Железобетонные конструкции

Раздел: Строительство

1. Бункера. Бункерами называются саморазгружающиеся хранилища, преимущественно для сухих сыпучих материалов (угля, руды, извести, цемента, песка, щебня и т. п.), загрузка которых производится, сверху, а разгрузка — снизу или сбоку.

 Бункера предназначены для кратковременного хранения материалов, они имеют небольшой объем и, соответственно, небольшую глубину по сравнению с размерами в плане.

Наибольшее распространение бункера получили в горнорудной, угольной, химической промышленности и в промышленности строительных материалов.

Конструкция, форма и размеры бункеров зависят от многих факторов: компоновки сооружения, требуемого запаса материалов, способов загрузки и выгрузки, типа несущих конструкций, физических свойств хранимых материалов (крупность, объемная масса, угол естественного откоса), а также экономических требований.

Чаще всего бункера бывают квадратными или прямоугольными. Они могут располагаться вплотную один к другому, образуя многоячейковые бункера ( 16.9). Нередко возводят бункера, имеющие в плане форму вытянутого прямоугольника. Торцевые и промежуточные стенки у них вертикальные, а днище имеет вид лотка. Такие бункера называются лотковыми, или складчатыми (см.  16.8). Для лучшего вытекания сыпучего материала лоток имеет специальные откосы, чаще всего из тощего бетона.

Чтобы защитить стенки бункера от истирания, их облицовывают стальными листами, чугунными или диабазовыми плитками.

Если хранимый материал оказывает вредное химическое воздействие на бетон, то внутренние поверхности бункера покрывают защитными футеровками. Чтобы в бункер не попадали крупные куски материала, могущие повредить его при падении с высоты (при загрузке), над бункером устанавливаются стальные решетки.

 Поверху бункера нередко имеют железобетонное перекрытие с отверстием для загрузки .или окаймляются балками.

Бункера обычно основываются на колоннах, расположенных в углах ячейки. Размеры ячеек бункеров обычно достигают б—8 м, высота их может доходить до 9— 12 м.

Железобетонные бункера по способу выполнения бывают монолитными, сборными и сборно- монолитными.

Все элементы соединяют сваркой соединительных накладок с закладными деталями частей бункера.

Расчет бункеров представляет значительную трудность, несмотря на допускаемые упрощения.

Стенки бункеров находятся в сложном напряженном состоянии: они рассчитываются на давление содержимого, которое вызывает растяжение и изгиб каждой 418

стенки в двух направлениях; учитывается также и влияние массы стенок бункера.

Для расчета бункера необходимо определить давление содержимого на его стенки и днище.

Ввиду малой высоты бункеров при обычных расчетах давление на стенки определяют без учета трення материала о стенки. При этом давление считается направленным перпендикулярно плоскости стенки или днища.

Нормальные давления на наклонные и вертикальные стенки (с учетом массы стенки) будут вызывать изгиб стенок из их плоскости (в общем случае в двух направлениях), а касательные давления и реакции в узлах сопряжения стенок (в ребрах) вызовут в них изгиб и растягивающие усилия в собственной плоскости. Кроме того, вдоль горизонтальных ребер вследствие изгиба стенок в своей плоскости будут возникать скалывающие напряжения. В несимметричных бункерах скалывающие напряжения возникают также и вдоль вертикальных и наклонных ребер.

Строгие и довольно простые методы расчета бункеров как пространственных пластинчатых упругих систем разработаны только для лотковых бункеров. Для ячейковых бункеров из-за отсутствия строгих методов расчета пользуются приближенными.

Если вертикальные стенки многоячейкового бункера монолитно связаны между собой, то способ расчета их на изгиб зависит от отношения h : а. При h : стенки могут рассматриваться как замкнутые рамы; при 0,5</i/a<2 — как плиты, опертые по контуру; при h/a<i0,5 — как балочные плиты пролетом h. В двух первых случаях изгибающие моменты должны определяться с учетом невыгоднейшего загружения ячеек бункера: для определения максимальных пролетных моментов следует ячейки бункера загружать в шахматном порядке, а максимальные опорные моменты (в узлах сопряжений стенок) определять при загружении ячеек бункера рядами.

Для упрощения расчета наклонных стенок бункеров и возможности использования существующих таблиц для расчета плит, опертых по контуру, переменную нагрузку, приложенную к стенкам бункера, приводят к средней, равномерно распределенной. После этого вертикальные стенки рассчитывают аналогично плитам кессонных перекрытий. Среднее давление определяют делением суммарной нагрузки, действующей на плиту, на ее площадь. В литературе  есть готовые таблицы для расчета плит на действие трапециевидной или треугольной нагрузки.

