Бункера и силосы реферат

Обновлено: 02.07.2024

В общепринятом смысле, и силос, и бункер – это некая вертикальная цилиндрическая или призматическая ёмкость, предназначенная для сохранения сыпучего материала (в нашем случае, зерна). По своей форме и габаритам эти ёмкости отличаются чрезвычайным разнообразием.

Нужно ли различать эти два сооружения? Ведь на практике мы все металлические круглые ёмкости для хранения зерна называем банками, силосами, хопперами и т.п. При этом мы друг друга понимаем. :)

На самом деле, различие между этими типами сооружений очень важно. И об этом мы поговорим ближе к концу статьи.

Сейчас же остановимся на том, в чём же отличие между силосами и бункерами? Чтобы разобраться в данном вопросе, прибегнем к технической и нормативной литературе.

1. Емкости для сыпучих грузов в транспортно-грузовых системах: учебное пособие

"Силоса имеют цилиндрическую или призматическую форму, отношение высоты стенки Н к наименьшему размеру D поперечного сечения равно двум и более (см. рис.1.10)."

К сожалению, автор не указывает источник информации. Но с другой стороны, подобные издания не являются научными или нормативными документами. Поэтому, оставим это определение на совести авторов.

По нашему мнению, такое определение было заимствовано в англоязычной литературе и не имеет ничего общего с нашими стандартами или общепринятым пониманием.

2. Листовые металлические конструкции

"Силосы - это относительно высокие и узкие сосуды, у которых высота h1 превосходит в 1,5 раза и более наименьший размер в плане. Плоскость обрушения, проведенная через пересечение вертикальной стенки и воронки силоса, пересекается с предельным верхним горизонтом засыпки вне пределов сосуда. Для силосов 18 м и более отношение высоты к наименьшему размеру в плане может быть и меньше 1.5."

Наверное, отсюда взялось самое распространенное мнение о том, что силос, это сосуд, высота которого в полтора раза превышает его диаметр. На самом деле, утверждение это не совсем корректное. Почему? Посмотрим в следующем источнике.

Здесь же запомним фразу о пересечении плоскости обрушения. Мы еще вернемся к ней позже.

3. Руководство по расчету и проектированию железобетонных, стальных и комбинированных бункеров

Руководство досталось Украине по наследству от СССР и написано одним из самых известных в среде инженеров-проектировщиков автором. Гласит следующее.

"1.9. Высота вертикальной части пирамидально-призматических, конусно-цилиндрических и лотковых бункеров должна быть менее или равной 1,5·√F где F — площадь горизонтального сечения бункера над воронкой."

Отсюда следует, что все, что выше – это силосы.

Возьмем частный случай, когда силос в горизонтальном сечении будет иметь квадратную форму. В таком случае, высота силоса (H) будет равна: H=1.5·√a2, где a – сторона квадрата. Получается, что H=1.5·a. Т.е. в случае силоса с квадратным основанием, его высота действительно должна превышать полторы ширины. При стороне силоса a=10 м, получим H=1.5·10=15м.

Однако, мы ведем речь о круглых силосах, к которым данный случай неприменим. Для круглого силоса, при диаметре D=10 м, его площадь будет составлять F=πR2 , т.е. 3.14· 52 = 78.5м2. А высота силоса должна быть не меньше чем 1.5·√78.5=13.3 метров (а не 15 м, как общепринято считать).

Прежде всего нужно сказать, что ДБН - это государственные строительные нормы Украины, которым должны следовать инженеры при проектировании элеватора. И гласят они следующее:

“Силосом вважається вертикальна циліндрична чи призматична ємкість, призначена для зберігання сипкого матеріалу. При цьому висота від верху воронки чи набетонки (забутки) до низу надсилосного перекриття (рисунок) повинна бути, як правило, понад 1,5 А (де А - площа горизонтального перерізу силосу).”

Выполнить расчет по данной формуле человеку образованному сложно. Ведь площадь измеряется в квадратных метрах, а высота в линейных метрах. Как можно получить метры, умножив квадратные метры на 1.5? Непонятно.

Но, даже если пренебречь этим фактом и провести расчет, то получим следующее.

