Хранение зерна

Содержание

Исходные данные	3
1 Расчет стенок силоса	4
2 Расчет стенок силоса  в вертикальном направлении	5
3 Расчет силоса на ветровую нагрузку	7
4 Расчет ж/б кольцевого  сечения	8
5 Расчет на трещиностойкость.	8
6 Расчет фундамента	9
7 Расчет тела фундамента	10
8 Расчет количества арматуры.	11
9 Расчет силоса на опрокидывание	12
Список литературы	13

 

 

Исходные данные

 

Высота бункера -18 м;

Высота верхней части  – 0,9 м;

Диаметр бункера – 4,0 м;

Толщина стенки – 15 см;

Высота свободной зоны – 1/3 от общей высоты;

Район проектирования –  город Москва;

Арматура класса –  А 300 (AII);

Класс прочности бетона – В 25.

 

Необходимо рассчитать отдельно стоящий круглый силос для цемента диаметром 4,0 м с монолитными стенами, возводимыми в скользящей опалубке. Фундамент принят в виде монолитной круглой плиты, покрытие и галерея из сборных элементов.

 

 

1 Расчет стенок  силоса

 

Высота стенок Н=18 м;, наружный диаметр D_В=4 м, удельный вес цемента   γ=16кН/м², угол внутреннего трения φ=30°, коэффициент трения цемента о стенки силоса f=0,6. Расчетное сопротивление арматуры  R_а=27кН/см²=27*10⁴кН/м².

Определяем нагрузки, действующие на стенки силоса. Нормативная, горизонтальное давление и вертикальное давление, перемещающиеся на стенке от трещин сыпучего материала определяется:

 

       (1)

    

 

Гидравлический радиус  r = D_в/4= 4/4=1м; е=2,718; y- глубина сыпучего, м; D_В- внутренний диаметр силоса.

Для получения расчетных  значений р и q необходимо нормативные значения р^н и q^н умножить на коэффициент α (согласно СН 302-65) и на коэффициент перегрузки n= 1,3, т.е. р=1,3αр^н, q=1,3αq^н.

При расчете нижней зоны стенки на 2/3Н α=2; верхней зоны стенки на 1/3Н α=1.

Расчетные кольцевые  усилия в стенке определяют по следующей формулеТ₂=рR, где радиус серединной поверхности

R= (4+0,15)/2=2,075 м

Кольцевую арматуру подбираем  на центральное растяжение от силы Т₂ , для чего стенку по высоте разбиваем на четыре зоны.

Расчеты нормальных и  вертикальных давлений и подбор кольцевой арматуры приведены  в таблице:

 

 

Глубина сыпучего y, м	Рн,  кН/м2	Р,  кН/м2	q,  кН/м2	T2,  кН/м	Требуемая площадь арматуры Аs, см2/м	Армирование
1	2	3	4	5	6	7
4,5	15,82	20,57	61,76	42,68	1,64	1Ø10, шаг 200 (3,93 см2)
9	22,25	57,85	173,72	120,04	4,62	1Ø12, шаг 200 (7,70 см2)
13,5	24,87	64,66	194,18	134,17	5,16	То же
18	25,94	67,44	202,53	139,94	5,38	То же

 

r= 4/4=1; е= 2,718; К=0,333.

1) p^н= кН\м²

p= кН/м²                   

q^н = кН/м²

q = кН/м²

2) p^н= кН\м²

p= кН/м²

q^н = Н/м²

q = кН/м²

3) p^н= кН\м²

p= кН/м²                   

q^н = кН/м²

q = кН/м²

4) p^н= кН\м²

p= Н/м²                   

q^н = кН/м²

q = кН/м²

 

Т=рR, где R=(4+0,15)/2=2,075 м,

А_sn= Т_n/R_s, где R_s= 27 кН/см²

 

1. Т₁= кН/м

А_s1= см²/м

2. Т₂= кН/м

А_s2= см²/м

3. Т₃= кН/м

А_s3= см²/м

4. Т₄= кН/м

А_s4= см²/м

 

 

2 Расчет  стенок силоса в вертикальном  направлении

Расчетная  вертикальная нагрузка от веса галереи, покрытия, оборудования и снега принимается для данного  примера в размерах 40 кН на 1 метр периметра стенки силоса. Тогда расчетное вертикальное усилие от веса стенок силоса составит:

Т_1g= кН/м.

Расчетное вертикальное усилие, возникающее от трения сыпучего материала о стенки силоса

Т₁= ,

где 0,9 – поправочный коэффициент к удельному весу сыпучего y при расчете на вертикальную нагрузку.

h- высота сечения,

γ- объемная масса  цемента,

y- расчетное место,

0,9- поправочный  коэффициент к объемной массе  сыпучего.

Для у = 18 м (место сопряжения стенки с фундаментом) полное расчетное усилие будет:

Т₁= кН/м

Найдем изгибающий момент в месте сопряжения стенки с фундаментом. Учитывая значительную толщину фундамента, деформативностью его пренебрегаем и считаем, сто  стенка жестко защемлена в фундаменте.

Канонические  уравнения метода сил:

;

  .

Характеристики оболочки:

Коэффициенты каконических уравнений:

 

Свободные члены:

 м;

 м.

