7. Емкостные сооружения для сыпучих материалов

Емкостные сооружения для сыпучих материалов

7.1. Закрома

7.1.1. Требования настоящего раздела следует соблюдать при проектировании открытых закромов для хранения сыпучих и штучных материалов.

7.1.2. Закрома допускается располагать в зданиях и на открытых площадках заглубленными или наземными, как правило, сблокированными, многоячейковыми.

7.1.3. Размеры ячеек закромов в плане следует принимать, как правило, 6´6, 6´9 и 9´9 м. Допускается принимать большие размеры, кратные 3 м, если это обусловливается заданием на проектирование.

7.1.4. Высоту стен закромов следует принимать равной 3,6; 4,8 или 6 м.

Минимальное заглубление стен закромов от уровня пола или планировочной отметки земли следует принимать равным 0,6 м, а пола – 0,3 м, минимальное превышение верха стен закромов над уровнем пола или планировочной отметки земли – равным 1,2 м.

7.1.5. Закрома следует проектировать, как правило, железобетонными.

7.1.6. В закромах для хранения металлической шихты стены с внутренней стороны и сверху должны быть защищены деревянными брусьями. В монолитных закромах допускается устройство защиты из старогодных рельсов.

В закромах для сыпучих материалов защиту следует предусматривать только по верху стен.

7.1.7. Полы закромов надлежит выполнять из камня грубого окола или грунтовыми.

При загрузке и выгрузке материалов грейферными кранами следует предусматривать буферный слой из хранимого материала внутри закромов толщиной не менее 0,3 м.

7.1.8. Горизонтальное давление материала на стены закромов допускается определять как для подпорных стен. Нормативные характеристики материалов, хранимых в закромах, следует принимать в соответствии с таблицей 9.

7.1.9. Стены закромов должны быть рассчитаны также на горизонтальное давление грунта с учетом временной нормативной нагрузки на поверхности земли интенсивностью не менее 20 кПа (2 тс/м²) при опорожненном закроме.

7.1.10. Коэффициент надежности по нагрузке для определения расчетного веса материалов заполнения закромов следует принимать g_c = 1,2. Расчетный угол внутреннего трения определяется делением значения нормативного угла внутреннего трения на коэффициент надежности по нагрузке g_f = 1,1.

7.1.11. Для осмотра, ремонта, очистки закромов их необходимо обеспечивать переносными лестницами.

7.2. Бункеры

7.2.1. Бункерами называются саморазгружающиеся емкостные сооружения с высотой вертикальной части, не превышающей полуторного минимального размера в плане, которые предназначены для кратковременного хранения и перегрузки сыпучих материалов.

В плане бункеры бывают квадратными, прямоугольными и круглыми. В зависимости от расположения выпускного отверстия наиболее распространенные пирамидальные бункеры подразделяются на симметричные, частично симметричные и несимметричные (рисунок 6).

Бункеры могут располагаться внутри здания и быть связанными с его несущими конструкциями.

7.2.2. Проектирование бункера должно включать два последовательных этапа: 1) определение геометрических параметров – формы бункера и его воронки, углов наклона стенок, размеров выпускного отверстия, которые определяются расчетом на основании физико-механических характеристик сыпучего материала с учетом неблагоприятных изменений, при этом должны исключаться сводообразование над выпускным отверстием и зависание на стенках; 2) расчет и проектирование конструкций бункеров и их защиты от ударов и истирания.

 

Таблица 9

Материал	Нормативный удельный вес, кН/м3 (тс/м3)	Нормативный угол внутреннего трения, град
Чушковый чугун	40 (4)
Литники	35 (3,5)	45
Ферросплавы	40 (4)
Металл передельный	35 (3,5)
Стальная стружка	20 (2)	50
Чугунный лом	25 (2,5)
Стальной лом	20 (2)
Хромовая руда	27 (2,7)	45
Марганцевая руда	20 (2)
Железная руда	25 (2,5)
Шлак передельный	18 (1,8)
Кварцит	20 (2)
Шамот	18 (1,8)
Дунит	28 (2,8)
Хромит	31 (3,1)
Шлак	12 (1,2)	40
Песок сырой	18 (1,8)
Известняк	17 (1,7)
Глина	18 (1,8)	35
Каолин сырой	14 (1,4)
Известь	8 (0,8)
Магнезитовый порошок	19 (1,9)	33
Песок сухой	16 (1,6)	30
Кокс и коксик	8 (0,8)

 

а – схема бункера; б – симметричный пирамидальный бункер; в – частично симметричный пирамидальный бункер; г – несимметричный пирамидальный бункер

Рисунок 6-Разновидности пирамидальных бункеров

7.2.3. Определение геометрических параметров бункеров различается для связных (имеющих сцепление, слеживающихся) и несвязных (не имеющих сцепления, неслеживающихся) сыпучих материалов. К связным относятся, как правило, материалы, содержащие фракции менее 2 мм и имеющие влажность более 2 %, а к несвязным – щебень, галька и другие материалы с крупностью зерен 2 мм и более, а также песок с крупностью зерен до 2 мм и влажностью до 2 %.

7.2.4. При проектировании бункеров необходимо учитывать, что имеются две возможные формы истечения сыпучего материала: гидравлическая, при которой находится в движении сыпучий материал во всем объеме бункера, и негидравлическая, при которой движется только центральная часть над выпускным отверстием, а остальной материал неподвижен.

Для связных или самовозгорающихся сыпучих материалов следует проектировать бункеры с гидравлической формой истечения, а для несвязных, как правило – с негидравлической.

7.2.5. При проектировании геометрических параметров для бункеров с негидравлическим истечением для несвязных материалов (форма пирамидальная, коническая, с плоским горизонтальным днищем, параболическая и т.п.) нормируется только один параметр – размер выпускного отверстия, который должен определяться в зависимости от размера максимального куска сыпучего материала.

Угол наклона стенок воронки допускается принимать произвольным, за исключением случаев, когда по условиям технологии требуется полное опорожнение бункера. В этом случае угол наклона стенок следует принимать по углу естественного откоса сыпучего материала с превышением последнего на 5 – 7°.

7.2.6. Бункеры для связных материалов гидравлического истечения проектировать конический, пирамидальной или лотковой формы. Другие формы (параболическая, с плоским днищем), а также несимметричные бункеры не допускаются.

Угол наклона стенок и размеры выпускного отверстия таких бункеров следует рассчитывать на основании физико-механических характеристик сыпучего материала: угла внутреннего трения (угол естественного откоса не допускается), удельного сцепления, угла внешнего трения, эффективного угла трения, функции истечения, определяемых с помощью приборов, измеряющих сопротивление сыпучего материала на сдвиг (таблица 10).

Угол наклона стенок допускается приближенно выбирать по рисунку 7 в зависимости от угла внешнего трения (угла трения сыпучего материала по материалу стенки бункера).

7.2.7. При проектировании бункеров следует обеспечить максимальное использование всего геометрического объема бункера (не менее 80 % при загрузке).

7.2.8. Давление сыпучего материала на стенки бункера следует принимать как для подпорной стены без учета сил трения между сыпучим материалом и стенками бункера.

7.2.9. Конструкции бункера следует рассчитывать на действие временной нагрузки от веса сыпучего материала, заполняющего бункер, постоянных нагрузок от собственного веса конструкций, веса футеровки, а также на действие постоянных и временных нагрузок надбункерного перекрытия.

Направление давления принимается перпендикулярным к поверхности стенки в данной точке.

1 – для бункеров с прямоугольной формой выпускного отверстия (отношение сторон 3:1 и более); 2 – для воронок конической формы с круглым отверстием или пирамидальной формы с квадратным отверстием; j' – угол трения сыпучего материала по стенкам бункера; a – угол наклона стенки к горизонтали

Рисунок 7 – Графики для определения угла наклона стенок бункеров для связных материалов

 

Таблица 10

Сыпучие тела	Коэффициент трения
	по бетону	по стали
1	2	3
Апатитовый концентрат	0,6	0,35
Гипс кусковой крупный с размерами ребер более 100 мм	0,45	0,3
Гипс кусковой мелкий с размерами ребер менее 100 мм	0,55	0,35
Глинозем	0,5	0,3
Известь обожженная мелкая с размерами зерен до 100 мм	0,55	0,35
Известь обожженная крупная с размерами зерен более 100 мм	0,45	0,3
Кокс и коксит	0,84	0,47
Магнезитовый порошок с размерами зерен до 10 мм	0,53	0,35
Песок сухой	0,7	0,5
Песок влажный	0,65	0,4
Песок, насыщенный водой	0,45	0,35
Уголь антрацит	0,5	0,3
Уголь мелкий	0,65	0,35
Фосфоритная мука	0,5	0,3
Цемент	0,58	0,3

 

7.2.10. Стенки бункера следует рассчитывать на растягивающие усилия в горизонтальном и скатном направлениях и изгибающие моменты от местного изгиба из плоскости стенок. Конструкции бункера в целом рассчитываются на общий изгиб, учитывающий пространственную работу бункера.

