Меню

Расчет фундамента под силос для цемента



Расчет силоса для цемента

Цемент – один из самых распространенных материалов для строительства. Большие объемы цемента хранят в силосных конструкциях. Силос представляет собой цилиндр с коническим днищем, позволяющий загружать и выгружать содержимое с применением средств механизации и автоматики. Силосные башни выполняют из бетона или металла.

Виды металлических силосов:

  • сварные,
  • сборные фланцевые , которые демонтируются и собираются снова многократно.

Типовая комплектация силоса включает:

  • ограждение кровли силоса,
  • металлическую лестницу с ограждением,
  • трубу загрузочную по подъему цемента на верхний уровень,
  • заслонку — шибер в нижней части конуса,
  • опорные конструкции силосной банки,
  • система вибрации для предотвращения образования свода при хранении материала.

Пример расчета силоса для цемента (расчет вместимости хранения):

Изучаем типовой чертеж цементного силоса

На чертеже цементного силоса показано размещение основных элементов конструкции.

Силос устанавливается вертикально. По загрузочному трубопроводу с насосом подается цемент на хранение. Загрузка цемента может осуществляться внутри или снаружи силоса. В верхней части силоса устанавливают воздушный фильтр и люк для обслуживания. По кровле размещается галерея с трубопроводами, фильтрами и переключателями. Конус нижней части имеет специальное отверстие для подачи цемента с заслонкой — шибером. Металлические опоры силосов большой вместимости поднимаются над железнодорожными путями, где устанавливают весы. Затем грузят в вагоны или автомобильный транспорт.

Особенности проектирования силоса для цемента

Процесс проектирования начинается с формирования ТЗ – технического задания на проектирование, где определяется объем хранения цемента, уровень механизации, материал изготовления силосных конструкций.

Хранилища цемента радиусом до 6.0 м устанавливают по проекту в 1 ряд, радиусом более 6,0 м — в 2 ряда. Такая практика проектирования учитывает устойчивость конструкций. Силосные сооружения рассчитываются по СП 20.13330.

Проектом учитывают нагрузки:

  • временные длительные (вес цемента, его трение о стенки конструкций, вес пневмотранспорта, фильтров и другие);
  • кратковременные,
  • силосы монолитные из металла проектируются с учетом одинаковых групп нагрузок;
  • в дополнение стальные силосы проверяют на устойчивость, учитывая температурные колебания,
  • опоры рассчитывают, как защемленные в фундамент стойки.

Для силосных цилиндров кроме раздела проекта КМ (конструкции металлические) разрабатывают раздел проекта КМД (конструкции металлические деталировочные) и раздел КЖ (конструкции железобетонные) для фундаментов.

Чтобы начать разработку проекта фундаментов необходимы данные геологических и гидрогеологических исследований; сведения о наличии подземных и наземных коммуникаций. Тип фундамента определяется расчетом при проектировании. Чаще выполняется бетонная монолитная плита с армированием. На скальных грунтах проектируют отдельно стоящие ленточных или сборные фундаменты. Фундамент на сваях проектируется, если грунты имеют осадку.

Конструктивные решения проекта необходимо увязать с инженерными решениями, проектом подъездных путей и вспомогательных сооружений на площадке. Грамотно выполненный проект соответствует градостроительным и экологическим регламентам.

Проект проходит необходимые согласования, затем заключается договор на авторский надзор между заказчиком и проектировщиком и можно приступать к строительству.

Источник

Фундаменты для силоса и элеватора

Современные силосы и элеваторы – это сложные инженерные системы, которые можно отнести к крупным постройкам сельскохозяйственного назначения. Как правило, конструктивно они состоят из емкости большого размера для хранения продукции растениеводства, в которую встроены системы вентиляции, перемешивания, устройства для загрузки и выгрузки, системы автоматизированного управления режимами работы.

С учетом значительного веса постройки особая роль отводится фундаменту для силоса (элеватора), от качества изготовления которого зависит не только надежность эксплуатации системы, но и срок ее службы.