При диаметре силоса D=10 м, его площадь будет составлять A=πR2, т.е. 3.14· 52 = 78.5м2. А высота силоса должна быть не менее чем 1.5·78.5= 117.7 метров. Некисло, не так ли? Представляете себе такую конструкцию?!

Выглядит это так, будто во время сканирования и оцифровки документа, программа распознавания текста (OCR) просто не распознала знак квадратного корня.

Зачем нужно различать силосы и бункеры?

Хочется вернуться еще раз к интересной фразе из источника [2]:

"Плоскость обрушения, проведенная через пересечение вертикальной стенки и воронки силоса, пересекается с предельным верхним горизонтом засыпки вне пределов сосуда."

По мнению автора этой статьи, именно эта фраза является ключевой для определения почему же так важна эта классификация.

Позволим себе небольшое лирическое отступление. В работе Гячева [5] приведена интересная информация.

"Рядом экспериментальных исследований было установлено, что если высота столба сыпучего материала примерно в 2 раза превышает ширину дна, то давление на стенки сооружения остается далее постоянным."

Однако, вопрос этот так и остался недоработанным и неясным для большинства проектировщиков и инженеров.

Тем не менее, мы считаем, что разграничение бункеров и силосов нужно потому, что в бункере, в отличие от силоса, пренебрегают силами трения сыпучего материала о стенки цилиндрической части.

Заключение

Однако, с инженерной точки зрения, мы считаем правильным следующее определение силоса:

"Под силосом понимается вертикальная цилиндрическая или призматическая ёмкость, которая предназначена для хранения сыпучего материала (например, зерна). При этом, высота от верха воронки или набетонки (забутки) до низа надсилосного перекрытия должна быть, как правило, более

где A – площадь горизонтального сечения силоса."

На практике и на этом сайте мы все равно будем продолжать называть все цилиндрические ёмкости хранения зерна силосами, банками, хопперами и т.п., как удобно нашим заказчикам. Тем не менее, как инженеры, мы должны понимать, что для силосов должны быть также учтены силы трения зерна о стенки силоса.

Если же вы не занимаетесь непосредственно проектированием силосов, то нам всё равно как вы будете их называть :-)

Бункерами и силосами называют емкости, предназначенные для хранения и
перегрузки сыпучих материалов.
Схемы бункера (а) и силоса (б):
Хранилища, в которых
высота стенки (Н) не
превосходит полуторного
наименьшего поперечного
размера (D), называют
бункерами. Более высокие
хранилища называют
силосами.
1 - верхняя часть; 2 - воронка;
3 - выпускное отверстие.

3. Классификация бункеров.

Бункеры применяются в установках трех типов:
аккумулирующие – для хранения насыпных грузов, снабжены устройствами для загрузки и
разгрузки емкостей; устройствами для измерения массы и др.;
уравнительные – промежуточные емкости для насыпных грузов;
технологические – для временного хранения промежуточных продуктов переработки.
По характеру расположения в производстве бункеры подразделяются на:
надземные, выполненные из листовой стали или легкого бетона;
подземные – углубленные в грунт, выполненные из железобетона.
По типу несущих конструкций различаются:
железобетонные;
стальные;
комбинированные бункера.
По форме бункеры подразделяются на:
• прямоугольные;
• круглые.

4. Классификация бункеров.

Форма бункеров зависит от назначения бункера, компоновки сооружения, требуемого запаса
материала, физических свойств сыпучего материала, типа несущих конструкций и др.
Наиболее широкое распространение получили следующие бункеры:
1 – прямоугольные: а – пирамидальные; б – прямоугольные; в – комбинированные;
2 – круглые: а – конические; б – цилиндрические; в – коническо-цилиндрические;
г – цилиндро-сферические.

5. Виды бункеров.

Бункера должны проектироваться, как правило, железобетонными. Стальными
допускается проектировать воронки, сужающиеся части бункеров, параболические
(висячие) бункера, а также бункера, которые по технологическим условиям
подвергаются механическим, химическим и температурным воздействиям сыпучего
материала и не могут быть выполнены из железобетона.
Рекомендуемые виды бункеров: пирамидально-призматические (рис. 1), лотковые
(рис. 2), конусно-цилиндрические (рис. 3), гибкие (параболические) (рис. 4).