7.2.11. При расчете конструкций бункеров удельный вес у сыпучего материала необходимо принимать по заданию на проектирование.

7.2.12. Бункеры следует проектировать, как правило, железобетонными или сталежелезобетонными (из плоских железобетонных плит и стального каркаса), или сборно-монолитными железобетонными. Стальными следует проектировать воронки, сужающиеся части бункеров, параболические (висячие бункеры), а также бункеры, которые по технологическим условиям подвергаются механическим, химическим и температурным воздействиям сыпучего материала и не могут быть выполнены из железобетона.

7.2.13. Внутренние грани углов бункеров для связных материалов следует проектировать с вутами или закруглениями.

7.2.14. Внутренние поверхности бункеров следует разделять на участки, подвергающиеся износу (I и II зоны) и не подвергающиеся износу (III зона).

I зона – участок, подвергающийся ударам потока сыпучего материала при загрузке бункера и истиранию при его разгрузке. I зону следует защищать, как правило, используя принцип самозащиты или износостойкой защиты на упругом основании.

II зона – участок, подвергающийся истиранию сыпучим материалом в процессе разгрузки бункера. II зону следует защищать каменным литьем, шлакоситаллом, полимерными материалами, резиной и другими материалами, а при температуре сыпучего материала свыше 50 °C – шлакокаменным и каменным литьем термостойких составов.

III зона – участок, не требующий защиты.

7.2.15. При заполнении бункера твердыми крупнокусковыми или абразивными материалами, способствующими быстрому износу поверхности конструкций, необходимо предусматривать специальную защитную облицовку-футеровку, для которой чаще всего применяются стальные листы, плиты, решетки из полосовой стали и т.п.

При сочетании истирающего воздействия, высокой температуры и химической агрессии сыпучего материала внутренние поверхности бункеров следует защищать плитами из шлакокаменного литья, износостойкого и жаростойкого бетона (с заполнением швов раствором кислотостойких и жаростойких составов), а также в отдельных случаях листами из соответствующих видов сталей (термостойких и др.).

7.2.16. При эксплуатации бункеров в агрессивной и газовой среде их наружные поверхности следует защищать от коррозии в соответствии с требованиями СП 28.13330.

7.2.17. При проектировании бункеров для влажных сыпучих материалов, располагаемых в неотапливаемых помещениях, необходимо предусматривать эффективный обогрев стен бункеров в целях предотвращения смерзания материала в бункере.

7.2.18. При проектировании бункеров для связных материалов, поступающих в нагретом или смерзшемся состоянии, необходимо предусматривать теплоизоляцию стен бункеров в соответствии с теплотехническим расчетом, исключающую конденсацию водяных паров при нагретом материале, а также примерзание к стенам смерзшегося материала.

7.2.19. Бункеры, как правило, должны иметь перекрытия из несгораемых материалов с проемами для загрузки. Если загрузка производится средствами из непрерывного транспорта (вагоны, машины, грейферы), допускается выполнять бункер без перекрытия, но с обязательным устройством сплошного ограждения высотой не менее 1 м с боков и со стороны, противоположной загрузке. Необходимость устройства стальных решеток для перекрытия технологических проемов и размер ячеек решеток определяются технологическим заданием.

7.2.20. В бункерах для пылевидных материалов необходимо предусматривать сверху перекрытия монолитную армированную стяжку толщиной 50 мм, если толщина плит в месте стыка 100 мм и менее.

7.2.21. В перекрытиях бункеров должны быть устроены люки, закрываемые заподлицо с перекрытием металлическими крышками. В надбункерном помещении должны предусматриваться подъемно-транспортные устройства, а внутри бункеров снизу перекрытий – петли для крепления талей и других монтажных средств.

7.2.22. Бункеры должны оснащаться устройствами для механической очистки стен и удаления зависшего сыпучего материала, чтобы исключалась необходимость спуска людей в них.

7.3. Силосы и силосные корпуса для хранения сыпучих материалов

7.3.1. Силосные склады могут быть решены в виде отдельных силосов или группы силосов, объединенных в силосный корпус. Форма силосов, их размеры, расположение в плане и количество определяются требованиями технологического процесса, грунтовыми и температурными условиями с учетом архитектурно-композиционных требований и технико-экономических обоснований, СП 1.13130 – 12.13130.

Силосы для хранения зерна и продуктов его переработки следует проектировать в соответствии с требованиями СП 108.13330.

