
|
As,sup = M2,sup/5,51z |
Asm = M2m/5,51z |
N3 |
am = N3/335 |
z |
As,sup = N3 (1/112,4z+1/35,5) |
Asm = N3/35,5 |
As = Nzon/ (2×35,5) или Nzon/ (2×21,8) |
|
кН (тс) |
см |
см |
см2 |
кН×м (тс×м) |
кН×м тс×м) |
|
|
|
см2 |
см2 |
КН (тс) |
- |
- |
см2 |
см2 |
см2 |
|
1 |
71,5 (7,15) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,01 (1,64) |
2 |
184,3 (18,43) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2,60 (4,22) |
5 |
165,6 (16,56) |
3,4 |
9,9 |
3,55 |
13,8 (1,38) |
7,8 (0,78) |
0,08 |
0,048 |
0,952 0,976 |
2,63 |
1,45 |
99,1 (9,91) |
0,028 |
0,986 |
3,69 (4,85) |
2,79 (3,67) |
- |
6 |
252,2 (25,22) |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3,55 (5,78) |
РАСЧЕТ ПО РАСКРЫТИЮ ТРЕЩИН
Ширину раскрытия трещин определяем с учетом формул (249) и (265):
;
,
где d = 1,2; jl = 1,60 - 15m.
Усилия для вычисления напряжений ss определяются от нагрузок по табл. 3 с делением их на коэффициент надежности по нагрузке, принимая долговременную часть нагрузки с коэффициентом 0,3 от местных давлений (см. п. 4.22 и 5.17 настоящего Пособия).
Таблица 5
I вариант |
Крайние зоны |
||||||
N1red = 4,11pnh + 27,1 или N1red = 4,11pnh |
M1red = 0,06pnh |
´ 102 + 6,5 или e¢ = 8 |
или |
Nzon,red = 5,32pnh |
или |
||
кН/м2 (тс/м2) |
кН (тс) |
кН×м (тс×м) |
см |
см2 |
кН (тс) |
см2 |
|
2 |
20,1 (2,01) |
- |
- |
- |
- |
106,9 (10,69) |
1,5 (2,45) |
5 |
27,0 (2,70) |
138,1 (13,81) 111 (11,1) |
1,62 (0,162) |
7,7 8,0 |
2,30 1.92 |
- |
- |
6 |
27,5 (2,75) |
- |
- |
- |
- |
146,3 (14,63) |
2,06 (3,36) |
Примечание. Над чертой указаны значения для наружных силосов, под чертой - для внутренних силосов.
Таблица 6
Наружные силосы |
Внутренние силосы |
|||||||||
I загружение |
II загружение |
III загружение |
Крайние зоны |
I загружение |
||||||
без снижения |
при снижении |
На опоре |
в пролете |
на опоре |
в пролете |
без снижения |
при снижении |
без снижения |
при снижении |
|
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,01 (1,64) |
- |
- |
- |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2,60 (4,22) |
1.5 (2,45) |
- |
- |
5 |
3,49 |
2,30 |
2,63 |
1,45 |
3,69 |
2,79 |
- |
- |
3,18 |
1,92 |
6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
3,55 (5,78) |
2,06 (3,36) |
- |
- |
Продолжение табл. 6
Зоны |
Внутренние силосы |
Принятая арматура |
|
||||||
II загружение |
III загружение |
Крайние зоны |
As,fact |
диаметр, класс |
|
||||
на опоре |
в пролете |
на опоре |
В пролете |
без снижения |
при снижении |
||||
шаг, мм |
|
||||||||
1 |
- |
- |
- |
- |
1,01 (1,64) |
- |
1,89 |
Æ6A-I 150 |
|
2 |
- |
- |
- |
- |
2,60 (4,22) |
1,5 (2,45) |
2,51 |
Æ8A-III 200 |
|
5 |
2,63 |
1,45 |
3,69 |
2,79 |
- |
- |
3,93 |
Æ10A-III 200 |
|
6 |
- |
- |
- |
- |
3,55 (5,78) |
2,06 (3,36) |
3,93 |
Æ10A-III 200 |
|
Примечание. В скобках даны значения при арматуре класса A-I.
;
кН,
;
;
;
;
;
.
Вычисления сведены в табл. 7.
Для I варианта е0 < 0,8h0 = 0,8×0,155 = 0,12 м, сила N действует между S и S¢, поэтому напряжение в арматуре определяется согласно п. 4.9 по формуле
;
для случая, когда см согласно п. 4.7:
.
Для крайних зон
; .
Результаты вычислений сведены в табл. 8.
Во всех случаях кратковременное раскрытие трещин меньше допустимой величины (0,3 мм/0,95 = 0,316 мм), максимальная величина acrc1 = 0,283 мм.
Ширина продолжительного раскрытия трещин во всех случаях меньше допустимой (0,2 мм/0,95 = 0,211 мм), максимальная величина acrc2 = 0,194 мм.
Таблица 7
I вариант |
|
Крайние зоны |
||||||
N1l = N1,1/1,625 |
N1tot = N1,1/1,3+24,6 |
M1l = M1/4,33 |
M1tot = M1/1,3 |
e0l = M1l/N1l |
e0tot = M1tot/N1tot |
Nzon1l = Nzon1/1,7; Nzonl = Nzon/2,24 |
Nzon1,tot = Nzon/1,3 |
|
кН (тс) |
кН (тс) |
кН×м (тс×м) |
кН×м (тс×м) |
м |
м |
кН (тс) |
кН (тс) |
|
1 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
42,1 (4,21) |
54,9 (5,49) |
2 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
82,3 (8,23) |
141,8 (14,18) |
5 |
85,2 (8,52) |
130,5 (13,05) |
1,32 (0,132) |
4,38 (0,438) |
0,015 |
0,034 |
- |
- |
6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
112,6 (11,26) |
194,0 (194) |
ПРОВЕРКА НА ВЫНОСЛИВОСТЬ
Расчет ведем для III варианта загружения (как наихудшего) в порядке, аналогичном примеру 1.
