Материал: Справочник проектировщика инженерных сооружений.

типа 1; отметка верха подколонника — 0,150 мм. Стык колонн расположен на высоте 1800 мм от верха консоли.

Прочность и устойчивость этажерок в продоль­ ном направлении обеспечивается в зависимости от габаритных схем, нагрузки и длины блока по одной из схем: связевой — постановкой верти­ кальных металлических связей в одном шаге каж­ дого ряда колонн; консольной — жесткой задел­ кой колонн в фундаменте и шарнирной связью колонн с перекрытиями; смешанной — частичной постановкой вертикальных металлических связей (связи не устанавливают в верхнем этаже). В эта­ жерках, где по противопожарным требованиям открытые металлические конструкции не могут быть допущены, металлические связи защищают от огня штукатуркой толщиной не менее 2,5 см по сетке.

Ширина плиты перекрытия 1,5 м. Плиты пере­ крытия типа 2 укладывают поверх ригелей прямо­ угольного сечения, типа 1 — на полки ригелей, в связи с чем плиты типа 2 запроектированы одно­ го типоразмера (длиной 5,95 м), типа 1 — двух (длиной 5,55 и 5,05 м).

Межколонные плиты, укладываемые по про­ дольным рядам колонн и используемые в качестве распорок, передающих продольные горизонталь­ ные усилия, привариваются к закладным деталям ригелей в четырех точках и соединяют между со­ бой стальными накладками. Остальные плиты пе­ рекрытий приваривают к закладным деталям ри­ гелей типа 1 — в трех точках, типа 2 — в двух. Наружные продольные ребра межколонных плит устанавливают и приваривают на опорные кон­ соли.

Швы между плитами тщательно замоноличивают бетоном класса В15 (марки 200) на мелком гравии или щебне.

В перекрытиях этажерок применяют плиты с ненапрягаемой рабочей арматурой продольных ребер под временную длительную нормативную нагрузку от 5 до 15 кН (500 до 1500 кгс/м2) и с предварительно напрягаемой стержневой армату­ рой под временную длительную нормативную нагрузку 5...25 кН/м2 (500...2500 кгс/м2). Для пропуска технологических трубопроводов сквозь перекрытия в серии ИИ24-5 разработаны плиты перекрытий с отверстиями.

Для перекрытий могут также применяться и плиты многоэтажных зданий по сериям 1.442.1-1 и 1.442.1-2.

Для опирания провисающего оборудования на перекрытия этажерок в серии ИИ29-3/70 выполне­ ны железобетонные конструкции монтажных па­ нелей. Они состоят из главных балок, опира­ ющихся на ригели перекрытий, на которые в лю­ бом’месте можно укладывать конструкции из мо­ нолитного железобетона или стали.

Под тяжелые горизонтальные аппараты в се­ рии ИИ29-3/70 предусмотрены железобетонные балки таврового сечения, которые укладывают на ригели либо в верхних перекрытиях на ого­ ловки колонн.

Для удобства обслуживания оборудования воз­ можно устройство консольных площадок с выле­ том 1,5 м и 2,25 м от оси крайнего ряда колонн.

Конструкции этажерок замаркированы буква­ ми и цифрами. Первая часть марки обозначает буквами тип конструкции — колонны (К), риге­

ли — (Б), плиты (П) и т. д. и цифрами — порядко­ вый номер типоразмера в пределах каждого типа конструкций; цифры второй части марки — несу­ щую способность элементов железобетонных кон­ струкций в пределах каждого типоразмера; циф­ ры третьей части марки — разновидности эле­ мента, вызванные различием в закладных элемен­ тах, отверстиях и т. д.; индекс И — изделие вы­ полнено по чертежам серии ИИ20 или ИИЭ20, скорректированным соответственно в 1970 и 1973 г.г. Например: ИК5-1, ИК5-1-2, ИБ8-9-1, ИБ8-9 и т. д.