7.3.2. Форма воронки силоса, углы ее наклона, а также размеры выпускного отверстия должны определяться с учетом условий надежного истечения сыпучего материала в соответствии с требованиями 7.3.3 – 7.3.7 настоящего свода правил.

7.3.3. Форма отдельного силоса в плане принимается, как правило, круглой. Допускается при соответствующем обосновании принимать силосы квадратными и многогранными в плане. При диаметре более 12 м силосы следует проектировать круглыми.

7.3.4. При проектировании силосных корпусов следует, как правило, принимать: сетки разбивочных осей, проходящих через центры сблокированных силосов, 3´3, 6´6 и 12´12 м; наружные диаметры круглых силосов – 3, 6, 12, 18 и 24 м; размеры в осях стен квадратных силосов – 3´3 м; высоты стен силосов, а также подсилосных и надсилосных этажей – кратными 0,6 м.

7.3.5. Железобетонные силосные корпуса длиной до 48 м допускается проектировать без деформационных швов.

При нескальных грунтах основания отношение длины силосного корпуса к его ширине и высоте должно быть не более 2. При однорядном расположении силосов это отношение допускается увеличивать до 3.

Допускается увеличение длины корпуса и указанных отношений при соответствующем обосновании.

7.3.6. При проектировании многорядных силосных корпусов с круглыми в плане силосами пространство между ними (звездочки) следует использовать для размещения лестниц, различных коммуникаций, установки технологического оборудования, не требующего обслуживания, а также для хранения несвязных сыпучих материалов.

Примечание – При хранении в силосах горячих сыпучих материалов устройство лестниц в звездочках допускается при условии соблюдения требований СП 60.13330.

7.3.7. По характеру и конструкции опирания на фундамент силосы делятся на две основные группы: без подсилосных этажей и с подсилосными этажами. В силосах без подсилосных этажей разгрузка материала осуществляется через отверстия в стенах наружу или через отверстия в днище в специальные заглубленные галереи, оборудованные шнеками и транспортерами.

При наличии подсилосного этажа конструкция днища силоса может иметь различные решения, которые определяются характером сыпучего материала заполнения и типом разгрузочного оборудования.

Выпускные отверстия в силосах должны, как правило, располагаться по оси. При необходимости устройства нескольких выпускных отверстий их следует располагать симметрично относительно осей силоса.

7.3.8. При проектировании силосных корпусов следует, исходя из обоснования и конкретных условий строительства, предусматривать применение монолитного железобетона (при возведении индустриальными методами) или сборного железобетона (из унифицированных изделий).

Допускается применение стальных, а также стальных инвентарных и оперативных силосов для сыпучих материалов, хранение которых не допустимо в железобетонных емкостях.

7.3.9. При проектировании стен силосов из стали следует предусматривать индустриальные методы их изготовления и монтажа с применением: листов и лент больших размеров; способа рулонирования; изготовления заготовок в виде «скорлуп»; автоматической сварки с минимальным количеством сварных швов, выполняемых на монтаже, а также других передовых методов.

7.3.10. Сборные железобетонные стены следует проектировать для силосов круглых в плане диаметром 3 м из объемных блоков. При больших размерах – из отдельных элементов, укрупняемых перед монтажом в блоки, или из элементов, монтируемых без предварительного укрупнения.

Сборные железобетонные элементы стен следует выполнять с гладкой поверхностью, так как ребристые конструкции значительно сложнее в изготовлении и неприемлемы для многих сыпучих материалов из-за возможности зависания.

Устройства вертикальных стыков сборных железобетонных элементов при большом их количестве и существенном усложнении монтажа делает целесообразным применение при диаметре 12 м и более монолитных железобетонных силосов. При выполнении стен силосов в монолитном железобетоне их следует возводить в скользящей или приставной опалубке.

7.3.11. В проектах должны предусматриваться мероприятия, обеспечивающие защиту стыков сборных элементов силосов от проникания атмосферных осадков и пыления мелкодисперсных хранимых материалов.

7.3.12. Внутренние поверхности стен и днища силосов не должны иметь выступающих горизонтальных ребер и впадин.

7.3.13. Днища силосов в зависимости от диаметра силоса и хранимого материала следует проектировать в виде железобетонной плиты со стальной полуворонкой и бетонной забуткой или в виде железобетонной или стальной воронки на все сечение силоса.

7.3.14. Стены и днища силосов для абразивных и кусковых материалов следует защищать от истирания и разрушения при загрузке.