M = 99,1 кН (991 тс); M = 11,3 кН×м (1,13 тс×м);
es = 4,9 см; h0 = 15,5 см; a¢ = 25 (по табл. 34 [6]);
.
При этом условие (156) Пособия [6] принимает вид
.
Решая условия, получим x = 0,163 и х = 0,163×15,5 = 2,53 см.
Определяем характеристики приведенного сечения:
см2;
см3;
см;
см4.
Определяем напряжение в бетоне и арматуре:
МПа (12,4 кгс/см2) < gb1Rb =
= 6,5 МПа (65 кгс/см2);
МПа (2716 кгс/см2) < gs3Rs =
= 0,81×337,5 = 273,4 МПа (2734 кгс/см2).
Таблица 8
Армирование |
Вид трещин |
d |
e0 |
или |
|
h |
N |
или ss = |
|
|
|||
Диаметр и класс арматуры |
As,faxt |
||||||||||||
- |
мм |
см2 |
- |
- |
см |
- |
- |
- |
кН (тс) |
МПа (кгс/см2) |
мм |
- |
мм |
1 |
6A-I |
1,89 |
продолжительные |
1,2 |
- |
0,244 |
1,56 |
1,3 |
42,1 (4,21) |
111 (1110) |
0,16 |
- |
- |
непродолжительные |
- |
- |
- |
- |
- |
54,9 (5,49) |
145 (1450) |
- |
1,31 |
0,191 |
|||
2 |
8A-III |
2,51 |
продолжительные |
1,2 |
- |
0,324 |
1,55 |
1,0 |
82,3 (8,23) |
164 (1640) |
0,194 |
- |
- |
непродолжительные |
- |
- |
- |
- |
- |
141,8 (14,18) |
281 (2810) |
- |
1,71 |
0,283 |
|||
5 |
10A-III |
3,93 |
продолжительные |
1,2 |
1,5 |
0,374 |
1,54 |
1,0 |
85,2 (8,52) |
133 (1330) |
0,165 |
- |
- |
непродолжительные |
- |
3,4 |
0,317 |
- |
- |
130,5 (13,05) |
252,9 (2529) |
- |
1,9 |
0,204 |
|||
6 |
10A-III |
3,93 |
продолжительные |
1,2 |
- |
0,507 |
1,52 |
1,0 |
112,6 (11,26) |
143 (1430) |
0,132 |
- |
- |
непродолжительные |
- |
- |
- |
- |
- |
194,0 (19,4) |
267 (2670) |
- |
1,87 |
0,207 |
Пример 4. Расчет стен силосов из сборных преднапряженных элементов диаметром 6 м.
Дано: высота стен силосов 30 м, диаметр силосов в свету d = 5,76 м, высота элемента 1,17 м, длина - 1/4 окружности, толщина t = 0,1 м. Элементы армируются канатами (класса К-7 диаметром 6 мм), которые располагаются в один ряд посередине поперечного сечения элемента. Натяжение арматуры электротермомеханическое. Стыковые сопряжения между криволинейными элементами осуществляются сваркой металлических пластин закладных деталей смежных элементов и замоноличиваются бетоном класса В 15. Стены - с двухрядной перевязкой вертикальных стыков (черт.4).
Черт. 4. Схема перевязки вертикальных стыков стен силосов
Силосы заполняются пшеницей с удельным весом g = 8,0 кН/м3 (800 кгс/м3), коэффициент трения зерна о стенку f = 0,4; коэффициент l = 0,44, коэффициент надежности по нагрузке gf = 1,3.
Бетон класса В25 Eb = 2,75×104 МПа (2,75×105 кгс/см2).
gb2 Rb = 0,9×14,8 = 13,3 МПа (133 кгс/см2); gb2 Rbt = 0,9×1,05 = 0,96 МПа (9,6 кгс/см2); Rb,ser = 18,9 МПа (189 кгс/см2); Rbt,ser = 1,63 МПа (16,3 кгс/см2); Es = 1,8×105 МПа (1,8×106 кгс/см2);
; Rs = 1,23×103 МПа (12 300
кгс/см2);
Rs,ser = 1,48×103 МПа (14 800
кгс/см2).
Стальные пластины закладных деталей стыковых сопряжении криволинейных элементов приняты из стали класса С38/23, Rs = 230 МПа (2300 кгс/см2). Es = 2,1×105 МПа (2,1×106 кгс/см2); .
Требуется определить площадь сечения горизонтальной арматуры для зоны глубиной 25 м от верха засыпки в наружных стенах.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАГРУЗОК
м.
Значение параметра .
; МПа (2,741 тс/м2).
Дополнительное горизонтальное давление зерна на наружные стены (от суточного перепада температур) определяем по формуле [7] настоящего Пособия
МПа (0,61 тс/м2),
где принято для железобетона at = 1×10-5 по п. 2.15 СНиП [1],
Еc = 1×104 МПа (1×105 кгс/см2); Еm = 250 (0,0274)0,63 = 25,9 МПа (259 кгс/см2),
v = 0,4 для зерна (см. п. 4.18); T1 = 16° = 2×8 в соответствии с п. 4.18 настоящего Пособия и табл. 16 [2].
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСИЛИЙ
Расчетные растягивающие усилия N и изгибающие моменты М на единицу высоты в вертикальных сечениях стен:
;
;
где gf - коэффициент надежности по нагрузке, равный 1,3;
gс - коэффициент условий работы, принимаемый равным 1;
a1, a2 - коэффициенты, учитывающие влияние местных давлении, принимаются по черт. 12 и 13.
При и h/d = 5
a1 = 0,63; a2 = 0,0164.