1 — Крыша, 2 — Корпус, 3 — Воздухоотвод, 4,5 — Лестница, 6 — Смотровой люк, 7 — Площадка обслуживания, 8 — Площадка, 9 — Зачистной шнек, 10 — Вентилятор, 11 — Решетки системы вентиляции, 12 — Крепление для термоподвесок, 13 — Термоподвески, 14 — Эстакада (надсилосная галерея)

Чтобы фундамент под силос обеспечил расчетный срок службы строения, его проектированием и изготовлением должны заниматься организации, имеющие не только лицензию на выполнение подобных строительных работ, но и обладающих достаточным опытом их проведения, а также необходимым оборудованием (бетононасосы для заливки промышленных фундаментов). При этом, фундаменты под силоса проектируется только после геологоразведочных работ, проводимых на месте его возведения. Они дают исчерпывающую информацию о характере грунта, которая должна учитываться при проектировании фундамента.

На этапе возведения фундаментов выполняется установка силового трансформатора (если есть такая необходимость), обустраивается основной вводной распределительный шкаф объекта. Помимо этого, часто при обустройстве фундамента, закладываются коммуникации для подвода электроэнергии к главному шкафу управления (автоматики), шнековые транспортёры и вентиляторы силосов .

Как устроен фундамент для силоса или элеватора?

В большинстве случаев силосы и элеваторы изготавливают в виде цилиндрических колонн, основание которых устанавливают на монолитный ленточный фундамент. В зависимости от особенностей конструкции сооружения в части размещения бункеров под погрузку и выгрузку продукции, а также размещение исполнительных механизмов и средств автоматики, фундамент может быть выполнен в нескольких исполнениях:

  • Ленточный монолитный фундамент для силоса и элеватора, внутри которого заливается круглое, механически не связанное с ленточным фундаментом, бетонное основание. При этом давление колонны или емкости силоса принимает на себя ленточная часть основания, а давление содержимого – круглая бетонная платформа.
  • Сложная монолитная конструкция, объединяющая в своей конструкции как сам фундамент, так и помещения для размещения систем управления, энергообеспечения, исполнительных механизмов и бункеров для погрузки в транспорт. В этом случае платформа, принимающая на себя давление продукции, представляет собой монолитную площадку, составляющую единое целое с кольцевым фундаментом.
Читайте также:  Смесь цемента с алебастром пропорции

монолитный фундамент под силос

В зависимости от типа почвы, фундамент для силоса и элеватора может заливаться как на подушку, так и на предварительно установленные сваи.

Как возводят фундаменты для силосов?

Для изготовления фундамента этого типа используется монолитная опалубка, в которой устанавливается стальная арматура. Далее пространство внутри опалубки заливают бетоном с последующим уплотнением. Затем устанавливается следующий ряд опалубки, а процедура повторяется до тех пор, пока монолитный фундамент под силос не будет соответствовать проекту. После затвердевания бетона опалубка снимается и проводится проверка качества и прочностных характеристик фундамента на соответствие проектным параметрам.

процесс заливки фундамента под силоса

На сегодняшний день именно монолитный фундамент является оптимальным с точки зрения надежности, длительности эксплуатации и технического обслуживания, поэтому его чаще всего используют как основу для возведения этих сложных инженерных систем.

Именно от их надежности напрямую зависит качество продукции и прибыль сельскохозяйственных предприятий или компаний, предоставляющих услуги элеваторов и силосов.

Источник

Расчет фундамента под силос для цемента

СИЛОСЫ СТАЛЬНЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ

Vertical cylindrical steel silos for bulk products storaging. Design rules

Дата введения 2018-06-15

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ — Закрытое акционерное общество «Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт строительных металлоконструкций им.Н.П.Мельникова» (ЗАО «ЦНИИПСК им.Н.П.Мельникова»)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом градостроительной деятельности и архитектуры Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстрой России)

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт)

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в установленном порядке. Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минстрой России) в сети Интернет

Введение

Настоящий свод правил разработан в соответствии с федеральными законами от 30 декабря 2009 г. N 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» [1] и от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» [2].