Для конструкций, применяемых в условиях слабо и среднеагрессивной среды, рекомендуется дополнительно к установленной марке добавлять следующие буквенные индексы: К — при изготов­ лении конструкций с нормальной плотностью бетона; КП — при изготовлении конструкций с повышенной плотностью бетона; КО — при изго­ товлении конструкций с особо плотным бето­ ном.

В проектах этажерок указывают марки стали арматуры и закладных деталей железобетонных, а также стальных конструкций. Марки стали наз­ начают в зависимости от характера нагрузок (ста­ тические или динамические), от температурных условий эксплуатации этажерок в соответствии с действующими нормативными документами.

Типовые сборные железобетонные конструкции этажерок разработаны для применения в услови­ ях неагрессивной, слабо- и среднеагрессивной га­ зовой сред. При эксплуатации этажерок в услови­ ях слабоили среднеагрессивной газовой среды в проекте этажерки в соответствии с условиями эксплуатации и СНиП 2.03.11-85 приводят;

требования по плотности бетона с указанием марки по водонепроницаемости; класс (марки) цемента, состав заполнителей; виды защиты бе­ тонных поверхностей и поверхностей стальных закладных деталей; защиту закладных деталей и сварных швов после сварки закладных деталей при монтаже.

В маркировочных схемах поперечных рам эта­ жерок и плит перекрытий дана раздельная марки­ ровка железобетонных изделий в зависимости от условий применения этажерок: при обычной среде указаны марки конструкций с шириной раскры­ тия трещин не более 0,3 мм; для слабо- и средне­ агрессивных сред указаны марки конструкций с шириной раскрытия трещин не более 0,2 мм.

Нагрузки. Конструкции этажерок рассчитаны на постоянные, временные длительные и кратко­ временные нагрузки. Постоянные от собственного веса конструкций перекрытий и пола: норматив­ ная — 6 кН/м2 (600 кгс/м2), расчетная — 6,6 кН/м2 (660 кгс/м2).

Временная длительная равномерно распреде­ ленная нагрузка от веса оборудования с заполне­ нием, хранимых материалов: нормативная — 10, 15, 20, 25 кН/м2 (1; 1,5; 2; 2,5 тс/м2) и расчетная — 12, 18, 24, 30 кН/м2 (1,2; 1,8; 2,4; 3 тс/м2).

При наличии снеговой нагрузки влияние ее должно учитываться за счет снижения постоянной или временной длительной. Временная длитель­ ная расчетная нагрузка на консольную площадку допускается не более 5 кН/м2 (500 кгс/м2). Крат­ ковременная нагрузка — ветровая, принята для II и IV географических районов СССР по СНиП 2.01.07-85.

Горизонтальные силы от ветровой нагрузки действующей на этажерки, определяли условно, как для сооружений закрытых стенами с условной отметкой верха, на 6 м превышающей отметку верхнего перекрытия этажерки. Аэродинамиче­ ский коэффициент с = 1,4. Фактические значения ветровой нагрузки определяют в каждом конкрет­ ном случае в соответствии со СНиП 2.01.07-85.

Расчет конструкций этажерок. Усилия в эле­ ментах поперечных рам каркаса определены в ре­ зультате расчета рам на различные сочетания вер­ тикальных и горизонтальных нагрузок. В рамах узлы сопряжения колонн и ригелей приняты жест­ кими, участки колонн и ригелей в месте опирания ригелей на консоли колонн — бесконечно жестки­ ми; жесткая заделка колонн — в уровне верха стакана фундамента на отметке— 0,150 м. Колон­ ны и ригели поперечных рам рассчитаны на уси­ лия, полученные в результате статического рас­ чета.

Колонны (рядовые, связевые и торцевые) рас­ считаны на усилия от вертикальных и ветровых нагрузок, действующих в плоскости поперечной рамы, а также на усилия из плоскости рам. Ря­ довые и торцевые колонны рассчитаны также на усилия из плоскости рам, вызванные смещением связевого блока от горизонтальных нагрузок, а связевые колонны — на усилия от ветровых нагрузок из плоскости рам.