Определяем усилия для расчета по предельным состояниям первой группы:
= 184,6 кН (18,46 тс).
кН×м (0,485 тс×м).
Усилия для расчета по предельным состояниям второй группы:
длительные:
кН (9,38 тс);
кН×м (0,11 тс×м);
кратковременные:
кН (5,25 тс).
кН×м (0,261 тс×м).
Расчет по прочности
Расчет выполняем по Пособию [6].
Расчет производится для сечения 1-1 высотой 2,4 м (см. черт. 4 прил. 13), в которое входит стыковое сопряжение и предварительно напряженный элемент, при этом бетон замоноличивания стыка в расчете не учитывается.
кН (4430 тс);
кН×м (1,16 тс×м);
м; e = e¢ = e0 = 2,62×10-2 м.
В соответствии с п. 3.52 б определяем am:
.
Из табл. 28 для am = 0,30 находим x = 0,365.
Принимаем предварительно .
Из табл. 26 при , арматуре класса К-7, бетоне В25, xR = 0,48.
Условие x = 0,365 < xR = 0,48 соблюдено.
По формуле (145) без учета сжатой арматуры
,
где As = 10×0,6×2 = 12 см2 = 12×10-4 м2 (пластинки закладных деталей стыков), принимая gs6 = 1
м2.
Принимаем 24Æ6 К-7 (5,42 см2).
Если не учитывать закладные детали Аsp = 5,6×10-4 м2 - 26Æ6 К-7 (5,9 см2).
Расчет по образованию трещин
Находим предельную величину предварительного напряжения арматуры по формуле (3):
,
где МПа (1128 кгс/см2).
Принимаем ssp = 1,35×103 МПа (13,5×103 кгс/см2); 1,35×103 + 112,8 = 1463 МПа < 1,48´103 = 1480 МПа; 1,35×103 - 112,8 = 1237 МПа > 0,3×1,48×103 = 444 МПа.
Определяем потери предварительного напряжения арматуры по табл. 4.
Первые потери:
МПа (675 кгс/см2),
s3 = 0,05ssp = 67,5 МПа (принимается по экспериментальным данным); для нахождения ssp определяем
МПа (56,5 кгс/см2).
При
МПа (100 кгс/см2).
Суммарная величина первых потерь
МПа (1450 кгс/см2),
Усилие, обжатия и sbp с учетом первых потерь напряжения
кН (65,6 тс);
МПа (56 кгс/см2).
Вторые потери:
s8 = 35 МПа (350 кгс/см2); МПа (357 кгс/см2).
Суммарная величина потерь напряжений
s1 + s3 + s6 + s8 +s9 = 145 + 35 + 35,7 = 215,7 МПа (2157 кгс/см2).
Усилие предварительного обжатия с учетом всех потерь:
P2 = gsp Asp ssp2 по формуле (6) gsp = 1 ± Dgsp,
.
Принимаем Dgsp = 0,1;
;
кН (55,3 тс).
Проверяем условие (163) Mr < Mcrc, где по формуле (184)
;
см3 = 1,95×10-3 м3;
по формуле (175) и табл. 38
см3 = 3,412×10-3 м3;
по формуле (11) без учета сжатой арматуры
см2 = 0,1295 м2;
по формуле (168), принимая j = 1,
см = 1,51×10-2 м;
по формуле (165) при e0p = 0
кН×м (0,835 тс×м);
кН×м (1,40 тс×м);
по формуле (167)
кН×м (1,83 тс×м);
Mr > Mcrc, т. е. условие (163) не выполняется, необходим расчет по закрытию трещин.
Расчет по закрытию трещин
Проверяем условие закрытия трещин согласно п. 4.22:
Mr £ Mcrc. Определяем по формуле (218) момент закрытия трещин
кН×м (0,74 тс×м);
кН×м (0,608 тс×м);
где кН (22,5 тс);
кН×м (0,269 тс×м);
м,
Mr = 6,08 кН×м < Mcrc1 = 7,38 кН×м (0,74 тс×м) условие (218) выполняется.
Проверка условия перевязки вертикальных стыков смежных по высоте криволинейных элементов производится из выражения
Qcr ³ Q (п. 5.18 настоящего Пособия),
где - удерживающая сила;
gu = 0,9 - коэффициент условий работы;
- сдвигающая сила;
h1 = 1,17 м - высота элемента;
кН (13,9 тс);
,
здесь МПа (6,23 тс/м2);
r = 1,44; gf = 1,0.
кН (19,9 тс);
кН (6,25 тс);
t = 0,1 м - толщина элемента.
м - длина перевязки;
fb = 0,7 - коэффициент трения;
Qcr = 0,9 (199 + 62,5)2×2,355×0,7 = 777 кН (77,7 тс);
Qcr = 777 кН > Q = 139 кН (13,9 тс).
Пример 5. Расчет круглого стального силоса диаметром 18 м.
Дано: высота вертикальной части стен силосов - 11,84 м, купольной - 4,2 м, внутренний диаметр - 18 м (черт. 5).
Черт. 5. Схема стального силоса диаметром 18 м
Силос заполнен зерном с удельным весом g = 8 кН/м3 (800 кгс/м3), коэффициентом трения зерна о стенку f = 0,4; коэффициентом бокового давления l = tg2 (45° - j/2); углом внутреннего трения j = 25°; коэффициентами перегрузки gf = 1,3 и gft = 1,1.
Материал конструкции силоса - сталь марки ВСт3пс6, Rs = 230 МПа (2300 кгс/см2).
Требуется рассчитать стены силоса.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ЗЕРНА
Равномерно распределенное давление зерна на стены силоса на глубине z от верха засыпки определяется по формуле
кПа (3,4 тс/м2),
где м;
(с учетом верхнего конуса зерна),
.