Настоящий свод правил разработан авторским коллективом ЗАО «ЦНИИПСК им.Н.П.Мельникова» (руководитель организации-разработчика — Н.Г.Силина , руководитель разработки — Е.А.Понурова , исполнители — канд.техн.наук А.И.Гуров , канд.техн.наук К.К.Рябой ) при участии ООО НТЦ «Ферммаш» (канд.техн.наук, доц. В.И.Стяжкин ).

1 Область применения

1.2 Настоящий свод правил не устанавливает требований к проектированию стальных вертикальных цилиндрических силосов для районов с повышенной сейсмической активностью.

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил использованы нормативные ссылки на следующие документы:

ГОСТ 9.304-87 Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия газотермические. Общие требования и методы контроля

ГОСТ 21778-81 (СТ СЭВ 2045-79) Система обеспечения точности геометрических параметров в строительстве. Основные положения

ГОСТ 27751-2014 Надежность строительных конструкций и оснований. Основные положения

ГОСТ 27772-2015 Прокат для строительных стальных конструкций. Общие технические условия

ГОСТ 31385-2016 Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия

СП 12.13130.2009 Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности (с изменением N 1)

СП 16.13330.2017 «СНиП II-23-81* Стальные конструкции»

СП 20.13330.2016 «СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия»

СП 22.13330.2016 «СНиП 2.02.01-83* Основания зданий и сооружений»

СП 28.13330.2017 «СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии»

СП 43.13330.2012 «СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий» (с изменением N 1)

СП 71.13330.2017 «СНиП 3.04.01-87 Изоляционные и отделочные покрытия»

СП 108.13330.2012 «СНиП 2.10.05-85* Предприятия, здания и сооружения по хранению и переработке зерна» (с изменением N 1)

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных документов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте федерального органа исполнительной власти в сфере стандартизации в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный документ, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого документа с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого документа с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего свода правил в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку. Сведения о действии сводов правил целесообразно проверить в Федеральном информационном фонде стандартов.

Читайте также:  Цементное молочко расход цемент

3 Термины, определения и обозначения

3.1 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.1 внутренний поток: Поток части сыпучего продукта при разгрузке, граница которого проходит внутри находящегося в состоянии покоя остального продукта и не соприкасается со стенкой силоса.

3.1.2 воронка: Нижняя коническая часть силоса.

3.1.3 зона перехода: Зона соединения (сопряжения) стенки с днищем.

3.1.4 кипящий слой: Состояние части сыпучего продукта, который при работе пневматических систем выпуска с нагнетанием воздуха или газа становится более однородным (гомогенизация) и приобретает свойства жидкости.

3.1.5 массовый поток: Поток сыпучего продукта при разгрузке, в котором все его частицы двигаются одновременно.

3.1.6 низкий силос: Силос с отношением высоты стенки к диаметру менее 1,0.

3.1.7 переход продукта: Верхняя граница части сыпучего продукта, находящегося при разгрузке силоса в состоянии покоя.

3.1.8 порошкообразный сыпучий продукт: Продукт, средний размер частиц которого менее 0,05 мм.

3.1.9 силос: Наземное строительное сооружение с загрузочным и разгрузочным отверстием, предназначенное для перегрузки или хранения сыпучих продуктов и состоящее из верхней цилиндрической части (стенки), крыши и конического или плоского днища.

3.1.10 смешанный поток: Поток сыпучего продукта при разгрузке, в котором канал текучести на одной части высоты силоса является внутренним, а на другой части высоты соприкасается со стенкой силоса.

3.1.11 стенка силоса: Цилиндрическая часть силоса.

3.1.12 сыпучий продукт: Смесь твердых частиц произвольной формы, находящихся в контакте.

3.1.13 центральный поток: Внутренний поток сыпучего продукта при разгрузке, в котором канал текучести располагается по центру силоса.

3.1.14 эксцентричное заполнение: Заполнение силоса, при котором пик насыпаемой поверхности сыпучего продукта имеет смещение относительно вертикальной оси силоса.

