Силосы

Силосы, сооружения для хранения больших масс сухих сыпучих тел (зерна, цемента, угля, руды и прочие). Различают два основных типа этих сооружений, а именно: С. амбарного типа (фигура 1 и 2) без членения внутреннего пространства вместилища вертикальными стенками и закройные С. с вертикальным членением (фигура 3). В первых продукты насыпаются на сравнительно небольшую высоту, при которой плоскость скольжения хранимых сыпучих тел пересекает поверхность последних, а во втором случае продукты насыпаются на значительно большую высоту, причем плоскость скольжения пересекает расчленяющие С. стенки. С. состоят в основном из трех частей: нижней опорной части, средней части, или самого хранилища, и верхней перекрывающей части, служащей одновременно помещением для обслуживания хранилища. Нижняя часть силоса, между опорными частями сооружения, используется для транспортного оборудования; сюда же выходят воронки дна силоса, через которые опорожняются амбары и закрома. В верхней части располагаются приспособления для подачи хранимого материала в самые хранилища. С одной стороны к силосу примыкает пристройка, служащая для сообщения с верхней частью С. и для размещения подъемных механизмов, подающих материал в хранилище. Высота стенок последнего в С. амбарного типа определяется

	VV-- Ч
V „З	Л		!f 7 J	Л

□	о	о
о	□	о		Фигура 2.

в пределе пересечением плоскости скольжения хранимого материала с верхним краем противоположной стены G. (фигура 2). Высота закромных С. (фигура 3) достигает 20—25 м, ширина закромов обыкновенно 5—6 метров (зернохранилища). При большой высоте амбарных С. стенки испытывают столь большие напряжения, что такие С. становятся неэкономичными и уступают место более целесообразным закройным С. Для

Разрез по а-Ь

ограничения толщины слоя хранимого материала строят иногда С. с наклонными внутренними стенками, расчленяющими С. на закрома (фигура 4). Дно С. должно быть так сконструировано, чтобы была обеспечена беспрерывность движения хранимого материала при опорожнении вместилища. Дно амбарных С. состоит поэтому из сплошного ряда воронок, число которых зависит от высоты и воронок (фигура 2). При прямоугольных закромах воронке м. б. придана рациональная форма согласно фигура 5. Опорная часть С. должна быть так сконструирована, чтобы она допускала свободный проход перевозочных средств под воронками для погрузки хранимого материала. Конструктивное оформление перекрывающей части зависит от условий эксплуатации. Конструктивные особенности тех или иных С. вообще зависят от свойств хранимых в С. материалов. На фигуре 6 представлен С. амбарного типа для руды; верх няя перекрывающая часть должна иметь размеры, достаточные для свободного пропуска транспортных средств с рудой; воронкам при-I дают форму опрокинутой пирамиды с не менее чем четырьмя плоскостями скольжения во избежание заторов при опорожнении С. Фигура 7 дает закройный С. для угля; здесь целесообразны закройные С. ради большей пожарной безопасности; высота слоя угля должен быть ограничена 6 метров во избежание самовоспламенения его; приток в закрома свежего воздуха, способствующего разложению угля, должен быть по возможности ограничен соответствующими мероприятиями (закрытие сверху, плотность стенок). На фигуре 8 показан закройный силос для хранения зерна (пшеницы); ширина отдельных закромов 8,2 метров зерновые и мучные продукты должны поступать на хранение в С. в совершенно сухом виде, в противном случае в С. должны быть предусмотрены устройства для просушки таковых; для воспрепятствования нагреву хранимых продуктов производят периодич. пересыпание IX из одного закрома в другой или прибегают к другим предохранительным мероприятиям. Для хранения соли сооружают силосы амбарного типа; вследствие гигроскопических свойств большинства солей последние образуют комья, которые препятствуют свободному высыпанию через воронки; опорожнение этих С. производят посредством ковшевых приспособлений, а наполнение — при помощи транспортеров. Особое внимание должно быть уделено рациональному устройству затвора воронок; эти затворы должны в общем удовлетворять следующим условиям: они должны допускать точное регулирование количества пропускаемого через них материала; они должен быть возможно более простого устройства и дешевы, легко обслуживаемы и так сконструированы, чтобы была устранена всякая возможность затора сыпучего материала.