Кольцевое нормативное давление сыпучего материала , равномерно распределенного по всему периметру круглого силоса на части высоты силоса, определяется по формуле
,
где a1 = 0,332 - коэффициент местного повышения давления, принимается по табл. 1 настоящего Пособия при h/d = 11,84/18 = 0,66.
Горизонтальное давление сыпучих материалов на стены стальных круглых силосов, не усиленных ребрами, допускается принимать равномерно распределенным по периметру и равным сумме давлений, определенных по формулам [1] и [2].
При этом разгрузка должна производиться через центральный выпуск.
МПа (4,55 тс/м2).
Возникающее при изменении температуры наружного воздуха дополнительное нормативное горизонтальное давление сыпучего материала на стены силоса допускается определять как равномерно распределенное по периметру по формуле [7]
кПа (1,56 тс/м2),
где T1 = 16 °С - суточная амплитуда температур наружного воздуха, принимается согласно п. 4.18 настоящего Пособия и требованиям СНиП [2];
kt = 2,5, at = 1,2 °C-1×10-5 - коэффициенты температурной деформации стали;
Ет - определяется по формуле МПа (298 кгс/см2);
t - толщина стенки силоса, равная 4 мм;
v - начальный коэффициент поперечной деформации зерна, равный 0,4;
Еc = 2,1×105 МПа (2,1×106 кгс/см2) - модуль упругости стали.
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ
Проверка на растяжение
МПа (1993 кгс/см2) < 230 МПа (2300 кгс/см2).
Продольная горизонтальная сила
кН (83,92 тс).
Проверка на сжатие
Вертикальная сила от давления зерна равна:
кН (12,68 тс);
собственный вес стен
кН/м (0,409 тс/м);
нагрузка от кровли
кН/м (0,7 тс/м);
где собственный вес конструкции кровли
кН/м (0,125 тс/м),
где qgc - вес 1 м2 кровли;
снеговая нагрузка (III район СССР)
кН/м (0,3 тс/м),
где gsn = 1,6 принят при соотношении qmt/s0 < 0,4;
m = 0,4 в соответствии с примечанием к п. 4.2 настоящего Пособия;
нагрузка от термоподвесок
кН/м (0,276 тс/м),
где - нагрузка на термоподвеску, равная 10 кН, а число термоподвесок п - 12 шт.
Суммарная вертикальная сила
кН/м (13,72 тс/м);
МПа < 230 МПа.
Общая проверка прочности
МПа.
Проверка стен силоса на устойчивость
Проверка стен силоса на устойчивость производится для силоса:
не заполненного зерном;
заполненного зерном.
В первом случае учитывается нагрузка от оборудования, собственного веса конструкций, снега и ветра. Во втором случае кроме перечисленных нагрузок учитывается вертикальное давление сыпучего материала, передающееся на стены силоса силами трения.
Сущность проверки заключается в том, чтобы расчетные напряжения в оболочке не превышали критических напряжений, умноженных на коэффициент условий работы конструкций
.
Проверка на устойчивость стен силоса, не заполненного зерном
Замкнутая круговая цилиндрическая оболочка, равномерно сжатая продольными силами в направлении образующих, проверяется на устойчивость по формуле (99) СНиП [3]:
,
где s1 - расчетное напряжение в оболочке от вертикальных сил (собственный вес конструкций, вес оборудования, снег);
scr1 - принимается равным меньшей из величин yRy или cEt/r; при по табл. 31 y не учитывается, а коэффициент с = 0,0625.
МПа (58,3 кгс/см2);
МПа.
Устойчивость стен силоса при воздействии ветровой нагрузки
Замкнутая круговая цилиндрическая оболочка при действии внешнего равномерного давления (от ветра), нормального к боковой поверхности, проверяется на устойчивость по формуле (104) СНиП [3]
,
где - расчетное кольцевое напряжение в оболочке от ветра;
при .
Замкнутая круговая цилиндрическая оболочка, подверженная одновременному действию вертикальной и горизонтальной нагрузок, проверяется на устойчивость по формуле (107) СНиП [3]
.
Нормативное значение давления ветра w0 = 0,38 кПа (38 кгс/м2) (III ветровой район СССР), коэффициент изменения скоростного напора согласно СНиП [2]:
k = 1 при высоте от 0 до 10 м;
k = 1,05 при высоте от 10 до 11,84 м.
Аэродинамический коэффициент с = 0,9 при разрыве между силосами 3 м < 0,2d (см. п. 4.2). Коэффициент перегрузки gf = 1,3 по СНиП [2].
Согласно табл. 6 СНиП (4), ветровая нагрузка на вертикальные стены цилиндрических резервуаров при расчете на устойчивость условно принимается равномерно распределенной по окружности с учетом дополнительного коэффициента надежности по нагрузке gf1 = 0,5.
Для стен высотой от 10 до 11,84 м
кПа (0,023 тс/м2);
кПа (5,0 кгс/см2) кПа (8,25 кгс/см2).
Проверка устойчивости стен силоса, не заполненного зерном, при одновременном действии вертикальной и горизонтальной (ветровой) нагрузок:
в верхней части оболочки:
МПа;
;
в нижней части оболочки:
МПа;
.
Проверка на устойчивость стен силоса, заполненного зерном
При расчете стен силосов на устойчивость учитываются поддерживающее влияние горизонтального давления зерна и влияние сыпучей среды на увеличение критических напряжений в стенке при осевом сжатии.
Для определения влияния сыпучей среды на устойчивость стен силосов проводились экспериментальные исследования на моделях.
На основании проведенных экспериментальных исследований рекомендуется критические напряжения в стенке при осевом сжатии определять по формуле
,
где с - принимается равным 0,2;
k0 - коэффициент, учитывающий влияние сыпучей среды на увеличение критических напряжений, определяемый по формуле
.