Стенки воронки бункера представляют собой по форме трапециевидные или треугольные плиты. В симметричном квадратном бункере они могут быть с большой точностью рассчитаны на изгиб из своей плоскости как плиты, защемленные по контуру. Для использования таблиц их нагрузку также можно привести к равномерно распределенной, а форму плиты преобразовать в прямоугольную.

В несимметричной воронке бункера растягивающие горизонтальные усилия по концам рассматриваемой полосы плиты будут разными, так как разные углы наклона противоположных стенок воронки. В этом случае за расчетное растягивающее усилие в середине пролета рассматриваемой плиты следует принимать полусумму концевых растягивающих усилий.

2. Силосы так же, как и бункера, служат хранилищами сухих сыпучих материалов, но отличаются от бункеров большой высотой при сравнительно малой площади. Поэтому линия призмы обрушения сыпучего материала в силосах всегда пересекает противоположную стену, т. е. Я >1,5 Оми„.

Силосы строятся в большинстве случаев круглыми в плане. При небольших объемах отдельных силосов (банок) применяются силосы и квадратные в плане (до 10 м2 и более).

За рубежом встречаются силосы шестиугольные и восьмиугольные. Наиболее простым и распространен- ним расположением круглых силосов в плане силосного корпуса является шахматное и рядовое ( 16.13).

Разгрузка силосов производится через разгрузочные отверстия (течки), устраиваемые обычно в днищах силосов, различными способами: самотеком, механическим и пневматическим.

кальцинированной соды 18—24 м.

В корпусах с круглыми силосами обычно не устраивают ни температурных, ни осадочных швов (при длине до 150 м) из-за эластичности круглых тонкостенных ячеек в продольном направлении и весьма большой пространственной жесткости их в вертикальном направлении.

Но по технологическим условиям длина силосного корпуса не должна превышать 80 м. Длина корпусов с прямоугольными силосами и длина надсилосной галереи назначаются по общим правилам проектирования железобетонных конструкций.

Днища силосов устраиваются различно; конструкция их связана с выбором разгрузочного оборудования и в значительной мере зависит от свойств хранимого материала.

Силосные корпуса бывают с подсилосным помещением (подвалом) и без подвала.

Монолитные силосные банки, как правило, возводят в скользящей опалубке. Минимальная толщина внутренних стен монолитных силосов принимается:

для квадратных силосов 3X3 м . .. для круглых снлосов диаметром 6 м то же, 12 м и более

Толщину наружных стен квадратных силосов 3X3 м делают не менее 160 мм, а наружных стен круглых силосов диаметром 6 м — не менее 180 мм.

Стены монолитных силосов выполняют из бетона марки не ниже 200, а сборных железобетонных силосов — не ниже 300.

Стены силосов, как правило, снабжаются двойной арматурой (см.  16.13). Одиночная арматура допускается в многорядных силосных корпусах в верхней зоне стен наружных силосов на протяжении '/з их высоты или по всей высоте стенок внутренних силосов.

Вертикальную арматуру из стержней d—10 мм ус-

тапапливают с шагом 30—35 см в наружных стенах и 40 50 см во внутренних стенах.

Диаметр кольцевой арматуры периодического профиля назначается не более 16 мм, шаг— 10—20 см.

Для стенок, ослабленных проемами, стержни вертикальной арматуры устанавливают у наружной и внутренней сторон стен и связывают их между собой хомутами.

В круглых силосах наилучшим образом может быть использовано предварительное напряжение, которое может быть подобрано так, что бетон в стенах будет испытывать напряжения сжатия.

Круглые предварительно-напряженные силосы могут выполняться монолитными или сборными, собираемыми из отдельных элементов.

Сборные сегменты устанавливают с зазором, который затем заполняют плотным бетоном. После отвердения бетона производится натяжение арматуры по кругу и затем наносится защитный слой набрызг бетона.

Давление в силосе обычно определяют по формулам Янсена — Кенена. Для получения расчетных формул в силосе на глубине у выделяют двумя горизонтальными плоскостями элементарный слой высотой

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.         Для чего строят подпорные стены?

2.         Назовите основные типы подпорных стен.

3.         Как определяется давление грунта на подпорные стены?

4.         На какие нагрузки производят расчет угловых подпорных стен? Нарисуйте схему армирования элементов угловых подпорных стен.

5.         Какие существуют формы резервуаров в плане? Достоинства и недостатки.

G. Какие усилия действуют в стенах цилиндрических резервуаров?

7.         Какие усилия действуют в стенах прямоугольных резервуаров?

8.         Какие существуют конструкции бункеров? Изобразите узел соединения стен бункера с воронкой.

9.         На какие нагрузки производят расчет элементов бункера?

10.       Укажите отличительные признаки силосов и бункеров. Где в снлосах линия призмы обрушения сыпучего материала пересекает противоположную стену?

11.       Укажите размеры силосов (банок).

12.       По какому закону изменяется с глубиной давление сыпучего

материала в силосах?