6. Виды бункеров.

7. Виды бункеров.

8. Виды бункеров.

9. Общие сведения

В зависимости от вида разгрузочного
устройства и механических
характеристик сыпучего материала
выпускные отверстия бункеров и
силосов могут иметь:
круглую;
квадратную;
прямоугольную или вытянутую щелевую
форму в плане.
Общий вид силоса

10. Бункера с плоскими стенками

Бункера с плоскими стенками являются
жесткими конструкциями, так как сохраняют
постоянную геометрическую форму в процессе
загружения и разгрузки.
По конструктивной форме они разделяются
на:
пирамидально-призматические;
лотково-призматические.
Они состоят из верхней призматической части
и нижней части (воронки), имеющей форму
усеченной пирамиды или лотка большой
протяженности. Вертикальные стенки
образуются, бункерными несущими балками и
имеют горизонтальные и вертикальные ребра
жесткости. Обшивка воронки укрепляется
обычно только горизонтальными ребрами
жесткости .Бункера опираются на колонны
через бункерные балки.
Бункер с плоскими
стенками

Бункер с плоскими стенками (сечения)
Бункерные балки с колоннами образуют поперечные рамы. Неизменяемость формы сооружения в
продольном направлении бункерной эстакады обеспечивается продольными связями.

Гибкие бункера
Гибкий или висячий бункер
представляет собой открытую
(незамкнутую) цилиндрическую
оболочку нулевой гауссовой
кривизны, подвешенную к двум
продольным несущим балкам,
опирающимся на колонны.
По торцам бункеров
устраивают жесткие вертикальные
стенки-диафрагмы.
Гибкий (параболический) бункер
1 - торцовая стенка; 2 - продольная балка; 3 – оболочка;
4- выпускное отверстие; 5 - тяжи;
6 - поперечная балка-распорка; 7 - колонна

13. Основные положения расчетов силосов

Выполняют расчет стенок, днища, воронки, колонн, фундамента, покрытия. Все конструкции силосов,
кроме
стенок, рассчитывают аналогично соответствующим конструкциям промышленных зданий.
При расчете стенок силосов учитывают нагрузки от их веса и давления сыпучего материала, веса
конструкций и
технологического оборудования, а также нагрузки от снега и ветра.
Горизонтальное давление р на стенки силоса определяют по формулам Янсена-Кенена, которые
выводятся из условия равновесия слоя материала, находящегося на глубине y.
С учетом установленных экспериментальных поправочных коэффициентов, учитывающих податливость
стенок, способ загрузки и разгрузки силоса, форму поперечного сечения и других факторов при γ f = 1:
Где:
- a – эмпирический коэффициент, принимаемый:
а = 2 – при расчете горизонтальной арматуры нижней зоны стенок на 2/3 их высоты и а = 1,5 при расчете днища воронок, в
остальных случаях а = 1; γ – удельный вес сыпучего материала; r = A/U –
гидравлический радиус поперечного сечения силоса;
- μ – коэффициент трения сыпучего материала о стенки силоса, равный для разных материалов 0,44…0,8;
- λ = tg2 (45o − ϕ/ 2) – коэффициент бокового давления; y – расстояние от верха загружаемого материала до рассматриваемого
сечения;
- А – площадь поперечного сечения силоса;
- U – его периметр;
- ϕ – угол внутреннего трения, град.;
- γ , μ , ϕ , λ – приведены в табл. 6.1 [2].

Вертикальное нормативное давление, передающееся через трение на стенки силоса:
Кроме того, при расчете днищ и воронок силосов учитывается вертикальное давление
сыпучего материала, определяемое по формуле:
Нормативное давление по скату воронки силоса:
где α – угол наклона плоскости к горизонту
Расчетное горизонтальное кольцевое растягивающее усилие в стенке круглого силоса:
Где:
- γ f = 1,3 – коэффициент надежности по нагрузке для сыпучих материалов; при расчете на сжатие нижней зоны силосов (колонн
подсилосного этажа и фундаментов) расчетная нагрузка от веса сыпучих материалов умножается на коэффициент 0,9;
γc – коэффициент условий работы конструкции, учитываемый только при расчете элементов конструкций, для которых a > 1 , и
принимаемый: для стенок круглых отдельно стоящих и наружных силосов с рядовым расположением γc = 1;
для стенок внутренних силосов с рядовым расположением, а также для прямоугольных силосов со стороной до 4 м – γc = 2;
для плоских днищ без забуток и для днищ в виде воронок γc = 1,3;
для плоских днищ с
забуткой толщиной 1,5 м и более – γc = 2;
- R – внутренний радиус силоса.