Материал для защиты стен и днища силосов следует выбирать в зависимости от физико-механических свойств хранимого материала. При проектировании силосов необходимо учитывать также химическую агрессивность хранимого материала и воздушной среды.

7.3.15. При применении для загрузки силосов трубопроводного контейнерного пневматического транспорта на надсилосном перекрытии следует предусматривать предохранительные клапаны для предупреждения возникновения избыточного давления в силосах.

7.3.16. Надсилосные перекрытия следует проектировать, применяя железобетонные плиты по железобетонным или стальным балкам, а также листы профилированного настила по стальным балкам. Для силосов со стальными стенами перекрытия выполняют из стальных элементов.

7.3.17. Покрытия отдельно стоящих круглых силосов при отсутствии надсилосного помещения, а также силосов диаметром более 12 м допускается проектировать в виде оболочек.

7.3.18. Надсилосные помещения и конвейерные галереи следует проектировать с применением облегченных стеновых ограждений из несгораемых материалов. Допускается также применение сборных железобетонных конструкций.

7.3.19. Наружные стены неотапливаемых подсилосных помещений следует проектировать с применением железобетонных панелей. Стены отапливаемых помещений в подсилосной части должны проектироваться панельными, кирпичными или блочными.

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

7.3.21. Колонны подземного этажа силосов рекомендуется проектировать сборными или монолитными железобетонными.

7.3.22. Фундаменты отдельно стоящих силосов и силосных корпусов следует проектировать в виде монолитных железобетонных плит. На скальных и крупнообломочных грунтах допускается принимать фундаменты отдельно стоящие, ленточные или кольцевые, монолитные или сборные.

Свайные фундаменты следует предусматривать, если расчетные деформации естественного основания превышают предельные или не обеспечивается его устойчивость, а также при наличии просадочных грунтов и в других случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании.

7.3.23. Конструкции силосов необходимо рассчитывать на нагрузки и воздействия в соответствии с требованиями СП 20.13330. При расчете силосов должны быть также учтены нагрузки и воздействия:

временные – от веса сыпучих материалов, части горизонтального давления и трения сыпучих материалов о стены силосов, веса технологического оборудования [не менее 2 кПа (200 кгс/м²)], усадки и ползучести бетона, крена и неравномерных осадок;

кратковременные – возникающие при изготовлении, перевозке и монтаже сборных конструкций, при изменении температур наружного воздуха, от части горизонтального неравномерного давления сыпучих материалов, от давления воздуха, нагнетаемого в силос, при активной вентиляции и гомогенизации;

особые – от давления при взрыве.

7.3.24. Аэродинамические коэффициенты при расчете силосов на ветровые нагрузки принимаются по СП 20.13330.

Аэродинамические коэффициенты общего лобового сопротивления силосов при расчете нижней зоны силосов (колонн и фундаментов) допускается принимать: для одиночных силосов, расположенных от других на расстоянии, большем 3 диаметров силосов (по центрам), c = 0,7; при меньшем расстоянии c – 1,3; для сблокированных силосов c – 1,4.

7.3.25. Коэффициенты надежности по нагрузкеg_f для собственного веса конструкций, полезной нагрузки на перекрытиях, снеговой и ветровой нагрузок принимаются по СП 20.13330:

при горизонтальных и вертикальных давлениях от сыпучих материалов g_f =1,3;

при температурных воздействиях и от давления воздуха в силосе g_f = 1,1.

7.3.26. При расчете на сжатие нижней зоны силосов (колонн подсилосного этажа и фундаментов) расчетная нагрузка от веса сыпучих материалов умножается на коэффициент 0,9.

7.3.27. Стены круглых силосов диаметром до 12 м включительно, квадратных и многогранных силосов кроме расчета на прочность следует рассчитывать на выносливость с коэффициентами асимметрии цикла p_s и p_b.

в стенах с предварительным напряжением p_s = 0,85;

в стенах без предварительного напряжения p_s = p_b = 0,7.

7.3.28. Силосы, загружаемые горячим сыпучим материалом (с температурой свыше 100 °C на контакте с бетоном), должны быть рассчитаны с учетом кратковременного и длительного действия температуры по предельным состояниям первой и второй групп.

7.3.29. Для смесительных силосов с образованием кипящего слоя (гомогенизация) нормативное давление на днище и стены (в пределах высоты кипящего слоя) от сыпучего материала и сжатого воздуха принимается как равномерное по площади днища и периметру стен гидростатическое давление жидкости силоса с удельным весом, равным 0,6g, за счет повышения уровня сыпучего материала в процессе гомогенизации. В расчете учитывается большее из давлений, вычисленных без гомогенизации и с ее учетом.