При расчете С. важно определить давление хранимого материала на стенки и дно. Напряжение, к-рое испытывают стенки амбарного С., соответствует приближенно напряжению, испытываемому подпорной стенкой, заделанной в нижней части. Боковое давление р, оказываемое сыпучим материалом на единицу поверхности вертикальной стены амбарного силоса на глубине h под поверхностью загрузочного материала, выразится поэтому ур-ием:

p=yh tg² (45° — у), (1)

где γ — уд. в загрузочных материалов; φ—угол естественного откоса загрузочных материалов. Ф-ла (1) применима для слоя загрузочных материалов небольшой высоты, т. к. в ней не учтено трение между последними и поддерживающими их стенками. Конструкция стен амбарных С. представляет сочетание плит и балок; расположенные в расстоянии 3—5 метров друг от друга вертикальные ребра могут быть рассчитаны как горизонтально загруженные вертикаль-

т. а. т. XX>

-20т ные ребра подпорной стенки; при большем расстоянии между этими ребрами простенки между ребрами рассматриваются как плиты, опертые по трем сторонам; трение между стенками и загрузочным материалом большей частью не учитывается.

Закромные С. Давление на единицу поверхности з кроме в при услсв ш введения в расчет угла трения φ, соответствующего трению между загрузочным материалом и стенками, выражается следующим ур-ием:

е¹ - i _

Р — j Ртах·* (2) е^А

где р —давление на единицу поверхности вертикальной стены на глубине у (фигура 9); ·? — основание натуральных логарифмов; λ — показатель степени, пропорциональный глубине у и обратно пропорциональный тангентному отрез-

ку h, то есть λ=p_maoc — значение р, когда у, а следовательно и А, принимает бесконечно большое значение. Основная высота h для построения кривой давления получается из уравнения:

= ’Л*_г (3)

Фигура 9.

причем

Ртах—

а=У · tg² (45° — |);

U tg φ" 45°

(«)

(5)

у — уд. в загрузочных материалов; F — площадь основания отдельного закрома; U—периметр основания отдельного закрома; φ — угол естественного откоса загрузочных материалов; φ — угол трения между « загрузочным материалом и стенками закрома. Давление q на единицу площади горизонтального сечения на глубине у определяется по давлению р на стенку на той же глубине по следующей ф-ле:

q= -£--г-· (б)

** («·--*)

Нормальное давление на наклонное под углом а к горизонту дно С. определяется из выражения (фигура 10):

р_п=Р sin² a + q cos² α=—. (7)

При α=45° получим:

Ρη=(Ρ + ?}·

(8)

В закройных С. статич. условия расчета крайне неопределенны, т. к. стены не м. б. рассматриваемы ни как шарнирно закрепленные ни как жестко заделанные. Расчет закройных С. обыкновенно сводится к расчету отдельных закромов, рассматриваемых как самостоятельные замкнутые рамы, вне связи с соседними закромами. Для расчета С. с прямоугольными закромами мы будем иметь для стержня 1—2—3 (фигура 11):

М₃ + 2 (η + l) M_s + ηΜ₃+ψ+^η-ψ·-

где

= 0, (9)

(10)

M_lt М_г и М_г — угловые моменты; 1_а, 1_Ь — моменты инерции соответственно для сторон а и δ силосного закрома. Т. к. M_t=М₃=М₃, то

М - _ £.<“! + ^ (И)

~ 12 (ч + 1) ·

Наибольший момент в стержнях а будет

М_та= ψ + Μ„

(12)

а в стержнях b

(13)

Для случая 7_а=/_ь, а—Ь получаем jj=1 и тогда М_г=- (14)

М_т=+

ра²

(15)

(как у балки с жестко заделанными концами). Для расчета С

Шк _ _ Μ,№·μ:

ЩЩпб и

ГЖ

ilk ρΖ

М₄Щ

pf kiip^

с многоугольными закромами можно для двух смежных сторон мн-ка написать следующую зависимость, принимая во внимание, что угловые моменты равны (фигура 12):

Фигура 11.