Площадь поперечного сечения кольцевой арматуры на 1 м высоты силоса определяется из
условия расчета на прочность:
а – вертикальный разрез по
силосу;
б – эпюра нормального
давления в сыпучем материале
силоса;
в – расчетная схема силоса
квадратного поперечного
сечения;
г – определение кольцевого
усилия;
д – эпюра изгибающих моментов
в стенке силоса;
Рис. 2.3. К расчету стенок силосов:

Стены силосов необходимо рассчитывать на действие вертикальных сил в горизонтальных
сечениях, рассматривая их как центрально сжатые.
В монолитных силосах в месте сопряжения днища и стенки возникает изгибающий
момент, который по высоте затухает.
Определить его можно по формуле 14.8 [5].
Вертикальное сжимающее усилие на глубине y на 1 м горизонтального сечения равно сумме
продольных сил от веса вышележащих конструкций и порождаемых трением сыпучего
материала о стены силоса:
Где: Дв – внутренний диаметр силоса.
Расчет прямоугольных (квадратных) силосов выполняют в нескольких ярусах по высоте. На
каждом ярусе ячейка силоса рассматривается как замкнутая рама, находящаяся под
воздействием горизонтального давления p. Осевое растягивающее усилие в стенке:
где l – размер ячейки силоса в осях стен противоположного направления.
Изгибающие моменты в стенах силоса:
Площадь поперечного сечения горизонтальной арматуры определяется расчетом на прочность
стенки как внецентренно растянутого элемента.
Кроме того, выполняют расчет по образованию и раскрытию трещин. В последнем случае γ f = 1.
Длительно действующее горизонтальное усилие принимается равным S, а кратковременное

17. Основные положения расчетов бункеров.

Саморазгружающиеся емкости для хранения сыпучих материалов с малой по
сравнению с размерами в плане глубиной Н называют бункерами. Они обычно
состоят из воронкообразного днища с углом наклона стен на 50. 100°
превышающим угол естественного откоса сыпучего материала, что обеспечивает
полную самотечную его разгрузку, и призматической части, предназначенной для
увеличения объема бункера. Для защиты от истирания в процессе загрузки и
выгрузки стены бункеров защищают футеровкой в виде стальных листов, рельсов,
плит из каменного литья или
чугуна.
Железобетонные бункера выполняют монолитными или сборными. Широко
распространены монолитные бункера, которые могут быть любой формы и
вместимости. К недостаткам бункеров этого типа относятся необходимость
устройства сплошной опалубки, сложность армирования и бетонирования
воронкообразной части бункера и, как следствие, высокая трудоемкость работ.
Армируют бункера отдельными стержнями или каркасами и сетками. В углах с
внутренней стороны воронки и призматической части бункера устраивают вуты для
улучшения анкеровки стержней.
Наклонные стержни воронки заходят в вертикальную стенку и надежно анкеруют.
Для армирования применяют преимущественно сталь класса А300.
Сборные железобетонные бункера выполняют из ребристых или плоских плит.
Наиболее целесообразно применение сборных конструкций при проектировании
бункеров лоткового или ящичного типа.

Каждая стенка бункера испытывает местный изгиб от давления сыпучего материала на данную
стенку и двухосное растяжение, возникающее от давления содержимого бункера на поперечные
стены (горизонтальное растяжение) и от веса расположенной ниже части бункера, а также от
давления сыпучего материала на днище (вертикальное растяжение). Давление материала на
стенки бункера зависит от высоты слоя материала, находящегося в бункере выше
рассматриваемой точки, его свойств и угла наклона к горизонту плоскости, на которую
передается давление (рис. 3.1).
Так как высота бункера мала, давление на стенки обычно определяется без учета трения
сыпучего материала о стенки бункера и считается направленным перпендикулярно к плоскости
стенки или днища. Расчетное вертикальное давление сыпучего материала на горизонтальную
плоскость:
Где:
- γ – удельный вес материала;
- h – высота слоя материала над данной точкой.
Расчетное горизонтальное давление на горизонтальную плоскость:
Где: λ – коэффициент бокового давления, равный отношению горизонтального давления к вертикальному.
здесь ϕ – угол внутреннего трения материала, обычно принимаемый равным углу естественного откоса.