При связевой схеме изгибающие моменты в ко­ лоннах определены как для неразрезной балки со смещаемыми опорами. При этом смещение каж­ дой опоры принято равным перемещению соот­ ветствующего яруса связевого блока. При сме­ шанной схеме моменты в колоннах верхнего этажа определяли как для консоли, в нижележащих этажах — в соответствии со связевой схемой, при этом учитывались моменты, передающиеся от ко­ лонн верхнего этажа.

При отсутствии вертикальных связей ветровая нагрузка, действующая в продольном направле­ нии, передавалась на колонны. Моменты в колон­ нах определяли по консольной схеме от действия соответствующей сосредоточенной силы, прило­ женной в уровне низа плит перекрытия.

В стыках колонн площадь стыковых накладок принята на 25 % больше площади арматуры ко­ лонны.

Расчетная длина колонн этажерок в плоскости поперечных рам:

При установке связей во всех этажах расчетная длина колонн из плоскости поперечных рам для всех этажерок принималась для этажа:

Значения пролетных моментов в ригелях этаже­ рок определялись как в балке, загруженной рав­ номерно распределенной нагрузкой с опорными моментами, определенными из расчета рамы при невыгодном сочетании вертикальных и гори­ зонтальных нагрузок.

Плиты перекрытий запроектированы разрез­ ными на нагрузки от собственного веса и времен­

нести нормативную равномерно распределенную нагрузку 25 кН/м2 (2,5 тс/м2) либо от напольного транспорта при толщине конструкции пола не менее 100 мм (автопогрузчик 4004 грузоподъем­ ностью 0,75 т).

Ригели и плиты рассчитаны по прочности, де­ формациям и раскрытию вертикальных и наклон­ ных трещин.

Связи рассматривали как элементы консольной фермы, в которой пояса — связевые колонны, ре­ шетка — вертикальные стальные связи, при этом неразрезность связевых колонн не учитывалась. Связи запроектированы сжато-растянутыми, рас­ четные длины сжатых элементов принимались равными в плоскости связи — геометрической длине элементов (расстоянию между центрами уз­ лов), из плоскости связи: для раскоса — геомет­ рической длине элемента /0 = /, для распорки

/0 = 1,6/.

При этом распорка рассчитывалась как сжато­ изогнутый элемент на действие сжимающей силы и условной поперечной силы Q = 200А H (Q = = 20А кгс), приложенной посредине распорки, где А — площадь сечения раскоса, см2.

Втиповых сериях помещены таблицы нагрузок на фундаменты этажерок.

При расчете каркаса этажерок на нагрузки, не соответствующие принятым в типовых сериях нагрузкам, рекомендуется пользоваться эпюрами моментов от собственного веса конструкции и от действия единичных узловых и горизонтальных нагрузок, помещенных в сериях ИИ20-5, ИИ20-6

ив приложении 2 к серии ИИЭ20-1/73.

Встроительной части конкретного проекта эта­ жерки с применением конструкций по сериям

ИИс)20 и ИИ20 выполняют чертежи архитектур­ ные, монтажных схем несущих конструкций, раз­ рабатывают нетиповые конструкции (фундамен­ тов, подземного хозяйства и т. д.), приводят тре­ бования, зависящие от местных условий (монтаж, применение конструкций в условиях низких тем­ ператур или в агрессивной среде и др.).

Составляют монтажные схемы и определяют марки элементов несущих конструкций по марки­ ровочным схемам элементов, помещенным в типо­ вом альбоме, в зависимости от принятых нагру­ зок. В случае несоответствия схемы этажерки ти­ повой марки элементов назначают в соответствии со статическим расчетом, используя готовые типо­ вые железобетонные элементы, несущая способ­ ность которых может быть определена по графи­ кам, приведенным в сериях ИИ20-5, ИИЭ20-6.

