Трение материала о стены не значительное, в расчетах не учитывается, эпюра бокового давления на стены (
) – треугольная. Давление на воронку (
) происходит по трапециевидной эпюре, для упрощения расчетов эта эпюра считается прямоугольной, эпюра давления на заслонку (
) – прямоугольная. Давление от веса материала учитывают с коэффициентом динамичности
в зависимости от условий загрузки бункера.
Бункер является жесткой пространственной конструкцией, но с небольшой погрешностью можно рассчитывать отдельно вертикальные стенки и стенки воронки с учетом жесткого сопряжения друг с другом. Усилия в них определяют как в контурных плитах прямоугольной или трапециевидной формы в плане.
Стены бункера рассчитывают в своей плоскости на изгиб как: балки или балки-стенки; из плоскости: на внецентренное растяжение в горизонтальном направлении, на изгиб – в вертикальном. Стены воронки – на внецентренное растяжение в горизонтальном направлении и направлении ската.
Стены бункера и воронки армируют плоскими двойными сетками, в угловых зонах устраивают дополнительное армирование. В отдельных случаях для повышения сопротивления истиранию стены воронки облицовывают или выполняют из стальных листов.
4. Силосы
К этим сооружениям относятся емкости для длительного хранения сыпучих материалов; отношение их высоты к наибольшему размеру в плане – более 1,5. По форме в плане силосы могут быть круглыми, квадратными и многогранными, по комплектации – одиночными и групповыми. Групповые силосы являются основной составной частью силосного корпуса (рис. 76). Для ограничения температурных деформаций размеры в плане силосного корпуса не должны превышать 48 м, а для ограничения давления на грунты основания высота обычно не превышает 30 м.
Основными элементами силосного корпуса являются:
−
надсилосный этаж (1), который представляет собой одноэтажное промышленное здание; в нем размещается оборудование для загрузки силосов;
− сгруппированные силосы (2) с плитами перекрытия (3), в которых устраивают загрузочные отверстия, а снизу разгрузочные воронки (4);
− подсилосный этаж, состоящий из колонн (5) и ограждающих конструкций – стен;
− монолитная железобетонная фундаментная плита (6).
Основные виды нагрузок на конструкции силосного корпуса:
− горизонтальное давление материала на стенку силоса, определяется с учетом трения материала, поэтому эпюра давления не треугольная, а криволинейная (рис. 76, б);
− вертикальная нагрузка на стенки силосов от трения о них материала;
− вертикальное давление материала на воронку;
− другие виды нагрузок: от веса конструкций, технологического оборудования, временные на перекрытии, снеговые, ветровые и др.
Сыпучий материал может слеживаться, при его выгрузке образуется свод; обрушение свода приводит к динамическому вертикальному и горизонтальному давлению материала на воронку и стенки.
Усилия в стенках силосов и воронках определяются по формулам строительной механики. Стенку круглого в плане силоса рассчитывают на центральное растяжение в горизонтальной плоскости и центральное сжатие – в вертикальной, воронку – на центральное растяжение в двух направлениях. Стенки и воронки квадратного в плане силоса в горизонтальной плоскости рассчитывают на внецентренное растяжение.
Стенки и воронки круглых в плане силосов армируют одинарными сетками, квадратных – двойными. В силосах диаметром более 12 м кольцевая арматура – предварительно напрягаемая.
Круглые в плане силосы возводят монолитными в скользящей опалубке или сборными из отдельных элементов (царг); квадратные в плане силосы обычно бывают сборными. Высота сборных элементов – 1,2 м, их соединяют оцинкованными болтами.
Расчет и конструирование конструкций надсилосного этажа, колонн подсилосного и фундаментной плиты производят как для таких же конструкций обычных зданий.
5. Подпорные стены
Работа подпорных стен основана на том, что момент, создаваемый боковым давлением грунта, уравновешивается его вертикальным давлением на подошву подпорной стены.