Рис. 3.1. К расчету бункеров:
а – эпюра давления материала на стенки бункера и
воронку;
б – эпюра распределения нагрузок при определении
горизонтальных
растягивающих усилий N в симметричном бункере;
в – к определению вертикальных скатных
растягивающих усилий

Расчетное давление на наклонные стенки бункера и
воронку:
где
– угол наклона плоскости к горизонту.
При загружении бункера механизмом с объемом ковша, составляющим значительную часть от вместимости
бункера, давление на стенки и днище определяется с учетом коэффициента динамичности, который принимается
1,1. 1,4; в зависимости от отношения объема ковша к объему бункера, равному 1/5. 1/2.
Горизонтальное растягивающее усилие от распора материала на единицу высоты
призматической части бункера определяются по формулам:
где a и b – размеры призматической части бункера в плане; phm – расчетное среднее горизонтальное давление до рассматриваемой
глубины (по формуле 3.1).
Для наклонной части бункера горизонтальные растягивающие усилия на единицу высоты:
где m pα – расчетное среднее давление на наклонные стенки бункера.
где g – вес 1 м2 стенки воронки; α – угол наклона стенок воронки бункера к горизонту.

Стенки призматической части бункера выполняют из прямоугольных плит, которые рассчитывают
на действие треугольной нагрузки, как плиты, опертой по контуру при a / h = 0,5. 2, и как
балочные плиты при a / h > 2. Если a / h

Вы можете изучить и скачать доклад-презентацию на тему Силосы и бункеры. Презентация на заданную тему содержит 32 слайдов. Для просмотра воспользуйтесь проигрывателем, если материал оказался полезным для Вас - поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте наш сайт презентаций в закладки!

Классификация бункеров. Бункеры применяются в установках трех типов: аккумулирующие – для хранения насыпных грузов, снабжены устройствами для загрузки и разгрузки емкостей; устройствами для измерения массы и др.; уравнительные – промежуточные емкости для насыпных грузов; технологические – для временного хранения промежуточных продуктов переработки. По характеру расположения в производстве бункеры подразделяются на: надземные, выполненные из листовой стали или легкого бетона; подземные – углубленные в грунт, выполненные из железобетона. По типу несущих конструкций различаются: железобетонные; стальные; комбинированные бункера.

Классификация бункеров. Форма бункеров зависит от назначения бункера, компоновки сооружения, требуемого запаса материала, физических свойств сыпучего материала, типа несущих конструкций и др. Наиболее широкое распространение получили следующие бункеры:

Виды бункеров. Бункера должны проектироваться, как правило, железобетонными. Стальными допускается проектировать воронки, сужающиеся части бункеров, параболические (висячие) бункера, а также бункера, которые по технологическим условиям подвергаются механическим, химическим и температурным воздействиям сыпучего материала и не могут быть выполнены из железобетона. Рекомендуемые виды бункеров: пирамидально-призматические (рис. 1), лотковые (рис. 2), конусно-цилиндрические (рис. 3), гибкие (параболические) (рис. 4).

Основные положения расчетов силосов Выполняют расчет стенок, днища, воронки, колонн, фундамента, покрытия. Все конструкции силосов, кроме стенок, рассчитывают аналогично соответствующим конструкциям промышленных зданий. При расчете стенок силосов учитывают нагрузки от их веса и давления сыпучего материала, веса конструкций и технологического оборудования, а также нагрузки от снега и ветра. Горизонтальное давление р на стенки силоса определяют по формулам Янсена-Кенена, которые выводятся из условия равновесия слоя материала, находящегося на глубине y. С учетом установленных экспериментальных поправочных коэффициентов, учитывающих податливость стенок, способ загрузки и разгрузки силоса, форму поперечного сечения и других факторов при γ f = 1:

Читайте также: