silosy. - biblioteka cyfrowa politechniki...
TRANSCRIPT
2188 Konstrukcjo żelbetowe.
Silosy. Napisał p r o f . d r . inż. S t e f a n B r y t a .
Są to zbiorniki do przechowywania materjałów sypkich (zmielonych, ziarnistych, up. zboże, mąka, cement, ruda, tłuczeń, węgiel, cukier, słód itp.) z otworami lejkowatemi u dołu do wypróżnienia zawartości. Buduje się je najczęściej żelbetowe, wyjątkowo z żelaza (ze ścianami betonowemi), cegły (komory okrągłe) lub drzewa wykonywa się silosy podrzędnego znaczenia.
F i g . 725. Silosy zbożowe w Lubl in ie .
Ściany żelbetowe w silosach dla węgla, rudy, tłucznia, gipsu i cukru należy od wewnątrz zabezpieczyć warstwą gęstej wyprawy, lepiej stalobetonu (beton z opiłkami żelaznemi), który jest bardzo wytrzymały na ścieranie, kl inkierami itd. ; w silosach zbożowych wyprawa niepotrzebna.
Rozróżniamy silosy wielkokomorowe (szerokie), których wymiary rzutu poziomego są wielkie w stosunku do wysokości ścian (fig. 724) i silosy cel-kowe (fig. 725) o przekroju poziomym podzielonym na pole prostokątne (najczęściej kwadratowe), sześciokątne (lig. 726), rzadziej ośmiokątne w połączeniu z kwadratowemi (fig. 727) luli okrągłe (tu tracimy około 20°/i> przestrzeni, fig. 728, ale ścianki pracują tylko na ciągnienie, więc mog'i być cienkie). Opierają się na słupach. W przekroju podłużnym mogą b y ' celki pionowe (tig. 724, 725) (łatwiejsze do wykonania) i ukośne o sc ianad 1
nachylonych do poziomu pod kątem większym lub równym kątowi t|) t a rc i " naturalnego stoku. Mają one na celu uniknięcie wielkich wysokości pM5'
426
Silosy. 218!)
równoczesnem wyzyskaniu przestrzeni, czy l i takie pomieszczenie materjałów, aby pionowa wysokość warstwy nie przekroczyła pewnej granicy.
S i l o s y z b o ż o w e wykonywa się jako celkowe o szerokości w iek 5 - li ///, a wysokości 20—25 m; ściany pokrywa się zaprawa cementową. S i l o s y węg l o w e wielkokomorowe tylko w zakładach, zużywa-
'n » o
> » -i-
przekrój A-B
F i g . 720—728.
jących węgiel masowo (gazownie itd.) ; pozatem zwykłe celkowe lub ukośne-, warstwa węgla nie powinna przekraczać 5 — 7 m ze względu na niebezpieczeństwo samozapalenia się; z tegoż powodu dostęp świeżego powietrza powinien być zamknięty możliwie szczelnie, nadto tłusta zaprawa cementowa lub stalobetonowa (j. w.); ważna też ze względu na ochronę betonu, jeżeli węgiel zawiera Aaży procent siarki. S i l o s y n a rudę mogą być wielkokomorowe.
Ciśnienie w silosach dla małych wysokości (h < b tg <p) oblicza się wedle wzoru
p = Y A t g 2 | 4 6 - i t p j (1)
gdzie (p jest kątem tarcia danego materjału (por. tom II., str. 1444).
Ciśuieuie na jednostkę powierzchni poziomej dna : g^yh (2)
Ciśnienie na ściany i dno silosów głębokich (celkowych) zmniejsza się dzięki tarciu materjału sypkiego o ściany
/ = t g ( P l = 0 , 3 - 0 , 4 ,
przyczem : d la ścian niewyprawionych c p l i
dla wyprawionych gładko c P i = = " ^ " t P -
Maximum ciśnienia otrzymamy pod założeniem, że ciężar elementarnej warstwy y Fdh równoważy tarcie na obwodzie O, czy l i dq = 03 wiec yFdh—pf. O . dh, stąd
1 - • V JPiuax f O
3
fiUdU
I « 4
gdzie y ciężar właściwy zawartości silosu.
D l a celek kwadratowych 0 = 4 « ,
i W = i y -
Ciśnienie to występuje teoretycznie w głębokości h — oo pod powierzchnią zawartości. W głębokości skończonej h zachodzi równanie równowagi (fig. 72'.))
Fdq = dh{yF — fpO)
• P
1 ' dh I Jifdh
\
F i g . 729.