Поддерживающее влияние горизонтального давления зерна учитывается величиной добавки Dscr к критическим напряжениям Dscr, определенным без учета внутреннего давления.
Значения Dscr определяются по формулам при gf и gc, равных 1 (см. п. 5.35 Пособия):
при ;
при .
Проверяем устойчивость внизу стены:
кПа; Em = 29,8 МПа;
;
;
кПа;
МПа;
МПа;
МПа.
Устойчивость обеспечена.
Для предотвращения деформаций стен при монтаже рекомендуется нижнюю кромку стен усилить до толщины 6-8 мм. Без учета влияния сыпучей среды вся нижняя половина оболочки должна быть такой же толщины.
Пример 6. Расчет круглого стального силоса диаметром 18 м, подкрепленного ребрами жесткости.
Исходные данные приняты по примеру 5.
Дополнительные исходные данные: горизонтальные ребра расположены через l2 = 0,37 м; вертикальные стойки высотой L0 = 5 м расположены по внутреннему периметру стен с шагом l1.
Примечание. За горизонтальные ребра приняты фальцевые соединения стен, осуществляемые методом навивки. За сечение ребра принят прямоугольник высотой 20 мм, шириной 5t (t - толщина стенки - 3 - 4 мм).
Общий вид конструкции дан на черт. 6.
Отличие расчета указанного типа силоса от гладкостенного по примеру 5 заключается в учете концентрации вертикальных напряжений в стенках оболочки над концами стоек, меридиональных изгибающих моментов в стенке оболочки с горизонтальными ребрами, влияния начальной погиби стенки оболочки между горизонтальными ребрами на ее устойчивость.
Требуется рассчитать стены силоса.
РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ
Расчеты выполнены на ЭВМ по программе RETRO с учетом дискретного размещения ребер. Варьировался шаг стоек от 1 до 4 м, а также сечение стоек (швеллер № 14 или № 10) и способ их крепления к оболочке (полкой и стенкой).
Концентрация напряжений над стойками (соотношение напряжений над стойкой и напряжений в оболочке между стойками) представлена в табл. 9.
Таблица 9
Концентрация напряжения k = s1B/s1A |
||||||||
приварка полкой |
приварка стенкой |
|||||||
шаг стоек l1, м |
||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
14 |
1,12 |
1,30 |
1,36 |
1,40 |
1,11 |
1,28 |
1,34 |
1,37 |
10 |
1,09 |
1,25 |
1,30 |
1,34 |
1,08 |
1,24 |
1,28 |
1,31 |
На эти коэффициенты концентрации следует умножать напряжения, вычисленные аналогично примеру 5.
При высоте стоек L0 > 5 м допускается принимать по интерполяции линейное изменение коэффициента k до 1 вверху силоса.
Черт. 6. Стальной силос, возводимый методом навивки
а - общий вид; б - фрагмент расчетной схемы; в - фибровые напряжения в оболочке; г - прогибы оболочки; д - изгибающие моменты; е - начальная погибь; 1 - подкрепленная ребрами оболочка; 2 - оболочка без ребер приведенной толщины
Результаты расчета по той же программе прогибов и изгибающих моментов и фибровых напряжений в нижней части оболочки (с наибольшими нагрузками) представлены на черт. 6, в-д.
РАСЧЕТ МЕСТНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СТЕНОК
Расчет устойчивости по программе RETRO произведен с учетом поддерживающего влияния внутреннего давления и начальной погиби между ребрами (см. черт. 6, е прил. 13). В расчетную осевую нагрузку входят силы трения сыпучего материала и собственный вес стен.
Результаты расчета представлены в табл. 10, где через z0 обозначена предельная высота, ниже которой стенка неустойчива, а через - отношение критической расчетной нагрузки к верхней критической нагрузке (N1sup = 0,605Et2/r).
Таблица 10
t, мм |
||||
4 |
3 |
|||
z0 |
z0 |
|||
0,2 |
15,0 |
0,73 |
13,0 |
0,97 |
0,4 |
15,0 |
0,73 |
11,8 |
0,79 |
0,6 |
14,0 |
0,69 |
10,4 |
0,67 |
0,8 |
13,6 |
0,63 |
10,0 |
0,60 |
1,0 |
13,0 |
0,57 |
9,5 |
0,55 |
Пример 7. Расчет фундаментной плиты силосного корпуса с силосами диаметром 6 м.
Дано: основание представлено моделью упругого изотропного полупространства с модулем деформации Е = 20,0 МПа (200 кгс/см2) и коэффициентом Пуассона v = 0,31.
Фундаментная плита размерами 2a = 38,3 м и 2b = 20,3 м представлена на черт. 7.
Нагрузки на плиту: передающаяся через колонны подсилосного этажа Q, равномерно распределенная, непосредственно передающаяся на фундаментную плиту q = 54,1 кПа (5,41 тс/м2); суммарная нагрузка на плиту Р = Q + 4abq. Фундаментная плита - железобетонная, из бетона класса В 15, Еb = 2,4 104 МПа (2,4 105 кгс/см2).
Требуется определить перемещения плиты, величины реактивного отпора, изгибающие и крутящие моменты и поперечные силы в плите.
Черт. 7. Схема фундаментной плиты силосного корпуса
Отношение сторон фундаментной плиты , поэтому расчет следует выполнять как для плиты на упругом основании.
Расчеты выполнены на ЭВМ по программе СИРИУС с учетом жесткости верхнего строения и податливости колонн подсилосного этажа, полагая Р = 1.
Для получения истинных значений реактивного отпора, перемещений плиты и усилий в ней результаты расчета по программе умножены на переходные коэффициенты:
реактивный отпор (Па), перемещения плиты (м);
изгибающие моменты, действующие соответственно вдоль осей х и y:
(кН×м/м);
(кН×м/м);
крутящий момент (кН×м/м);
поперечные силы, действующие соответственно вдоль осей х и у:
(кН/м);
(кН/м),
где величины с чертой - результаты расчета по программе от единичной силы.