При нагнетании воздуха без образования кипящего слоя избыточное давление воздуха учитывается с учетом давления сыпучего материала.

7.3.30. При внецентренной загрузке и разгрузке силоса диаметром 12 м и более его стены следует проверять на действие несимметричного давления сыпучего материала.

7.3.31. Предельная ширина раскрытия вертикальных трещин в стенах железобетонных силосов определяется по СП 63.13330, при этом принимается δ = 1,2 для круглых и δ = 1 для квадратных силосов.

7.3.32. Прогиб от временных длительных нормативных нагрузок для стен квадратных и многогранных силосов не должен превышать 1/200 пролета в осях стен.

7.3.33. Нормативное горизонтальное давление сыпучего материала  на стены силоса принимается равномерно распределенным по периметру и вычисляется по формуле:

 

 (42)

где gⁿ, fⁿ – удельный вес и коэффициент трения сыпучего материала;

 – гидравлический радиус сечения (A и u – соответственно площадь и периметр поперечного сечения силоса);

e – основание натуральных логарифмов;

 – коэффициент бокового давления сыпучего материала;

jⁿ – угол внутреннего трения сыпучего материала;

z – расстояние от верха засыпки материала до днища.

7.3.34. Нормативное вертикальное давление сыпучего материала определяется по формуле:

 (43)

7.3.35. Полное нормативное (длительное и кратковременное) горизонтальное давление сыпучего материала на стены силосов следует определять по формуле:

 (44)

где а -коэффициент, приведенный в таблице 11 и учитывающий дополнительные давления при заполнении и опорожнении силосов, обрушении сыпучего материала и при работе систем пневматического выпуска.

7.3.36. Кратковременная часть полного горизонтального давления

 (45)

 

Таблица 11

Конструкция силосов и их элементов	Коэффициенты
	a	gc
I. При расчете горизонтальной арматуры стен
1. Отдельно стоящего круглого железобетонного силоса	2	1	2
2. Железобетонного силосного корпуса с рядовым расположением круглых силосов:
наружных	2	1	2
внутренних	2	2	1
3. Железобетонного силосного корпуса с квадратными силосами со сторонами до 4 м:
наружными	2	1,65	1,2
внутренними	2	2	1
II. При расчете конструкций плиты и балок днища и воронки
4. Плиты днища без забутки, балок днища, железобетонной воронки силоса	2	1,3	1,5
5. Плиты днища с забуткой при наибольшей высоте забутки 1,5 м* и более	2	2	1
6. Стальной воронки и стальных кольцевых балок в железобетонном или стальном силосе	2	0,8	2,5
7. Узлов креплений стальной воронки к кольцевым балкам и стенам железобетонного или стального силоса	1,5	0,8	2,5
* При высоте забутки h < 1,5 м значение коэффициента gc определяется по интерполяции между 1,3 и 2 по формуле gc = 1,3 + 0,47h. Примечания 1. При расчете стен стального силоса коэффициенты gc умножаются на 0,8. 2. При расчете стен силоса для угля коэффициенты a и gc принимаются равными 1.

 

7.3.37. Нормативное вертикальное давление сыпучего материала , передающееся на стены силоса силами трения, определяется по формуле:

 (46)

7.3.38. Нормативное вертикальное давление сыпучего материала на днище силоса  определяете по формуле:

 (47)

но не более 

где а,  – определяются по 7.3.34 и 7.3.35 настоящего свода правил;

g – удельный вес засыпки над днищем;

z -высота засыпки.

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

7.3.40. Круглые силосы следует рассчитывать на осевое растяжение силами:

 (48)

где N – расчетное растягивающее усилие;

g_f – коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый по 7.3.25 настоящего свода правил;

a, g_c – поправочный коэффициент и коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 11;

d – внутренний диаметр силоса.

7.3.41. При расчете стен круглых силосов на центральное растяжение работа бетона не учитывается.

Стены квадратных и многогранных силосов следует рассчитывать на внецентренное растяжение. Осевое растягивающее усилие определяется по формуле (48), в которой d принимается равным размеру силоса в свету.

Изгибающие моменты определяются как для горизонтальной замкнутой рамы, нагруженной по периметру равномерно расчетным давлением сыпучего материала.

7.3.42. Коэффициенты условий работы при расчете стен силосов следует определять в соответствии с требованиями СП 63.13330, принимая для стен силосов, возводимых в скользящей опалубке, коэффициент условий работы бетона g_b = 0,75, при этом коэффициент g_b2, учитывающий длительность действия нагрузки, принимается равным 1.