Маркировочные схемы рам каркаса составлены из условия установки вертикальных связей во всех этажах (при связевой схеме). В некоторых типах этажерок при определенных условиях до­ пускается полностью или частично не устанавли­ вать вертикальные связи. Минимальные длины блоков, при которых допускается не устанавли-

вать связи, приведены в табл. 11.6. Если длина этажерки или ее блока окажется меньше длины, приведенной в табл. 11.6, для соответствующего типа этажерки вертикальные связи устанавлива­ ют во всех этажах.

Если полная расчетная нагрузка в одном из примыкающих к ригелю пролетах более чем

в2 раза превышает полную расчетную нагрузку

вдругом примыкающем пролете, ригели прове­ ряют на совместное действие крутящего и изги­

бающего моментов, а также крутящего момента

ипоперечной силы.

Конструкции этажерок не рассчитаны на дина­

мические воздействия от оборудования. При не­ обходимости размещения на этажерках оборудо­ вания с динамическими нагрузками конструкции этажерок проектируют в соответствии с указа­ ниями ЦНИИСК.

Конструкции этажерок разработаны для возве­ дения на непросадочных грунтах.

12.1. Общие сведения

Бункерами называют саморазгружающиеся ем­ кости для хранения и перегрузки сыпучих мате­ риалов, состоящие из воронки в виде усеченной пирамиды или усеченного конуса и верхней приз­ матической или цилиндрической емкости (рис. 12.1). Воронки необходимы для саморазгружения сыпучих материалов, а призматические

или цилиндрические части емкостей — для хране­ ния их. При отношении высоты вертикальных стенок (считая от верха воронок) призматической части емкости к наименьшему размеру в плане, меньшем или равном 1,5, емкости принято отно­ сить к бункерам, а при большем 1,5— к силосам, кроме того, к бункерам относят емкости, у кото­ рых плоскости обрушения (сползания) сыпучих материалов пересекают их горизонтальные по-

верхности. Бункера и силосы различают между собой способами определения давления сыпучих материалов на их стенки: влияние трения на стен­ ки бункеров не учитывается, давление на стенки силосов находят с учетом сил трения сыпучих материалов о стенки емкостей.

Форма бункера зависит от его назначения, ком­ поновки сооружения, требуемого запаса материа­ ла, его физических свойств, типа несущих конст­ рукций. Рекомендуемые типы бункеров по форме: пирамидально-призматические, конусно-цилинд­ рические, лотковые, гибкие.

Наиболее распространены в промышленном строительстве пирамидально-призматические бун­ кера (прямоугольные и квадратные). Конусно­ цилиндрические бункера более экономичны по сравнению с ними, так как конструкция работает на растяжение без изгиба, но пирамидально-приз­ матические бункера проще при изготовлении, луч­ ше вписываются в габариты зданий и занимают меньше производственной площади.

Квадратные и прямоугольные бункера состоят из верхней призматической части, создающей необходимую емкость, и нижней пирамидальной (воронки), обеспечивающей разгрузку бункера. Для полного опорожнения бункера углы наклона стенок воронки должны соответствовать физи­ ческим свойствам сыпучего материала запол­ нения.

Для получения более экономичного решения целесообразно увеличивать высоту призматиче­ ской части бункера, так как это ведет к уменьше­ нию расхода материала конструкций на единицу емкости.

В зависимости от расположения выпускного отверстия в плане пирамидальные бункеры под­ разделяются на симметричные — при наличии двух осей симметрии, частично симметричные — при наличии одной оси симметрии и несимметрич­ ные. Наиболее экономичны и просты в изготовле­ нии пирамидальные квадратные в плане с симмет­ ричной воронкой. При проектировании бункеров стремятся к упрощению конструктивных форм в увязке с требованиями технологии и индустриальности конструкций.

Лотковые бункера, представляющие собой ко­ роткую складку, становятся особенно выгодными при шаге колонн в одном направлении более 6 м, так как позволяют учесть работу лотка как склад­ чатой конструкции, способной нести вес бункера с заполнением и перекрытием. Лотковые бункера обладают высоким коэффициентом использования объема и значительной вместимостью. Полное опорожнение таких бункеров обеспечивается за­ полнением мертвого пространства устройством набетонки из тощего бетона.