Nazwijmy
zaś F
(4)
• (5)
. ( « )
427
2190 Konstrukcje żolbetowe.
to przez całkowanie (4) otrzymamy q = —— ( l — e ***)>
za» ( p ^ J W 1 ~ « ~ * ° ' ' ) • • • •
Z uwagi na 1., 2. i 5. można przyjąć
fc=/tgs(45 —
(7)
<»)
Jeżeli nazwiemy 1 — e * = |, to )̂ = |j>n " m a x ' ^
kości c zestawione są w tablicy na str. 2191: O b l i c z e n i e ś c i a n : Silosy okrągłe por. obliczenie zbiorników str. 2185. Silosy kwadratowe:
p a"
siła osiowa rozciągająca
Silosy prostokątne:
+ 24 ' » 12 '
N = pa
M» - -Łp t - T . dla J a = J . JT, 12 J b a + J a b
M,
21
1
J.b"
•ha + Jub
M'
1 a" + A" » ! .
12 * a + b '
1 a 3 + 8 « s & — 2 i 3
— » 24 a + b
pl Sb2—2 Jba° + Jab* 1 6 3 + 6 2 a — 2 a 3
a + 6
F i g . 730.
Siły osiowe w ścianie krótszej A1"* = 0,6 p a, w dłuższej l\ra = {):bpb.
Ściany l iczy sie zatem na mimośrodkowe rozciąganie mimośród, przyczem M
Jeżeliby Mb wypadło ujemne, to i tak należy w danym boku zastosować b* /
uzbrojenie na - j - M, = -\- p 24;
Wedle tych samych wzorów można obliczać silosy celkowe, dając jednak w ścianach wewnętrznych uzbrojenie obustronne.
Uzbrojenie naroży por fig. 730. Silo y wielkokomorowe mają zazwyczaj ściany wzmocnione przy pomocy
żeber w odstępach 3 — 5 m. 428
Silosy. 2191
ï
Ir
© I *
II
Ö
0,3
50
, - , C 5 © > O Ł O < N t ~ - r H C O i O t - t - G O C O C i O _ . _ _ . , 09 IO C0 t^- 00 CO CS C ^ O » Os^ Cs_ C ^ <J^ Oi^ C ^ "
o " o " o " o " o o " o " o " o ' o " o o o "
ï
Ir
© I *
II
Ö
»O <M
o "
0
0,277
0,478
0,623
0,727
0,8
03
0,8
61
0,896
0,926
0,946
0,9
61
0,972
0,9
80
0,9
85
0,9
89
0,992
1
1
1
ï
Ir
© I *
II
Ö
O o co_ c T
0
0,259
0,4
51
0,5
94
0,699
0,7
77
0,8
35
0,878
0,909
0,9
33
0,9
50
0,963
0,973
0,9
80
0,9
85
0,9
89
1
1
1
ï
Ir
© I *
II
Ö
»o
[~ ° 1 o "
0
0,2
40
0,4
23
0,5
62
0,667
0,7
47
0,808
0,8
58
0,8
89
0,9
16
0,9
36
0,9
51
0,963
0,9
72
0,979
0,9
84
1
1
1
ï
Ir
© I *
II
Ö
o
® 1 o "
0
0,2
21
0,3
93
0,528
0,6
32
0,7
14
0,777
0,8
26
0,8
65
0,8
93
0,9
18
0,9
36
0,9
50
0,9
61
0,970
0,977
1
1
1
ï
Ir
© I *
II
Ö
<M ©a ©1
O o T l
o
0
0,2
02
0,3
62
0,4
91
0,5
94
0,6
75
0,7
41
0,7
93
0,8
35
0,868
0,8
93
0,9
16
0,933
0,9
46
0,9
57
0,9
66
0,9
73
1
1
ï
Ir
© I *
II
Ö
<M ©a ©1
O o T l
o
!
