Фундаменты под силосы для хранения зерна

Обновлено: 18.09.2024

СИЛОСЫ СТАЛЬНЫЕ ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ

Vertical cylindrical steel silos for bulk products storaging. Design rules

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)

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 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

1.1 Настоящий свод правил устанавливает правила проектирования и распространяется на стальные вертикальные цилиндрические силосы для хранения сыпучих продуктов объемом до 30000 м с плоским днищем на фундаменте и до 2000 м с плоским и коническим днищем на опорной конструкции.

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 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.

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.

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.

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.

При строительстве силоса для хранения зерна одним из наиболее важных элементов конструкции является фундамент. Он должен учитывать не только нагрузку, создаваемую самим силосом его содержимым, но и учесть возможную сейсмическую активность. В сейсмоопасных зонах так же можно построить силосы, но для этого придется сделать укрепленный фундамент, который позволит без разрушений выдержать природный катаклизм.

В любом случае фундамент под силосы для хранения зерна строится согласно требованиям чертежей проекта с минимальным отклонением от заданных величин. При этом к строительству фундамента приступают только после соответствующего исследования почвы и укрепления грунта, если в этом есть необходимость. Поскольку вес нагруженного силоса достаточно большой, то от качества изготовления фундамента зависит не только надежность эксплуатации конструкций, но и срок ее службы.

Особенности возведения фундаментов для силосов

В подавляющем большинстве случаев фундамент для силоса представляет собой монолитный ленточный фундамент. Его конструкционные особенности учитывают необходимость размещения бункеров под погрузку-выгрузку, различных исполнительных механизмов, средств автоматизации, вентиляции и прочих элементов, расположение которых оказывает влияние на параметры фундамента.

Чтобы разместить все необходимые элементы и механизмы внутри ленточного монолитного фундамента, устраивается дополнительное бетонное основание, которое никак не связано с ленточным фундаментом. В этом случае давление колонн или емкости силоса направлено на ленточную часть основания. Тогда как все дополнительные конструкции опираются на круглую бетонную платформу.

Как вариант, фундамент для силоса и систем управления, энергообеспечение, исполнительных механизмов и всевозможных бункеров представляет собой сложную монолитную систему. В этом случае бетонное основание и ленточный фундамент представляют собой единую конструкцию, принимая на себя давление все элементов силоса.

Вне зависимости от конструкции фундамента важно принять во внимание особенности почвы, параметры которой учитываются за счёт подушки или дополнительных свай. Они могут потребоваться для обеспечения необходимой прочности системы на рыхлом основании или для увеличения сейсмостойкости конструкции.

Бетонные работы - одно из направлений профессиональной деятельности нашей организации.На данный момент ООО "Стройсервис" выполняет строительство бетонных конструкций фундамента под зернохранилище или так называемые силосы.Начало работ связано со сбивкой оголовков свай до проектной отметки. Бетонирование монолитной плиты

Установка опалубки для возведения монолитных стен.

Устройство песчаного основания под подбетонную подготовку на свайном поле третьей очереди.

Подбетонное основание сделано-следующий этап вязка арматурной сетки фундаментной плиты.

Бетонные стены галереи силоса после демонтажа опалубки,устройство песчаного основания основного фундамента.

Песчаное основание под подбетонную подготовку готово,идет работа по выравниванию выпусков свай и демонтаж оголовков свай под проектную отметку.

Подбетонное основание готова,начинается работа по армированию плиты основного фундамента.

Бетонирование фундамента силоса вместимостью около 10 000 тонн зерна.Послойно,равномерно с тщательным вибрированием слоев и полным соблюдением всех строительных норм и правил.

Параллельно выполняем первоначальные этапы по устройству следующих бетонных конструкций фундамента.

Читайте также: