- короткочасні - які виникають при зміні температури зовнішнього повітря; від короткочасної частини горизонтального нерівномірного тиску сипких матеріалів; тиску повітря, що нагнітається в силос, при активній вентиляції, газації, гомогенізації і пневматичному вивантаженні сипкого матеріалу.
Примітка 1. Для будівель і споруд, де можливий аварійний вибух пилоповітряної суміші, слід також ураховувати тимчасове особливе навантаження від тиску, що розвивається під час вибуху.
Примітка 2. Довготривалу і короткочасну частини горизонтального нерівномірного тиску сипких матеріалів слід визначати згідно 4.22.
4.2 При розрахунку на міцність коефіцієнт надійності за навантаженням для тиску сипких матеріалів на стіни і днища силосів, бункерів і зерноскладів слід приймати рівним 1,3, для вітрового навантаження на робочі будівлі - 1,3, для тиску повітря і навантажень, викликаних температурними впливами, - 1,1.
Примітка. Снігове навантаження на конусні покриття поодиноких силосів необхідно приймати з кое-фіцієнтом ?? = 0,4 (за СНіП 2.01.07) з розповсюдженням цього навантаження по всій площі покриття чи по її половині.
4.3 Розрахунок перекриттів виробничих і складських будівель і споруд, площадок і галерей слід проводити з урахуванням навантажень від обладнання і матеріалів, що складуються, у відповідності з технологічною частиною проекту, але не менше ніж нормативне навантаження в 200 кгс/м2 з урахуванням коефіцієнта надійності за навантаженням (для граничних станів першої групи), який дорівнює 1,2.
4.4 Питома вага сипких матеріалів у (кгс/м3), їх кут внутрішнього тертя ?? (град) і коефіцієнт тертя сипких матеріалів об стіни силосу f необхідно приймати у відповідності з рекомендованим додатком А.
4.5 При визначенні горизонтального тиску сипких матеріалів на стіни силосів під час заповнення і спорожнення ємкостей, а також у процесі зберігання слід ураховувати рівномірно розподілений по периметру тиск, що визначається у відповідності з 4.6, разом з місцевими підвищеними тисками -кільцевим, локальним і смуговим, величини яких слід визначати згідно з вимогами 4.7-4.9 і 4.12.
4.6 Рівномірно розподілений по периметру нормативний горизонтальний тиск сипких матеріалів (кгс/м2) на стіни силосів на глибині Z (м) від верху засипу визначається за формулою
, (1)
де ?? - гідравлічний радіус поперечного перерізу силосу, м, що визначається за формулою ;
A, U - площа і периметр поперечного перерізу силосу відповідно м2 і м;
ДБН В.2.2-8 -98 С. 13
λ - коефіцієнт бокового тиску сипучого матеріалу, що визначається за формулою
λ = tg2 (45o -)
(для зерна допускається приймати λ = 0,44);
е - основа натурального логарифму;
γ, φ, f - за пунктом 4.4.
Примітка. При розрахунках конструкцій верх засипу допускається приймати на рівні верху стін (при горизонтальній поверхні засипу), а для силосів діаметром 12 м і більше - на рівні 1/3 (від низу) висоти конуса засипу.
4.7 Кільцевий горизонтальний тиск сипких матеріалів на стіни круглих силосів приймається рівномірно розподіленим по всьому периметру стін силосів з висотою зони кільцевого навантаження, рівного 1/4 діаметра силосу. Зона може займати будь-яке положення по висоті. Нормативне значення кільцевого горизонтального тиску визначається за формулою
, (2)
де a 1 - коефіцієнт місцевого підвищення тиску, що приймається згідно з вимогами 4.11.
4.8 Локальний горизонтальний тиск на стіни круглих силосів приймається розподіленим по двох площадках, що розташовані з двох діаметрально протилежних сторін силосу.
Розмір площадок установлюється рівним · (d - внутрішній діаметр силосу). Площадки можуть займати будь-яке положення по висоті і периметру. Нормативне значення локального горизонтального тиску визначається за формулою
, (3)
де a2 - коефіцієнт місцевого підвищення тиску, який приймається згідно з вимогами 4.11.
4.9 Якщо з силосу діаметром 12 м і більше проводиться пристінний випуск сипкого матеріалу з утворенням воронки потоку сипкого матеріалу біля стіни силосу, то слід ураховувати зниження горизонтального тиску сипкого матеріалу над випускним отвором на всю висоту силосу, при цьому схема розподілення горизонтального тиску приймається за рисунком 3.
При позацентровому завантаженні чи розвантаженні силосів діаметром 12 м і більше горизонтальний тиск слід визначати з урахуванням різного рівня сипкого матеріалу по периметру його верхнього конуса.
4.10 Горизонтальний тиск сипких матеріалів на стіни круглих залізобетонних силосів і сталевих силосів з жорсткими ребрами, що працюють на вигин, приймається рівним сумі рівномірного тиску, визначеного за формулою (1), і локального тиску, визначеного за формулою (3).