0
0,1
81
0,3
30
0,4
51
0,5
50
0,6
32
0.699
0,753
0,7
98
0,8
35
0,8
65
0,8
89
0,9
09
0,9
26
0,9
39
0,9
50
0,9
62
0,973
1
ï
Ir
© I *
II
Ö
*a c~
O H < » n f f l o i o n r t o o o a ) i 0 ^ 9 o i t - o 0 « o c s © c o a o » o © » o c ì G M i o t - o > i - i < M c o » o r -
o " tH (N ^ »o co t— t ~ t— 00 00 00 CO Cs Os os os os c T © ~ o " © ~ © ~ © ~ © ~ © v © ~ © ~ © ~ © ~ © ~ © " © " © ~ © " o '
o
1-1
o "
0
0,1
39
0,259
0,3
62
0,4
51
0,528
0,5
94
0,650
0,6
99
0,7
41
0,777
0,8
08
0,8
35
0,8
61
0,8
78
0,893
0,909
0,933
0,9
50
<N tH O
Q T - f t N i - I C s e D Ö M C O C O t ^ T ^ ' t f r ^ O G M ^ C O C S t M ^ W c o c o i o i o V ( S - 1 * N r— oo oo c o ^ o o c o os^ o " o " o ~ o " o o o " o " o " o " o " o o " o o o o " o "
o o 1-i o "
» O i - I O S © C O - f - l C Q © - * ( N r - C s t - C O t ~ O C » O i O 0 0 ) X i Q n 9 i i O O i Q O ) 0 3 I Q O ) C 1 0 N 0 1 K t O
O ^ ^ c ^ c o e o ^ - H ^ t o ^ o ^ i o o so <x^ i— t - t ~ t - oo X
o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o o " o " o " o " o " o "
o o "
( M C S t M O S t M I M C O i H W O O i r J ^ C O O t O O S W t -t - j t - C O O t O ^ H e O O t O O S ł M C O O l l M l O t ^ O - ^ l r ^
o o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o o o
o *o o c T
O > t 0 0 5 ^ i - I C f t i * O ( M C 0 C 0 ^ H X C C 0 0 O ^ * G M
n ^ o i n o o c i i n o i n t o o i s i k O ^ o s i i Q o n
o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o " o o " o " o
* 6 © T - I t M e O - ^ O C O t - C O C S © ! - ! © ! CO - * »O © GO ©
429
2 1 9 2 Konstrukcje żelbotowe.
Obliczenie uzbrojenia najlepiej przeprowadzić wedle art. B r a Chmielowca : Obliczenie ścian celkowych silosów żelbetowych. Przegląd techniczny 1928:
Znając grubość ścianki /; i odstąp wkładek od krawędzi a, znajdziemy najwygodniej potrzebne uzbrojenie F j ako rzetdnii punktu przecięcia siq krzywych ft i Fm, przyczem 1. dla ściany zewnętrznej (uzbrojenie jednostronne), jeżeli nazwiemy A = N : , Ii —
l)x"-
wewnętrznej zaś (uzbr. symetryczne) A = N (li — a — x) : oz , ß = ^ , C ~ 2 e A —
— B — — xj, &i = (4 + If): (l' — Z X), F, — C:(h — 2 o)3. Całkowite uzbrojenie na szerokości h (zwykle 100 cm) wynosi 2 F. Przyjmując k i l k a dowolnych wartości d ia X obliczamy Ft i F^ tabolaryeznio i wykreślamy krzywe Ft i F? na papierze kratkowanym lub mi l i metrowym od ręki. Rzewna punktu przecięcia się obu krzywych przedstawia szukaną wartość F. Odcięta zaś daje odstęp osi obojętnej od warstwy skrajnej ściskanej. Naprężenie wkładek rozciąganych <7̂ przyjmujemy röwne dopuszczalnemu oj — A , naprężenie
X — Cl , f ai X wkładek śoiskanych ai'=ci£~ , napreżonie w betonie aj — .
z 'h — u — x • " 16 A — a — X W ścianach zewnętrznych należy przyjąć mniejsze naprężenie dopu
szczalne żelaza na rozciąganie = 1000 ky/rn2 z uwagi na różnicę tem-
F i g . 731. F i g . 732. F i g . 733.
peratur zewnętrznej i wewnętrznej, a także zmniejszyć naprężenie dopuszczalne betonu. Grubość ścian przyjmuje się conajmniej 6—8 cm.
Lejkowate duo silosu celkowego oblicza się pod założeniem, że sypki materjał jest płynem nieściśliwym, który wywiera na jednostkę rzutu poziomego pochyłej ściany pionowe ciśnienie
9 = -jf=P cotg'-(45
Siła Q = Fqmtx rozkłada się na N i T (fig. 731). Siła T powoduje rozciąganie podłużne. Siła N rozkłada się na H i V. Siła H powoduje w obwodzie A li C D (fig. 732) rozciąganie R i moment M, zaś sile V przeciwdziała naprężenie ścinające :
gilzie </! = </: cos a, jest pionową grubością pochyłej ściany (fig. 733). Konstrukcja lejka por. np. fig. 734.
D l a małych silosów można wykonać, dno poziome i nadbetonować je chudym betonem (fig. 724). celem uzyskania odp. lejków (sposób łatwiejszy, ale wymagający większej ilości materjalu).
F i g . 734.
4:-i0