3.2 Обозначения

В настоящем своде правил применены следующие обозначения:

A — поверхность поперечного сечения стенки силоса (площадь поперечного сечения);

— коэффициент рассеяния или коэффициент пересчета коэффициента горизонтальной нагрузки;

— коэффициент рассеяния или коэффициент пересчета коэффициентов трения о стенки;

— коэффициент рассеяния или коэффициент пересчета угла внутреннего трения;

— параметр сыпучего продукта локальной поверхностной нагрузки (коэффициент увеличения нагрузки);

— характеристический габаритный размер внутреннего поперечного сечения силоса;

— наибольший эксцентриситет насыпного конуса на поверхности сыпучего продукта при заполнении;

— эксцентриситет средней точки сливного отверстия;

— эксцентриситет пика насыпного конуса на поверхности сыпучего продукта при заполненном силосе;

— высота стенки силоса, измеренная от перехода воронки вплоть до эквивалентной поверхности сыпучего продукта;

K — характеристическое значение коэффициента горизонтальной нагрузки;

— среднее значение коэффициента горизонтальной нагрузки;

p — давление;

— давление от сыпучего продукта, перпендикулярное стенкам воронки;

r — эквивалентный радиус силоса ( );

t — толщина стенки силоса;

U — внутренняя окружность поперечного сечения стенки силоса;

z — глубина под эквивалентной поверхностью сыпучего продукта в заполненном состоянии;

— средний угол наклона стенок воронки по отношению к горизонтальной плоскости;

— угол наклона стенки воронки относительно вертикали;

— значение удельного веса хранимого сыпучего продукта;

— характеристическое значение угла трения о стенки на вертикальной стенке силоса;

— среднее значение коэффициента трения о стенки между сыпучим продуктом и стенкой силоса;

— угол естественного откоса сыпучего продукта [угол, образуемый линией естественного откоса (отвала) сыпучего материала с горизонтальной плоскостью];

— угол трения о стенки (arctg ) между сыпучим продуктом и стенкой воронки.

4 Основные положения

Проектирование стальных вертикальных цилиндрических силосов для сыпучих продуктов и расчет их конструкций следует проводить в соответствии с требованиями СП 20.13330, СП 22.13330, СП 16.13330, СП 108.13330, ГОСТ 27751, ГОСТ 31385, ГОСТ 21778 и настоящего свода правил.

4.2 При проектировании стальных силосов для сыпучих продуктов следует:

— принимать конструктивные схемы, обеспечивающие необходимую прочность, жесткость и пространственную неизменяемость сооружения в целом, а также его отдельных элементов на всех стадиях возведения и эксплуатации;

— применять конструкции и продукты хранения в соответствии с техническим заданием.

4.3 Категории стальных силосов для сыпучих продуктов по взрывопожарной и пожарной опасности следует определять в соответствии с СП 12.13130.

4.4 Стальные силосы для сыпучих продуктов следует проектировать класса ответственности КС-2, степени огнестойкости II для силосов со сварными стенками (при их объединении в силосные корпуса) и степени огнестойкости IV для силосов со стенками из стальных листов, класса конструктивной пожарной опасности С0.

Читайте также:  Что такое морозостойкость цемента

4.5 Стальные силосы для сыпучих продуктов проектируют как отдельно стоящими, так и объединенными в силосный корпус.

4.6 Наружные диаметры и высота стенок стальных силосов зависят от требований заказчика, установленных в техническом задании на проектирование, технологических возможностей заводов-изготовителей (размер стеновых листов оболочки и т.д.), объемно-планировочных и технологических решений.

4.7 Форма воронки силоса, углы ее наклона, размеры выпускного отверстия определяются с учетом надежного истечения сыпучего продукта.

4.8 Выпускные отверстия в силосах рекомендуется размещать центрально. В случае устройства нескольких выпускных отверстий они располагаются симметрично относительно осей силоса.

При наличии подсилосного этажа или наземной конвейерной галереи, тоннеля конструкция днища силоса определяется характером сыпучего продукта заполнения, типом разгрузочного оборудования, наличием каналов и активной вентиляции.

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

Силосы для хранения других сыпучих продуктов следует проектировать в соответствии с СП 43.13330.