7.3.43. Стены стальных силосов должны быть дополнительно проверены на устойчивость с коэффициентом условий работы, равным 1.

На выносливость стальные стены допускается не рассчитывать.

7.3.44. Для стальных силосов следует учитывать воздействия от суточного изменения температуры наружного воздуха в виде дополнительного горизонтального нормативного давления сыпучего материала, считая его равномерно распределенным по периметру и по высоте, по формуле:

 (49)

где k_t – коэффициент, принимаемый равным 2;

a_t – коэффициент линейной температурной деформации материала стен из стали, равный 1,2 · 10^-5;

Т₁ -суточная амплитуда температуры наружного воздуха, принимается согласно СП 20.13330;

E_m – модуль деформации сжатия сыпучего материала;

d – внутренний радиус круглого силоса или сторона квадратного силоса;

t – приведенная толщина стены по вертикальному сечению, м;

Е_с – модуль упругости материала стен;

v – начальный коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона) материала заполнения силоса.

7.3.45. Места изменения формы стального силоса, в частности зоны сопряжения цилиндрической части с конусной или с плоским днищем, а также места резкого изменения нагрузки должны быть проверены на дополнительные местные напряжения (краевой эффект) с коэффициентом условий работы, равным 1,4.

7.3.46. При симметричной разгрузке и загрузке сыпучего материала стены стальных силосов проверяются на прочность по СП 16.13330 с коэффициентом условий работы g_c = 0,8.

7.3.47. В случае несимметричной загрузки или разгрузки сыпучих материалов стены стальных круглых силосов, не воспринимающие кольцевые изгибающие моменты, проверяются на устойчивость и прочность от воздействия кольцевых меридиональных и сдвигающих усилий, определяемых расчетом цилиндрической оболочки.

7.3.48. Стены монолитных железобетонных силосов следует проектировать из бетона класса не ниже В15, а сборные железобетонные элементы стен – из бетона класса не ниже В25.

Марку бетона по морозостойкости и водонепроницаемости следует принимать по таблице 1 п. 4.16 настоящего свода правил.

7.3.49. Расчет оснований сблокированных и отдельно стоящих силосов, возводимых на нескальных грунтах, должен производиться по предельным состояниям второй группы (по деформациям) в соответствии с требованиями СП 22.13330.

При расчете деформации оснований ветровая нагрузка включается в основное сочетание нагрузок.

7.3.50. При определении крена фундаментов корпусов в виде жестко сблокированных силосов на общей фундаментной плите в условиях отсутствия влияния соседних корпусов учитывается повышенный модуль деформации грунта. Повышение модуля деформации грунта обеспечивается предварительным обжатием грунта первичной равномерной загрузкой силосов длительностью не менее двух месяцев.

7.3.51. При определении давления на грунт под подошвой фундамента следует учитывать как случай полной загрузки силосов сыпучими материалами, так и случай разгрузки некоторых из силосов в количестве, создающем наиболее невыгодное сочетание нагрузок.

7.3.52. Колонны подсилосного этажа следует рассчитывать по схеме стоек, заделанных в фундамент, с учетом фактического защемления в днище силоса.

7.3.53. При расчете колонн должны учитываться дополнительные усилия изгиба и сжатия при наклоне корпуса (принимаемом равным 0,004) от неравномерной осадки, а также дополнительный изгибающий момент, вызываемый отклонением верха колонн и смещениями сборных плит днища и воронок в пределах допусков.

7.3.54. Эвакуационные лестницы следует проектировать с шириной марша не менее 0,8 м и с уклоном не более 1:1. Наружные стальные маршевые лестницы, используемые для эвакуации людей, следует проектировать, как правило, шириной не менее 0,7 м с уклоном маршей не более 1:1, ограждением высотой 1 м и площадками, расположенными по высоте на расстоянии не более 8 м с учетом требований СП 1.13130.

7.3.55. По периметру наружных стен силосных корпусов высотой до верха карниза более 10 м следует предусматривать на кровле решетчатые ограждения высотой не менее 0,6 м из несгораемых материалов.

7.3.56. При проектировании силосов для сыпучих материалов, пыль которых способна образовать при загрузке или разгрузке силосов взрывоопасные концентрации, должны предусматриваться мероприятия, исключающие возможность взрывов, а также предупреждающие появление электростатических разрядов.

