Сооружение промышленных предприятий

9.10. 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.

9.11. При расчете конструкций бункеров удельный вес g сыпучего материала необходимо принимать по технологическому заданию.

9.12. Бункера следует проектировать, как правило, железобетонными или сталежелезобетонными (из плоских железобетонных плит и стального каркаса), или сборно-монолитными 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.

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

9.14. 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 или резиной.

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 °С - шлакокаменным и каменным литьем термостойких составов.

III зона - участок, не требующий защиты.

9.15. 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.).

9.16. При эксплуатации бункеров в агрессивной и газовой среде их наружные поверхности следует защищать от коррозии в соответствии с требованиями действующих норм в строительстве.

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

9.18. 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.

9.19. Бункера, 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.

9.20. 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.

9.22. 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.

9.23. Бункера должны оснащаться устройствами для механической очистки стен и удаления зависшего сыпучего материала, чтобы исключалась необходимость спуска людей в бункера.

СИЛОСЫ И СИЛОСНЫЕ КОРПУСА ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

9.24. Силосами называются саморазгружающиеся емкостные сооружения с высотой вертикальной части, превышающей полуторную величину диаметра или меньшего размера в плане, которые предназначены для хранения и перегрузки промышленных сыпучих материалов.

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, а также исходя из результатов технико-экономических сопоставлений и с учетом архитектурно-композиционных требований.

Силосы для хранения зерна и продуктов его переработки следует проектировать в соответствии с требованиями сводов правил.

9.25. Форма воронки силоса, углы ее наклона, а также размеры выпускного отверстия должны определяться с учетом условий надежного истечения сыпучего материала в соответствии с требованиями пп. 12.2 - 12.6.

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

9.27. 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.

9.28. 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.

9.29. 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 сводов правил.

9.30. 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 центрально. При необходимости устройства нескольких выпускных отверстий их следует располагать симметрично относительно осей силоса.

9.31. При проектировании силосных корпусов следует исходя из технико-экономической целесообразности и конкретных условий строительства предусматривать применение монолитного железобетона (при возведении индустриальными методами) или сборного железобетона (из унифицированных изделий).

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

9.32. При проектировании стен силосов из стали следует предусматривать индустриальные методы их изготовления и монтажа путем применения: 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.

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

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

Сложность 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.

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

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

9.36. 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 сечения силоса.

9.37. 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 агрессию хранимого материала и воздушной среды.

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

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

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

9.41. Надсилосные помещения и конвейерные галереи следует проектировать, применяя облегченные стеновые ограждения из несгораемых материалов. Допускается также применение сборных железобетонных конструкций.

9.42. Наружные стены неотапливаемых подсилосных помещений следует проектировать, как правило, применяя железобетонные сборные панели. Стены отапливаемых помещений в подсилосной части должны проектироваться панельными или кирпичными.

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

9.44. Фундаменты отдельно стоящих силосов и силосных корпусов следует проектировать в виде монолитных железобетонных безбалочных 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.

9.45. Конструкции силосов необходимо рассчитывать на нагрузки и воздействия в соответствии с требованиями свода правил. При расчете силосов должны быть также учтены нагрузки и воздействия:

временные длительные - 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, развиваемого при взрыве.

9.46. Аэродинамические коэффициенты при расчете силосов на ветровые нагрузки принимаются по своду правил.

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), с = 0,7; при меньшем расстоянии с = 1,3; для сблокированных силосов с = 1,4.

9.47. Коэффициенты надежности по нагрузке g_f для собственного веса конструкций, полезной нагрузки на перекрытиях, снеговой и ветровой нагрузок принимаются по своду правил:

для горизонтальных и вертикальных давлений сыпучих материалов g_f = 1,3;

для температурных воздействий и для давления воздуха в силосе g_f = 1,1.

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

9.49. 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 ненапряженных стенах р_s = р_b = 0,7.

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

9.51. 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 определяется как равномерное по площади днища и периметру стен гидростатическое давление жидкости силоса с удельным весом, равным 0,6g, с учетом повышения уровня сыпучего материала в процессе гомогенизации. В расчете учитывается большее из давлений, вычисленных без гомогенизации или с ее учетом.

При нагнетании воздуха без образования кипящего слоя избыточное давление воздуха учитывается в сочетании с давлением сыпучего материала.

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

9.53. Предельная ширина раскрытия вертикальных трещин в стенах железобетонных силосов определяется по своду правил, при этом принимается d = 1,2 для круглых и d = 1 для квадратных силосов.

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

9.55. Нормативное горизонтальное давление сыпучего материала  на стены силоса следует принимать равномерно распределенным по периметру и определять по формуле

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

jⁿ - угол внутреннего трения сыпучего материала;

9.56. Нормативное вертикальное давление сыпучего материала определяется по формуле

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

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

9.58. Кратковременная часть полного горизонтального давления

 (44)

 

Таблица 11

* При высоте забутки h < 1,5 м значение коэффициента g_с определяется по интерполяции между 1,3 и 2 по формуле

g_с = 1,3 + 0,47 h.

Примечания: 1. При расчете стен стального силоса коэффициенты g_с умножаются на 0,8.

2. При расчете стен силоса для угля коэффициенты а и g_с принимаются равными 1.

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

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

но не более  = gz,

где а,  - определяются по пп. 13.34 и 13.35;

g - удельный вес засыпки над днищем;

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

9.62. Круглые силосы следует рассчитывать на осевое растяжение силами

 (47)

где N - расчетное растягивающее усилие;

g_f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый по п. 13.25;

a, g_c - поправочный коэффициент и коэффициент условий работы, принимаемые по табл.11;

d - внутренний диаметр силоса.

9.63. 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 (47), в которой d принимается равным размеру силоса в свету.

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

9.64. Коэффициенты условий работы при расчета стен силосов следует определять в соответствии с требованиями свода правил, 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.

9.65. Стены стальных круглых силосов рассчитываются на те же сочетания нагрузок, что и стены железобетонных круглых силосов.

Дополнительно стены стальных силосов должны быть проверены на устойчивость с коэффициентом условий работы, равным 1.

На выносливость стальные стены допускается не рассчитывать.

9.66. 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

 (48)

где k_t - коэффициент, принимаемый равным 2;

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

T₁ - суточная амплитуда температуры наружного воздуха, принимается согласно свода правил;

E_m - модуль деформации сжатия сыпучего материала;

d - внутренний радиус круглого силоса или сторона квадратного силоса;

t - приведенная толщина стены по вертикальному сечению, м;

E_c - модуль упругости материала стен;

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

9.67. 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.

9.68. При симметричной разгрузке и загрузке сыпучего материала стены стальных силосов проверяются на прочность по своду правил с коэффициентом условий работы g_с = 0,8.

9.69. 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.

9.70. 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 табл. 1 п.4.12.

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

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

9.72. При определении крена фундаментов корпусов в виде жестко сблокированных силосов на обшей 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.

9.73. 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.

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

9.75. 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

9.76. 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 1,0 м и площадками, расположенными по высоте на расстоянии не более 8 м.

9.77. 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.

9.78. 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.