Значения перемещений плиты соответствуют узлам сетки, показанной на черт. 8 прил. 13. Реактивный отпор отнесен к грузовым площадям, примыкающим к соответствующим узлам (на черт. 8 прил. 13 частично заштрихованы). Усилия в плите отнесены к единице длины прямоугольной области в направлении, перпендикулярном соответствующей оси.
Черт. 8. Схема узлов фундаментной плиты
Усилия в колоннах определяются произведением средней величины реактивного отпора и грузовой площади, соответствующей колонне. В примере сделаны два варианта расчета:
1) для полностью и равномерно загруженного корпуса:
Q = 210,1 МН (21×106 тс);
Р = 210,10 + 4×19,15×10,15×0,054 = 252,0 МН (2,52×107 тс);
Mx = My = 0 (т. е. эксцентриситеты приложения внешней нагрузки равны 0);
2) для односторонней загрузки с эксцентриситетом вдоль оси х (масса зерна, находящегося в корпусе, составляет 2/3):
Q = 161,4 МН (1,614×107 тc);
Р = 161,4 + 4×19,15×10,15×0,054 = 203,2 МН (2,032×107 тс);
Mx = 645,6 МН×м (6,456×107 тс×м);
My = 0.
В табл. 11-17 приведены результаты расчета плиты для 1-го варианта, в табл. 18 - 24 - для 2-го. В таблицах узлы определяются номерами позиций и столбцов, соответствующих черт. 8.
Таблица 11
Отпор основания p, кПа (тс/м2), по поперечным осям |
|||||||
1; 13 |
2; 12 |
3; 11 |
4; 10 |
5; 9 |
6; 8 |
7 |
|
1; 7 |
1303 (130) |
859 (86) |
706 (71) |
706 (71) |
633 (63) |
667 (62) |
618 (62) |
2; 6 |
1017 (102) |
353 (35) |
334 (33) |
278 (28) |
293 (29) |
259 (26) |
284 (28) |
3; 5 |
739 (74) |
345 (34) |
257 (26) |
248 (25) |
218 (22) |
228 (23) |
211 (21) |
4 |
769 (77) |
300 (30) |
258 (26) |
217 (22) |
218 (22) |
200 (20) |
211 (21) |
Таблица 12
Продольные оси |
Перемещения узлов плиты v, м, по поперечным осям |
||||||
1; 13 |
2; 12 |
3; 11 |
4; 10 |
5; 9 |
6; 8 |
7 |
|
1; 7 |
0,3743 |
0,3538 |
0,3826 |
0,3878 |
0,3833 |
0,3879 |
0,3835 |
2; 6 |
0,3857 |
0,3823 |
0,3882 |
0,3865 |
0,3888 |
0,3868 |
0,3889 |
3; 5 |
0,3821 |
0,3881 |
0,3885 |
0,3899 |
0,3891 |
0,3900 |
0,3891 |
4 |
0,3875 |
0,3860 |
0,3898 |
0,3891 |
0,3903 |
0,3893 |
0,3903 |
Таблица 13
Продольные оси |
Изгибающий момент Мx, кН×м/м (тс×м/м), по поперечным осям |
||||||
1; 13 |
2; 12 |
3; 11 |
4; 10 |
5; 9 |
6; 8 |
7 |
|
1; 7 |
0,0 |
539 (54) |
-310 (-31) |
357 (36) |
-338 (-34) |
337 (34) |
-328 (-33) |
2; 6 |
0,0 |
-433 (-43) |
335 (33) |
-195 (-19) |
212 (21) |
-196 (-20) |
205 (-20) |
3; 5 |
0,0 |
273 (27) |
-41 (-4) |
117 (12) |
-78 (-8) |
102 (10) |
-75 (-8) |
4 |
0,0 |
-231 (-23) |
191 (19) |
-81 (-8) |
98 (10) |
-84 (-8) |
94 (9) |
Таблица 14
Продольные оси |
Изгибающий момент Мy, кН×м/м (тс×м/м), по поперечным осям |
||||||
1; 13 |
2; 12 |
3; 11 |
4; 10 |
5; 9 |
6; 8 |
7 |
|
1; 7 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
2; 6 |
552 (55) |
-432 (-43) |
261 (26) |
-214 (-21) |
240 (24) |
-202 (-20) |
233 (23) |
3; 5 |
-333 (-33) |
345 (34) |
-42 (-4) |
179 (18) |
-53 (-5) |
165 (16) |
-50 (-5) |
4 |
395 (39) |
-198 (-20) |
132 (13) |
-73 (-7) |
109 (11) |
-68 (-7) |
105 (10) |
Таблица 15
Продольные оси |
Поперечная сила Qx, кН/м (тс/м), по поперечным осям |
||||||
1; 13 |
2; 12 |
3; 11 |
4; 10 |
5; 9 |
6; 8 |
7 |
|
1; 7 |
0,0 |
-43 (-4,3) |
-26 (-2,6) |
-4 (-0,4) |
-3 (-0,3) |
1 (0,1) |
0,0 |
2; 6 |
0,0 |
6 (0,6) |
64 (6,4) |
-20 (-2) |
1 (0,1) |
-2 (-0,2) |
0,0 |
3; 5 |
0,0 |
35 (3,5) |
-45 (-4,5) |
-7 (-0,7) |
-4 (-0,4) |
1 (0,1) |
0,0 |
4 |
0,0 |
-10 (-1) |
38 (3,8) |
-16 (-1,6) |
0,0 (-0,0) |
-1 (-0,1) |
0,0 |
Примечание. По продольным осям 5-7 знаки меняются на противоположные.
Таблица 16
Продольные оси |
Поперечная сила Qу, кН/м (тс/м), по поперечным осям |
||||||
1; 13 |
2; 12 |
3; 11 |
4; 10 |
5; 9 |
6; 8 |
7 |
|
1; 7 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
2; 6 |
46 (4,6) |
-11 (-1,1) |
-32 (-3,2) |
8 (0,8) |
-29 (-2,9) |
10 (1) |
-28 (-2,8) |
3; 5 |
22 (2,2) |
-61 (-6,1) |
38 (3,8) |
-36 (-3,6) |
34 (3,4) |
-34 (-3,4) |
33 (3,3) |
4 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
Примечание. По продольным осям 5-7 знаки меняются на противоположные.
Таблица 17
Продольные оси |
Крутящий момент Мxу, кН×м/м (тс×м/м), по поперечным осям |
||||||
1; 13 |
2; 12 |
3; 11 |
4; 10 |
5; 9 |
6; 8 |
7 |
|
1 |
0,0 |
-75 (-7,5) |
42 (-4,2) |
0,0 |
3 (0,3) |
-2 (-0,2) |
0,0 |
2 |
-69 (-6,9) |
-13 (-1,3) |
-1 (-0,1) |
-1 (-0,1) |
0,0 |
-1 (-0,1) |
0,0 |
3 |
38 (3,8) |
-1 (-0,1) |
-8 (-0,8) |
-1 (-0,1) |
-1 (-0,1) |
0,0 |
0,0 |
4 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
5 |
-38 (-3,8) |
0,0 |
8 (0,8) |
1 (0,1) |
1 (0,1) |
0,0 |
0,0 |
6 |
69 (6,9) |
13 (1,3) |
1 (0,1) |
1 (0,1) |
0,0 |
1 (0,1) |
0,0 |
7 |
0,0 |
75 (7,5) |
-42 (-4,2) |
0,0 |
-3 (-0,3) |
2 (0,2) |
0,0 |
Примечание. По осям 8-13 знаки меняются на противоположные.
Таблица 18
Отпор основания р, кПа (тс/м2), по поперечным осям |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1; 7 |
1459 (146) |
921 (92) |
718 (72) |
679 (68) |
577 (58) |
572 (57) |
499 (50) |
2; 6 |
998 (100) |
383 (38) |
342 (34) |
269 (27) |
267 (27) |
223 (22) |
228 (23) |
3; 5 |
624 (62) |
512 (51) |
265 (26) |
237 (24) |
200 (20) |
193 (19) |
171 (17) |
Продолжение табл. 18
Продольные оси |
Отпор основания р, кПа (тс/м2), по поперечным осям |
|||||
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1; 7 |
502 (50) |
446 (45) |
457 (46) |
422 (42) |
462 (46) |
645 (64) |
2; 6 |
195 (19) |
203 (20) |
179 (18) |
195 (19) |
187 (19) |
414 (41) |
3; 5 |
169 (17) |
153 (15) |
155 (15) |
150 (15) |
177 (18) |
347 (35) |
Таблица 19
Продольные оси |
Перемещения узлов плиты v, м, по поперечным осям |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1; 7 |
0,3713 |
0,3716 |
0,3559 |
0,3484 |
0,3316 |
0,3231 |
0,3069 |
2; 6 |
0,3842 |
0,3676 |
0,3614 |
0,3471 |
0,3366 |
0,3221 |
0,3111 |
3; 5 |
0,3796 |
0,3740 |
0,3618 |
0,3503 |
0,3368 |
0,3248 |
0,3113 |
4 |
0,3860 |
0,3716 |
0,3630 |
0,3496 |
0,3378 |
0,3242 |
0,3121 |
Продолжение табл. 19
Продольные оси |
Перемещения узлов плиты v, м, по поперечным осям |
|||||
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1; 7 |
6,2976 |
0,2818 |
0,2720 |
0,2565 |
0,2456 |
0,2281 |
2; 6 |
0,3023 |
0,2854 |
0,2713 |
0,2595 |
0,2439 |
0,2329 |
3; 5 |
0,2991 |
0,2857 |
0,2733 |
0,2598 |
0,2468 |
0,2319 |
4 |
0,2986 |
0,2864 |
0.2730 |
0,2605 |
0,2460 |
0,2339 |
Таблица 20
Изгибающий момент Mx, кН×м/м (тс×м/м), по поперечным осям |
|||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1; 7 |
0,0 |
596 (59) |
-305 (-30) |
341 (34) |
-301 (-30) |
280 (28) |
-252 (-25) |
2; 6 |
0,0 |
-476 (-48) |
355 (35) |
-187 (-18) |
190 (19) |
-163 (-16) |
158 (16) |
3; 5 |
0,0 |
318 (32) |
-35 (-3) |
114 (11) |
-69 (-7) |
83 (8,3) |
-54 (-5,4) |
4 |
0,0 |
-258 (-26) |
207 (21) |
-75 (-7,5) |
87 (8,7) |
-67 (-6,7) |
68 (7) |
Продолжение табл. 20
Продольные оси |
Изгибающий момент Mх, кН×м/м (тс×м/м), по поперечным осям |
|||||
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1; 7 |
237 (24) |
-218 (-22) |
209 (21) |
-170 (-17) |
243 (24) |
0,0 |
2; 6 |
-139 (-14) |
136 (14) |
-117 (-12) |
169 (17) |
-211 (-21) |
0,0 |
3; 5 |
67 (6,7) |
-44 (-4) |
62 (6,2) |
-19 (-2) |
101 (10) |
0,0 |
4 |
-54 (-5) |
57 (6) |
-41 (-4) |
86 (9) |
-103 (-10) |
0,0 |
Таблица 21
Продольные оси |
Изгибающий момент MY, кН×м/м (тс×м/м), по поперечным осям |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1; 7 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
2; 6 |
644 (64) |
-475 (-47) |
265 (26) |
-206 (-21) |
213 (21) |
-170 (-17) |
176 (18) |
3; 5 |
-403 (-40) |
383 (38) |
-41 (-4) |
172 (17) |
-46 (-5) |
137 (14) |
-34 (-3) |
4 |
471 (47) |
-224 (-22) |
135 (13) |
-70 (-7) |
97 (10) |
-54 (-5) |
78 (8) |
Продолжение табл. 21
Продольные оси |