7.4. Угольные башни коксохимзаводов

7.4.1. Требования настоящего раздела следует соблюдать при проектировании угольных башен коксохимзаводов, предназначенных для аккумуляции угольной шихты перед коксованием и ее погрузки в загрузочные вагоны для распределения по коксовым печам.

7.4.2. Объемно-планировочные решения угольных башен и их габаритные размеры должны обеспечивать возможность рациональной компоновки с коксовыми батареями и соответствующее строительному заданию взаимное расположение с подвижным технологическим оборудованием (коксовыталкивателями, двересъемочными машинами, тушильными и загрузочными вагонами).

Как правило, угольные башни должны быть прямоугольными в плане.

7.4.3. При проектировании нескольких угольных башен для одного предприятия их конфигурация и размеры горизонтального сечения должны быть, как правило, унифицированы.

7.4.4. Габариты угольных башен следует принимать по горизонтали кратными 0,3 м, по вертикали – 0,6 м.

7.4.5. Свободные от технологического оборудования основного назначения объемы нижней зоны угольной башни допускается использовать для размещения вспомогательных помещений: электропунктов, вентиляционных установок, помещений КИП, служебно-бытовых помещений коксового блока и т.д.

7.4.6. Внутренние габариты в сквозной части угольной башни должны обеспечивать наличие:

зазоров между строительными и технологическими конструкциями, но не менее 0,1 м;

проходов с обеих сторон загрузочного вагона шириной не менее 0,8 м и высотой не менее 2,1 м.

7.4.7. Размеры надъемкостной части угольной башни должны обеспечивать возможность размещения оборудования, предназначенного для распределения шихты по ячейкам емкостной части. При этом между оборудованием и строительными конструкциями должны предусматриваться проходы шириной не менее 0,8 м.

7.4.8. При расчете угольных башен и их конструктивных элементов должны быть учтены следующие нагрузки: собственный вес конструкций, нагрузки от стационарного оборудования и загрузочного вагона, давление материала заполнения емкостей, ветровая нагрузка, давление грунта, нагрузки, передаваемые примыкающими конструкциями.

В случае необходимости учитываются особые нагрузки и воздействия (сейсмические, влияние горных выработок и т.д.).

7.4.9. Наибольший прогиб стен емкостной части не должен превышать 1/200 меньшего пролета.

7.4.10. Расчетное горизонтальное давление материала заполнения на стены емкостной части следует определять в зависимости от соотношения геометрических размеров как для прямоугольного силоса или бункера.

Удельный вес угольной шихты и угол ее внутреннего трения следует принимать по заданию на проектирование угольной башни, но не менее gⁿ = 8,5 кН/м³ (0,85 тс/м³), а угол внутреннего трения – не более jⁿ = 40°.

7.4.11. При расчете стен емкостной части необходимо рассматривать следующие сочетания нагрузок:

все емкости заполнены, на одну из стен действует отрицательное давление ветра как на подветренную вертикальную поверхность;

емкости не заполнены, на стену действует положительное давление ветра как на наветренную вертикальную поверхность;

заполнена одна из емкостей (для расчета внутренней поперечной стены).

7.4.12. Угольную башню следует рассчитывать как пространственную систему с учетом физической, а для стен в зоне проезда загрузочного вагона – и его геометрической нелинейности (по деформированной схеме с учетом невыгодных для конструкций отклонений от вертикали в пределах, допускаемых строительными нормами и правилами на производство работ).

7.4.13. Допускается выполнять расчет стен угольной башни, расчленяя ее на отдельные элементы: продольные и поперечные стены емкостной части, продольные стены в зоне проезда загрузочного вагона, нижнюю зону стен.

При расчете поперечных стен емкостной части следует учитывать наличие проемов для проезда загрузочного вагона, превращающих эти стены при поэлементном расчете в балки-стенки.

7.4.14. При поэлементном расчете стен расчетную схему стен сквозной части следует принимать в виде однопролетной одноэтажной рамы с абсолютно жестким ригелем и защемленными стойками с учетом отклонения их от вертикали в соответствии с действующими допусками на бетонирование стен в подвижной опалубке. При этом горизонтальное поперечное смещение верха проема a_hдля проезда загрузочного вагона по отношению к низу этого проема определяется по формуле:

a_h = 1,2 · η · a, (50)

где а- допускаемое горизонтальное смещение, соответствующее высоте стены, равной высоте проема для проезда загрузочного вагона;

η – коэффициент увеличения эксцентриситета, принимаемый по СП 63.13330.

7.4.15. В угольных башнях должен быть предусмотрен грузопассажирский лифт до надъемкостной части.