Бункера с плоским днищем ящичного типа от­ личаются простотой конструкции. Полное опо­ рожнение таких бункеров также обеспечивается устройством набетонки на днище или комбинации набетонки со стальными воронками.

Бункера могут располагаться внутри здания и быть связаны с его несущими конструкциями. При этом размеры бункеров и их конструктивные решения зависят от общего решения здания. Если бункера располагаются внутри здания, но не связаны с его несущими конструкциями, а также в случае их использования в качестве отдельно стоящих сооружений, их размеры и конструктив­

ные решения определяются другими факторами: вместимостью склада, габаритами оборудования и транспорта и т. п.

Гибкие бункера представляют собой стальную цилиндрическую оболочку неограниченной дли­ ны, подвешенную по двум сторонам, которая под давлением сыпучего материала принимает очер­ тание по цепной линии независимо от первона­ чальной формы. В силу этого стенки работают в основном на растяжение и не возникает проблемы обеспечения их устойчивости, в связи с чем можно

бункеров по сравнению с другими типами относят-

д

Рис. 1 2 .1. Разно­ видности бунке­ ров:

а — пирамидаль­ но-призматиче­ ские; б — конус­ но-цилиндриче­ ские; в — лотко­ вые; г — гибкие (параболические); д — ящичные; е — многоячейковые.

ся прежде всего их экономичность, простота и сравнительно невысокая трудоемкость изготовле­ ния и монтажа, а также эстетичность. Основные недостатки — большая деформативность стенок и наличие объема неразгружаемого пространства (иногда значительного). Бункера проектируют в соответствии со СНиП 2.09.03-85.

Выбор конструкций отдельных элементов бун­ керных установок, их параметров зависит от свойств тех насыпных материалов, для которых предназначена проектируемая установка. Основ­ ные свойства сыпучих материалов: фракционный состав, влажность, удельный вес, абразивность.

Проектирование бункера включает два этапа: определение геометрических параметров — формы бункера и его воронки, углов наклона стенок, раз­ меров выпускного отверстия; расчет и проектиро­ вание конструкций бункеров и их защиты от абразивного износа.

Параметры находят на основании физико-меха­ нических характеристик сыпучего материала с учетом неблагоприятных их изменений, при этом

должны исключаться сводообразование над вы­ пускным отверстием и зависание на стенках.

Порядок определения геометрических парамет­ ров различается для связных (фракции менее 2 мм и с влажностью более 1...2 %) и несвязных (ще­ бень, галька и другие материалы с крупностью зерен 2 мм и более, а также песок с фракциями до :2 мм и влажностью до 2 % ) сыпучих материалов.

При проектировании бункеров принимают во внимание формы истечения сыпучего материала — гидравлическую, при которой находится в движе­ нии сыпучий материал во всем объеме бункера, и негидравлическую, при которой движется толь­ ко центральная часть над выпускным отверстием. Для связных или самовозгорающихся сыпучих материалов проектируют бункера с гидравличе­ ской формой истечения, для несвязных — с не­ гидравлической .

10/ — для бункеров с прямоуголь­ ной формой выпускного отвер­

40квадратным отверстием; <р — угол трения сыпучего материала по стенке бункера; а — угол на­

10 20 зо <х7град клона стенки к горизонтали.

Бункера негидравлического истечения для не­ связных материалов могут быть различной фор­ мы. Для них нормируется только размер выпуск­ ного отверстия, который зависит от размера мак­ симального куска сыпучего материала. Угол на­ клона стенок воронки произвольный. Если по условиям технологии требуется полное опорожне­ ние бункера, его принимают по углу естественно­ го откоса сыпучего материала с превышением последнего на 5...7°.