Фbг. 12,

М_г + 4АГ_Х + м_х +=О,

откуда получим следовательно

М - — S^-· — ₁₂.

М=4- ·?— ^Lrj- т i 24

(16)

(17)

(18)

Если обозначить через а диаметр вписанного круга, то для квадрата s=а, а поэтому

М=— ^ра-

^ML 12

(19)

для правильного s=-, а следовательно

*1—5?

“ ра².

(20)

шестиугольника

М_т =

(21) (22)

для ппавильного восьмиугольника s=0,41·.α и потому

М₃=—0,0143 ра? (23)

М_т=0,00716 ра (24)

Для закройного С. указанных на фигуре 13 сечения и заполнения отдельных закромов моменты угловые и промежуточные для заполненных закромов (принимая во внимание, что стены между незаполненными закромами не подвергаются изгибу) получаются те же, что и для многоугольной рамы. Стены силоса с прямоугольными закромами подвержены действию изгибающего момента ili и продольного растягивающего усилия N. Если закрома имеют круглое сечение, то в стенах таких Фигура 13. закромов возникает лишь одно растягивающее усилие, равное рг, где г—внутренний радиус сечения. В железобетонных С. наружные стены снабжаются одиночной арматурой, а внутренние—двойной (давление возможно с двух сторон). Расстояние h_x ц. т. сжатой арматуры сечения до крайнего сжатого волокна

где х—расстояние от нейтральной оси до того же волокна. Толщина стены

d=1,1 А, (26)

где h—полезная толщина. Для равновесия не« обходимо удовлетворить следующие два ур-ия: D_b + D_e-Z+N=0; (27)

(Db + D_e) h₀ + Να=Μ; (23)

D_t означает сумму сил, сжимающих бетон, причем

Р=^ъ а_ъ- х; (29)

D_e — сумма сил, сжимающих арматуру, где

Z — сумма сил, растягивающих арматуру, причем

Z=f_e· <v, (3l)

h₀—плечо внутренних сил D и Z; и—расстояние силы N от центра растянутой арматуры, где и=0,45 h; (.12)

b — ширина рассматрвв гемогэ участка стены; σ, а_ь —соотв;тствзнно напряжзния сжатой арматуры, растянутей арматуры и сжатого бетона; f_e и f_e—соответственно сечения сжатой и растянутой арматуры. При одиночной арматуре

D_e — О и=0: (33)

задавшись величинами а_ь и σ„, определяют величины h и f_e. Мзталл, необходимый для прикрепления воронки, должен для всего горизонтального сечения F верха воронки иметь сечение (фигура 14):

g+_G sin а

(34)

где а—угол наклона стенок воронки: О—вес содержимого воронки. При выборе коэф-га без опасности следует иметь в виду динамич. сил например вследствие обрушения в закромах образовавшихся и сыпучем материале пустот и заторов; эти добавочные силы не м. б. заранее учтены и принимаются в расчет путем повышения запаса прочности.

Фигура 14

О силосах для силосования (заквашивания) кормовых растений см. Силосные башни.

Лит.! Брилинг С., Формулы и таблицы для расчета инженерных конструкций, ч. 2, Я изд., М., 1931; Dorr H., Silos, Hndb. t. Eisenbeton, hrss. v. F. Emper-ger, 3 Aufl., В 14, В., 1924; L u f t E., Druekverbaltnisse in Silozellen, 2 Aufi., B., 1920; Otzen R., Der Mas-sivbau, B., 1926; Saliger R., Praktische Statik, 2 Aufl., Lpz., 1927: Ritter A., Berecbnung rechteokiger Silozellen in Eisenbeton, Stg., 1916. il. Бралинг.