Изгибающий момент MY, кН×м/м (тс×м/м), по поперечным осям |
|||||
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1; 7 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
2; 6 |
-145 (-14) |
150 (15) |
-128 (-13) |
133 (13) |
-210 (-21) |
215 (21) |
3; 5 |
115 (11) |
-27 (-3) |
102 (10) |
-14 (-1) |
158 (16) |
-108 (-11) |
4 |
-42 (-4) |
65 (6) |
-34 (-3) |
63 (6) |
-83 (-8) |
142 (14) |
Таблица 22
Продольные оси |
Поперечная сила Qх, кН/м (тс/м), по поперечным осям |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1; 7 |
0,0 |
-42 (-4,2) |
-35 (-3,5) |
0,0 |
-8 (-0,8) |
7 (0,7) |
-6 (-0,6) |
2; 6 |
0,0 |
-3 (-0,3) |
77 (7,7) |
-30 (-3) |
8 (0,8) |
-10 (-1) |
7 (0,7) |
3; 5 |
0,0 |
45 (4,5) |
-57 (-5,7) |
-5 (-0,5) |
-9 (-0,9) |
4 (0,4) |
-5 (-0,5) |
4 |
0,0 |
-18 (-1,8) |
46 (4,6) |
-22 (-2,2) |
3 (0,3) |
-5 (-0,5) |
3 (0,3) |
Продолжение табл. 22
Продольные оси |
Поперечная сила Qх, кН/м (тс/м), по поперечным осям |
|||||
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1; 7 |
5 (0,5) |
-4 (-0,4) |
7 (0,7) |
-5 (-0,5) |
23 (2,3) |
0,0 |
2; 6 |
-6 (-0,6) |
5 (0,5) |
2 (0,2) |
-24 (-2,4) |
-12 (-1,2) |
0,0 |
3; 5 |
2 (0,2) |
-3 (-0,3) |
5 (0,5) |
13 (1,3) |
-10 (-1) |
0,0 |
4 |
-3 (-0,3) |
3 (0,3) |
4 (0,4) |
-15 (-1,5) |
-1 (-0,1) |
0,0 |
Примечание. По осям 5-7 знаки меняются на противоположные.
Таблица 23
Продольные оси |
Поперечная сила QY, кН/м (тс/м), по поперечным осям |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1; 7 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
2; 6 |
55 (5,5) |
-14 (-1,4) |
-31 (-3,1) |
8 (0,8) |
-26 (-2,6) |
8 (0,8) |
-23 (-2,3) |
3; 5 |
24 (2,4) |
-64 (-6,4) |
38 (3,8) |
-34 (-3,4) |
30 (3) |
-29 (-2,9) |
26 (2,6) |
4 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
Продолжение табл. 23
Продольные оси |
Поперечная сила QY, кН/м (тс/м), по поперечным осям |
|||||
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1; 7 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
2; 6 |
7 (0,7) |
-20 (-2) |
6 (0,6) |
-19 (-1,9) |
-2 (-0,2) |
15 (1,5) |
3; 5 |
-26 (-2,6) |
22 (2,2) |
-23 (-2,3) |
21 (2,1) |
-32 (-3,2) |
10 (1) |
4 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
Примечание. По осям 5-7 знаки меняются на противоположные.
Таблица 24
Продольные оси |
Крутящий момент MXY, кН м/м (тс м/м), по поперечным осям |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1; 7 |
0,0 |
-100 (-10) |
52 (5,2) |
-10 (-1) |
7 (0,7) |
-14 (-1,4) |
4 (0,4) |
2; 6 |
-76 (-7,6) |
-19 (-1,9) |
-3 (-0,3) |
-6 (-0,6) |
-2 (-0,2) |
-6 (-0,6) |
-2 (-0,2) |
3; 5 |
40 (4) |
-2 (-0,2) |
-11 (-1,1) |
-3 (-0,3) |
-3 (-0,3) |
-1 (-0,1) |
-2 (-0,2) |
4 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
Продолжение табл. 24
Продольные оси |
Крутящий момент МXY, кН м/м (тс м/м), по поперечным осям |
|||||
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
|
1; 7 |
-10 (-1,0) |
2 (0,2) |
-11 (-1,1) |
-15 (-1,5) |
20 (2) |
0,0 |
2; 6 |
-4 (-0,4) |
-1 (-0,1) |
0,0 |
-1 (-0,1) |
3 (0,3) |
35 (3,5) |
3; 5 |
-1 (-0,1) |
-1 (-0,1) |
0,0 |
2 (0,2) |
0,0 |
-20 (-2,0) |
4 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
0,0 |
Примечание. По осям 5-7 знаки меняются на противоположные.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. СНиП 2.03.01-84. Бетонные и железобетонные конструкции. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1985.
2. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.
3. СНиП II-23-81. Стальные конструкции. - М.: Стройиздат, 1982.
4. СНиП 2.09.03-85. Сооружения промышленных предприятий. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.
5. Пособие по проектированию бетонных и железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов без предварительного напряжения (к СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции») - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.
6. Пособие по проектированию предварительно напряженных железобетонных конструкций из тяжелых и легких бетонов (к СНиП 2.03.01-84 «Бетонные и железобетонные конструкции») - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.
СОДЕРЖАНИЕ
Пособие к СНиП 2.10.05-85 расположен в сборниках: |
Нравится
Твитнуть |