Горизонтальний тиск сипких матеріалів на стіни сталевих круглих листових силосів, не підсилених ребрами, допускається приймати рівномірно розподіленим по периметру і рівним сумі тисків, що визначаються за формулами (1) і (2). При цьому розвантаження з силосу основної маси сипкого матеріалу повинно проводитися осесиметричним потоком через центральний випуск.
4.11 Кількісні значення коефіцієнтів а1 і а2 у формулах (2) і (3) повинні прийматись за таблицею 1.
Таблиця 1
|
Коефіцієнти
|
Відношення висоти силосу h до його діаметра d |
||||||
|
|
10,00
|
5,00
|
2,50
|
1,67
|
1,25
|
0,83
|
0,625
|
|
а1
|
1,60
|
1,50
|
1,20
|
0,90
|
0,70
|
0,50
|
0,30
|
|
а2
|
1,25
|
1,00
|
0,50
|
0,25
|
0,12
|
0,06
|
0,03
|
Примітка. h - висота від верху силосу до верху воронки чи забутки (рисунок 1). Для проміжних відношень h/d значення коефіцієнтів a1 і a2 допускається визначати за інтерполяцією.
С.14 ДБН B.2.2-8-98
а - переріз силосу; б - план; в - епюра тиску
Рисунок 3 - Пристінний випуск зерна.
4.12 Смуговий горизонтальний тиск на стіни квадратних і прямокутних силосів і на стіни зірочок приймається рівномірно розподіленим по всьому периметру стін у будь-якому їх місці по висоті. Нормативне значення смугового тиску визначається за формулою
, (4)
де a3 - коефіцієнт місцевого підвищення тиску сипкого матеріалу, рівномірно розподіленого по всьому периметру квадратного силосу чи зірочки.
Значення коефіцієнта a3 для квадратних силосів зі стороною 3-4 м і для зірочок зблокованих силосів діаметром 6-12 м, заввишки h≥15 м приймається 0,2, при висоті h < 15 м - 0,1.
Для квадратних силосів зі стороною понад 4 м, а також для прямокутних силосів значення a3 приймається за дослідними даними, але не менше 0,2.
4.13 Змінність горизонтальних тисків сипких матеріалів на стіни квадратних силосів розміром 3х3 м, круглих силосів діаметром 6-12 м і аналогічних багатогранних силосів слід ураховувати розрахунком стін на витривалість з коефіцієнтом асиметрії циклу ρs = 0,85 при стінах з попереднім напруженням і ρs = ρв = 0,7 - для конструкцій без попереднього напруження.
4.14 Нормативне значення вертикального тиску сипкого матеріалу , що передається на стіни силосу силами тертя, визначається за формулою
. (5)
4.15 Вертикальний нормативний тиск сипких матеріалів на днище силосу приймається за формулою
, (6)
де a4 - коефіцієнт, який приймається за рекомендованим додатком Б.
ДБН В.2.2-8 -98 С. 15
4.16 При нагнітанні повітря чи газу в силос, при роботі пневматичних систем випуску, активної вентиляції тощо, крім тиску сипких матеріалів, повинен бути врахований надлишковий тиск повітря чи газу на стіни і днище силосу.
Значення і розподілення надлишкового тиску повітря приймається заданими технологічної частини проекту.
4.17 Для силосів, у яких нагнітається повітря з утворенням киплячого шару (гомогенізація), нормативний тиск на днище і стіни у межах киплячого шару визначається від сипкого матеріалу і стисненого повітря як гідростатичний тиск рідини з питомою вагою 0,6 у, де у - питома вага сипкого матеріалу (див. рекомендований додаток А), при цьому слід враховувати підвищення рівня сипкого матеріалу у зв'язку зі зменшенням питомої ваги в процесі гомогенізації.
4.18 Температурний вплив від добової зміни температури зовнішнього повітря і перепаду температури за товщиною стін допускається замінювати додатковим горизонтальним тиском сипкого матеріалу на зовнішні стіни зблокованих або окремо розташованих силосів, вважаючи його рівномірно розподіленим по периметру і висоті. Нормативне значення цього тиску Pnht , МПа (кгс/см2), визначається за формулою
, (7)
де T1 - середня добова амплітуда коливання температури зовнішнього повітря (град), що приймається 2θ1 , де θ1 визначається за СНіП 2.01.07;
Em - модуль деформації стиснення сипкого матеріалу; для зернових силосів значення Em допускається приймати за формулою Em=250 ()0,63, МПа [Еm =250 ()0,63 х 2,34, кгс/см2];
Ec - модуль пружності матеріалу стін силосів; для залізобетонних стін з урахуванням тріщин допускається приймати Еc= 10000 МПа (100000 кгс/см2);
kt - коефіцієнт, який приймається рівним: 2,5 - для сталевих; 2,0 - для монолітних залізобетонних стін силосів; 1,0 - для збірних залізобетонних стін;
??t - коефіцієнт лінійної температурної деформації матеріалу стін, 1/град;
d - внутрішній діаметр силосу, м;
t - товщина стін, м;
v - початковий коефіцієнт поперечних деформацій (коефіцієнт Пуассона), який приймається для зернових продуктів 0,4.