Подставляя найденные  величины в какнонические уравнения, получим:

 кН·м

 кН

Зная М1 и Т1 производим подбор арматуры на внецентренное сжатие

Подбор вертикальной арматуры:

Расчетное сечение условно  рассмотрим как прямоугольное см²

Так как  то площадь симметричной арматуры:

где

Арматура подбирается  конструктивно. Принимаем арматуру 10Ø с шагом S=350мм (А 300)

 

3 Расчет силоса на ветровую нагрузку

 

Производим расчет стенок силоса на действие изгибающего момента под давлением ветра.

Для ветровой зоны – I значение нормативного значения ветрового давления (W₀=0.23 кПа)

Для упрощенных расчетов можно принимать трапециевидную эпюру ветровой нагрузки:

вверх:

внизу:

где С=0,5; q₀ = 0,23 кПа; k = 1.25 коэффициент учитывающий возрастание ветрового напора по высоте

с – аэродинамический коэффициент

m = 0.69 – коэффициент пульсации.

 кПа

M_вер = N*l,

 

 

 

 

 

4 Расчет ж/б кольцевого сечения

 

 

Площадь кольцевого сечения 

A=14.51-12.56=1.92 м²

 от площади  бетона

 м²

 кН/м

, ,

 м

 м

 

 

16,21 кН 103,6 кН условие выполняется.

 

5 Расчет на трещиностойкость.

E_s=2*10⁵ МПа

E_b=33,1*10³ МПа

;

 условие выполняется. трещин не образуется.

 

6 Расчет фундамента

 

Принимаем фундамент  в виде круглой плиты диаметром D_ф=6 м из бетона с расчетным сопротивлением на растяжение R₁=0,090 кН/см², армированный кольцевой и радиальной арматурой с расчетным сопротивлением R_а=27 кН/см². Нормативное давление на грунт основания R^н=200 кН/м².

Определяем усилия по подошве фундамента. Расчетная продольная сила от веса силоса с фундаментом и сыпучего в нем:

Расчетную ветровую нагрузку, приходящуюся на единицу высоты силоса, определяем для двух зон по формуле

,

где кН/м² – нормативный скоростной напор ветра; C=1 – аэродинамический коэффициент; n=1,3 – коэффициент перегрузки; k – поправочный коэффициент, учитывающий высоту сооружения; D_н=4,3 – наружный диаметр силоса.

Динамический коэффициент  от порывов вера не учитываем:

 кН/м

Н/м

Изгибающий момент относительно подошвы фундамента:

M = 1,43*10 6,5+2,80*10*16,5=557,6 кН м.

Площадь подошвы и  момент сопротивления для края плиты:

м²;

м³.

Расчетное напряжение в  грунте по подошве фундамента:

Аналогично определяем нормативные напряжения по подошве  фундамента и проверяем достаточность  принятых размеров подошвы фундамента.

Нормативные усилия по подошве  фундамента:

 

При отсутствии сыпучего в силосе:

Принятые размеры подошвы  фундамента достаточны.

 

7 Расчет тела  фундамента

Проверяем прочность  фундамента. Рабочая высота Поперечная сила по контуру конуса продавливания грунта

Поперечная сила, воспринимаемая бетоном фундамента

 кН/м.

Расчет радиальной и  кольцевой арматуры в фундаменте производим по методу продольного равновесия кинетическим способом.

Радиусы , , .

Плечо внутренней пары

 

Производим расчет на отпор грунта, равный среднему напряжению в середине консоли,

 

Работа арматуры.

Работа нагрузки

Из равенства 

По сортаменту принимаем  Ø 14 мм с шагом 200мм ( ). Конструктивно принимаем поперечные стержни Ø 10 мм с шагом 200мм ( ) Стержни обрываем на расстоянии от центра плиты, равном:

Производим расчет центральной  части плиты по схеме на средний  отпор грунта в центре плиты.

 

Работа арматуры.

Работа нагрузки

Из равенства 

По сортаменту принимаем  Ø 20мм с шагом 200мм ( ).

 

8 Расчет количества арматуры.

. где m - масса одной детали, L – длина одного стержня, m₁ – масса 1м профиля согласно ГОСТ 5781-82.

Для С1:

 Ø14 A300 (m₁₄ = 1,210 кг) 

Ø10 A300 (m₁₀ = 0,617 кг) 

Для С2:

 Ø20 A300 (m₂₀ = 3,140 кг) 

Ø20 A300 (m₂₀ = 3,140 кг) 

Для С3:

Ø10 A300 (m₁₀ = 0,617 кг) 

Ø10 A300 (m₁₀ = 0,617 кг) 

Ø12 A300 (m₁₂ = 1,131 кг) 
m

 

 

9 Расчет силоса на опрокидывание

 

 

 

Список литературы:

 

1. «Железобетонные конструкции» спец.курс под редакцией профессора Байкова, М, 1981 г.

 

2. СНиП II-03.01.84* «Нагрузки и воздействия»
3. ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций.

 

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись		Лист
Разраб.

 

Изм.	Лист	№ докум.	Подпись	Дата
Разраб.		К.К.				Лит			Лист	Листов
Провер.
Т. Контр.
Н. контр.
Утв.