4.10 При проектировании стальных силосов для сыпучих продуктов необходимо предусматривать индустриальные методы их изготовления и монтажа с применением: листов и лент больших размеров; способа рулонирования (для сварных силосов); изготовления заготовок в виде «скорлуп»; автоматической сварки с минимальным количеством сварных швов, выполняемых на монтаже, а также других методов и технологий.

5 Нагрузки и воздействия

5.1 Общие положения

5.1.1 Конструкции стальных силосов для сыпучих продуктов следует рассчитывать на нагрузки и воздействия в соответствии с требованиями СП 20.13330 и ГОСТ 31385.

5.1.2 Воздействия на силосы следует определять с учетом геометрической формы силоса, свойств хранимого сыпучего продукта и профилей текучести, возникающих при заполнении и разгрузке силоса.

5.1.3 При расчете должны быть учтены следующие нагрузки и воздействия:

— временные длительные: от веса сыпучих продуктов; равномерного в длительной части горизонтального равномерно распределенного по высоте и периметру давления сыпучих продуктов на стенки силосов и звездочек; трения сыпучих продуктов о стенки силосов; давления сыпучих продуктов на днища силосов; веса технологического оборудования с учетом динамических воздействий от технологического оборудования; крена при неравномерных осадках фундаментов; неравномерно распределенного реактивного давления грунта на подошву фундамента при неравномерной разгрузке силосов; изгиба силосного корпуса при сблокированных силосах;

— кратковременные: возникающие при изменении температуры наружного воздуха; от кратковременной части горизонтального неравномерного давления сыпучих продуктов; давления воздуха, нагнетаемого в силос при активной вентиляции, газации, гомогенизации и пневматической выгрузке сыпучего продукта;

— особые: от давления, развиваемого при возможном взрыве пылевоздушной смеси.

5.1.4 Кратковременную часть неравномерного давления сыпучих продуктов следует принимать равной 0,7 соответствующих кольцевых и локальных давлений; остальную часть неравномерного давления, а также нормативное горизонтальное давление сыпучих продуктов, равномерно распределенное по периметру на стенки силосов на конкретной глубине от верха засыпки, принимают как длительные горизонтальные давления.

5.1.5 Нагрузки от собственного веса конструкции, веса оборудования, снега, ветра, коэффициенты надежности по нагрузке для них и сочетания нагрузок следует учитывать в соответствии с требованиями СП 20.13330.

5.1.6 При расчете на прочность коэффициент надежности по нагрузке от давления сыпучих продуктов на стенки и днища силосов следует принимать равным 1,3, а для нагрузок, вызванных температурными воздействиями и от давления воздуха, — 1,1.

5.2 Классы требований к силосам

5.2.1 В зависимости от номинального объема и особенностей эксплуатации силосы подразделяют на следующие классы требований:

— класс требований КС-1 — силосы с номинальной емкостью до 1000 т включительно;

— класс требований КС-2 — силосы с номинальной емкостью более 1000 т.

Класс требований силоса следует учитывать при назначении:

— требований к материалам, методам изготовления, объемам контроля качества;

— коэффициентов надежности по ответственности.

Классы сооружений по уровню ответственности следует определять в соответствии с приложением А ГОСТ 27751-2014.

5.3 Основные расчетные ситуации в силосах

5.3.1 Нагрузки на силосы от хранимого сыпучего продукта следует определять для максимального уровня заполнения.

5.3.2 Определение нагрузок при заполнении и разгрузке сыпучего материала должно выполняться по основным случаям нагружения, которые могут привести к разным расчетным ситуациям:

— максимальные горизонтальные нагрузки, перпендикулярные вертикальной стенке силоса;

— максимальные вертикальные нагрузки от трения;

— максимальные вертикальные нагрузки на дно силоса;

— максимальные нагрузки на воронку силоса.

5.3.6 Для расчета нагрузок в силосах учитывают следующие нагрузки:

— при заполнении на вертикальные участки стенки;

— при разгрузке на вертикальные участки стенки;

— на воронку при заполнении;

— на воронку при разгрузке;

— при заполнении и разгрузке через выпускное отверстие.

Источник