Допускається тиск визначати за формулою
, (8)
де Кt1 - коефіцієнт, що приймається рівним:
- 0,40 - для сталевих стін силосів;
- 0,20-для монолітних залізобетонних;
- 0,15 - для збірних залізобетонних при товщині стін менше 15 см і 0,10 - при їх товщині 15 см і більше.
Значення приймається за формулою (1) в нижній зоні силосу. При визначенні за формулами (7) і (8) додаткові зусилля від усадки бетону і нерівномірного нагрівання сонцем не враховуються.
Примітка. Для квадратних силосів у формулі (7) замість d слід приймати l - відстань у світлі між протилежними стінами.
4.19 Нормативний тиск сипкого матеріалу на похилу під кутом а до горизонту поверхню днищ або воронок силосів визначають за формулами:
нормальний до поверхні воронки чи днища
(cos2 ?? - λ sin2 ??) ; (9)
дотичний до поверхні воронки чи днища
(1 - λ) sin α ?? cos ?? . (10)
С.16 ДБН В.2.2-8-98
4.20 При виконанні вимог 3.33 горизонтальний тиск на стіни круглих і квадратних силосів, з яких зерно випускається через розвантажувальні труби чи суміжні силоси і зірочки, визначають з урахуванням вимог 4.5-4.19, помножуючи коефіцієнти a1, a2 i a3 на коефіцієнт умов роботи γc = 0,3, коефіцієнти ??s і ??в - на коефіцієнт γc = 1,2.
4.21 Нормативний горизонтальний тиск сипкого матеріалу на зовнішні стінки розвантажувальної труби при розмірах її не більше 0,15 діаметра силосу допускається визначати за формулою (1) з помноженням на коефіцієнт γext = 1,5 (для силосів діаметром 6-18 м).
Сили тертя, що діють на підвіски електротермометрів, допускається визначати як тиск Ph,ext , помножений на коефіцієнт тертя f, даний в рекомендованому додатку А.
4.22 Короткочасна частина горизонтального нерівномірного тиску сипких матеріалів приймається рівною 0,7 відповідних кільцевих, локальних, смугових тисків, визначених за формулами (2) - (4); решта нерівномірного тиску, а також тиск, що визначається за формулою (1), приймаються як довготривалі горизонтальні тиски.
4.23 Тиск зерна на стіни зерноскладів слід визначати як тиск на підпірні стіни.
5 РОЗРАХУНОК КОНСТРУКЦІЙ
5.1 Несучі конструкції виробничих будівель і споруд підприємств повинні відповідати ГОСТ 27751. При цьому необхідно враховувати навантаження і їх поєднання у відповідності з 4.1-4.3, а також динамічний вплив на конструкції обладнання.
Примітка. При розрахунку основних несучих конструкцій, які вказані в 3.2, слід ураховувати можливість впливу тимчасового особливого навантаження (від тиску вибуху) не менше 300 кгс/м2, що приймається рівномірно розподіленим по усій площі всередині приміщення.
5.2 При розрахунку збірно-монолітних перекриттів слід враховувати зміни навантажень і розрахункових схем відповідно до умов роботи конструкцій в процесі будівництва і після замонолічування.
Стіни залізобетонних силосів
5.3 Стіни залізобетонних силосів повинні задовольняти вимоги розрахунків за несучою здатністю (розрахунок на міцність - граничний стан першої групи) і придатності до нормальної експлуатації (розрахунок з метою виключення створення чи надмірного розкриття тріщин, для прямокутних силосів - виключення надмірних прогинів - граничний стан другої групи) згідно зі СНіП 2.03.01.
При розрахунку стін силосів враховуються основні поєднання навантажень і впливів (горизонтальний тиск сипких матеріалів на стіни силосів за 4.5, температурні впливи за 4.18, а також тиск повітря за 4.16, 4.17, тиск вітру на оболонку порожнього чи заповненого окремо розташованого силосу діаметром більше 12 м). При врахуванні двох і більше тимчасових навантажень слід вводити коесілцієнт поєднання згідно зі СНіП 2.01.07.
При розрахунку конструкцій для граничних станів як першої, так і другої групи повинна бути врахована мінливість навантажень і впливів. При цьому розрахунок за несучою здатністю на витривалість для стін силосів, зведених у ковзній опалубці (круглих діаметром 12 м і менше і квадратних), проводиться на основне поєднання розрахункових навантажень з коефіцієнтом надійності за навантаженням за 4.2, для решти силосів - на основне поєднання навантажень з коефіцієнтом надійності за навантаженням, що дорівнює 1,0. Коефіцієнт асиметриї циклу слід приймати згідно з 4.13.