Бункера для связных материалов с целью обес­ печения гидравлической формы истечения назна­ чают конического, пирамидального или лотково­ го типов. Угол наклона стенок и размеры выпуск­ ного отверстия рассчитывают на основании фи­ зико-механических характеристик сыпучего ма­ териала: угла внутреннего трения (угол естест­ венного откоса не допускается), удельного сцеп­ ления, угла внешнего трения (угол трения сыпу­ чего материала по материалу стенок бункера), эффективного угла трения, функции истечения,— определяемых с помощью приборов, измеряющих сопротивление сыпучего материала на сдвиг. Угол наклона допускается выбирать приближенно по графикам рис. 12.2. Объемно-планировочное ре­ шение бункерного пролета здания устанавливают после определения геометрических параметров бункеров. Бункерные пролеты должны иметь унифицированные сетки колонн и высоты этажей.

При проектировании обеспечивают максималь­ ное использование всего геометрического объема бункера (не менее 80 % при загрузке).

Бункера проектируют железобетонными и стальными. Стальными допускается проектиро­ вать воронка, сужающиеся части бункеров, пара­ болические (висячие), а также бункера, которые по технологическим условиям подвергаются меха­

ническим, химическим и температурным воздейст­ виям сыпучего материала и не могут быть выпол­ нены из железобетона.

Внутренние грани углов бункеров для связных материалов проектируют с вутами или закругле­ ниями; для пылевидных — герметичными, для пылящих (сухие кусковые материалы горных пород малой крепости, например, известняк) бун­ кера оборудуют аспирационными установками.

Внутренние поверхности бункеров разделяют на участки, подвергающиеся износу (I и II зоны) и не подвергающиеся (III зона).

При сочетании истирающего воздействия, вы­ сокой температуры и химической агрессии сы­ пучего материала внутренние поверхности бунке­ ров защищают плитами из шлакокаменного литья, износо- и жаростойкого бетона (с заполнением швов раствором кислото- и жаростойких соста­ вов), а также в отдельных случаях листами из соответствующих видов стали (термостойких и др.).

При эксплуатации бункеров в агрессивной и газовой средах их наружные поверхности защи­ щают от коррозии в соответствии с требованиями СНиП 2.03.П-85.

При проектировании бункеров для влажных сыпучих материалов, располагаемых в неотапли­ ваемых помещениях, предусматривают эффектив­ ный обогрев их стенок в целях предотвращения смерзания материала. Утеплитель стен бункеров для пылевидного материала во избежание кон­ денсации водяных паров располагают снаружи и выполняют из несгораемых материалов. При проектировании бункеров для связных материа­ лов, поступающих в нагретом или смерзшемся состоянии, предусматривают теплоизоляцию стен бункеров в соответствии с теплотехническим рас­ четом, исключающим конденсацию водяных паров при нагретом материале, а также примерзание к стенкам смерзшегося материала.

Перекрытия бункеров должны быть несгорае­ мыми с проемами для загрузки. Если загрузка производится из вагонов, автомашин, грейферов, допускается бункер без перекрытия, но при этом обязательно устройство сплошного Ограждения высотой не менее I м с боков и со стороны, проти­ воположной загрузке. Необходимость устройства стальных решеток для перекрытия технологиче­ ских проемов и размер ячеек решеток определяет­ ся технологическим заданием.

В бункерах для пылевидных материалов сверху перекрытия устраивают монолитную армирован­ ную стяжку толщиной 50 мм, если толщина плит в месте стыка 100 мм и менее; для горячих сыпу­ чих (в стальных — при температуре нагрева выше 300, в железобетонных — выше 100 °С) между износостойкой защитой и несущей конст­ рукцией — термоизоляцию из несгораемых мате­ риалов.

В бункерах для хранения сыпучих материалов, выделяющих воспламеняющиеся газы (например, метан из каменного угля), конструкция перекры­ тия не должна иметь выступающих вниз ребер. В перекрытиях предусматривают люки, закры­ ваемые заподлицо с перекрытием металлическими крышками; в надбункерном помещении — подъ­ емно-транспортные устройства, а внутри.бунке­ ров снизу перекрытий — петли для крепления та­ лей и других монтажных средств.