Силосы и силосные корпуса для хранения сыпучих материалов

7.3.1. Силосные склады могут быть решены в виде отдельных силосов или группы силосов, объединенных в силосный корпус. Форма силосов, их размеры, расположение в плане и количество определяются требованиями технологического процесса, грунтовыми и температурными условиями с учетом архитектурно-композиционных требований и технико-экономических обоснований, СП 1.13130 - 12.13130.

Силосы для хранения зерна и продуктов его переработки следует проектировать в соответствии с требованиями СП 108.13330.

7.3.2. Форма воронки силоса, углы ее наклона, а также размеры выпускного отверстия должны определяться с учетом условий надежного истечения сыпучего материала в соответствии с требованиями 7.3.3 - 7.3.7 настоящего свода правил.

7.3.3. Форма отдельного силоса в плане принимается, как правило, круглой. Допускается при соответствующем обосновании принимать силосы квадратными и многогранными в плане. При диаметре более 12 м силосы следует проектировать круглыми.

7.3.4. При проектировании силосных корпусов следует, как правило, принимать: сетки разбивочных осей, проходящих через центры сблокированных силосов, 3´3, 6´6 и 12´12 м; наружные диаметры круглых силосов - 3, 6, 12, 18 и 24 м; размеры в осях стен квадратных силосов - 3´3 м; высоты стен силосов, а также подсилосных и надсилосных этажей - кратными 0,6 м.

7.3.5. Железобетонные силосные корпуса длиной до 48 м допускается проектировать без деформационных швов.

При нескальных грунтах основания отношение длины силосного корпуса к его ширине и высоте должно быть не более 2. При однорядном расположении силосов это отношение допускается увеличивать до 3.

Допускается увеличение длины корпуса и указанных отношений при соответствующем обосновании.

7.3.6. При проектировании многорядных силосных корпусов с круглыми в плане силосами пространство между ними (звездочки) следует использовать для размещения лестниц, различных коммуникаций, установки технологического оборудования, не требующего обслуживания, а также для хранения несвязных сыпучих материалов.

Примечание - При хранении в силосах горячих сыпучих материалов устройство лестниц в звездочках допускается при условии соблюдения требований СП 60.13330.

7.3.7. По характеру и конструкции опирания на фундамент силосы делятся на две основные группы: без подсилосных этажей и с подсилосными этажами. В силосах без подсилосных этажей разгрузка материала осуществляется через отверстия в стенах наружу или через отверстия в днище в специальные заглубленные галереи, оборудованные шнеками и транспортерами.

При наличии подсилосного этажа конструкция днища силоса может иметь различные решения, которые определяются характером сыпучего материала заполнения и типом разгрузочного оборудования.

Выпускные отверстия в силосах должны, как правило, располагаться по оси. При необходимости устройства нескольких выпускных отверстий их следует располагать симметрично относительно осей силоса.

7.3.8. При проектировании силосных корпусов следует, исходя из обоснования и конкретных условий строительства, предусматривать применение монолитного железобетона (при возведении индустриальными методами) или сборного железобетона (из унифицированных изделий).

Допускается применение стальных, а также стальных инвентарных и оперативных силосов для сыпучих материалов, хранение которых не допустимо в железобетонных емкостях.

7.3.9. При проектировании стен силосов из стали следует предусматривать индустриальные методы их изготовления и монтажа с применением: листов и лент больших размеров; способа рулонирования; изготовления заготовок в виде «скорлуп»; автоматической сварки с минимальным количеством сварных швов, выполняемых на монтаже, а также других передовых методов.

7.3.10. Сборные железобетонные стены следует проектировать для силосов круглых в плане диаметром 3 м из объемных блоков. При больших размерах - из отдельных элементов, укрупняемых перед монтажом в блоки, или из элементов, монтируемых без предварительного укрупнения.

Сборные железобетонные элементы стен следует выполнять с гладкой поверхностью, так как ребристые конструкции значительно сложнее в изготовлении и неприемлемы для многих сыпучих материалов из-за возможности зависания.

Устройства вертикальных стыков сборных железобетонных элементов при большом их количестве и существенном усложнении монтажа делает целесообразным применение при диаметре 12 м и более монолитных железобетонных силосов. При выполнении стен силосов в монолитном железобетоне их следует возводить в скользящей или приставной опалубке.

7.3.11. В проектах должны предусматриваться мероприятия, обеспечивающие защиту стыков сборных элементов силосов от проникания атмосферных осадков и пыления мелкодисперсных хранимых материалов.

7.3.12. Внутренние поверхности стен и днища силосов не должны иметь выступающих горизонтальных ребер и впадин.

7.3.13. Днища силосов в зависимости от диаметра силоса и хранимого материала следует проектировать в виде железобетонной плиты со стальной полуворонкой и бетонной забуткой или в виде железобетонной или стальной воронки на все сечение силоса.

7.3.14. Стены и днища силосов для абразивных и кусковых материалов следует защищать от истирания и разрушения при загрузке.

Материал для защиты стен и днища силосов следует выбирать в зависимости от физико-механических свойств хранимого материала. При проектировании силосов необходимо учитывать также химическую агрессивность хранимого материала и воздушной среды.

7.3.15. При применении для загрузки силосов трубопроводного контейнерного пневматического транспорта на надсилосном перекрытии следует предусматривать предохранительные клапаны для предупреждения возникновения избыточного давления в силосах.

7.3.16. Надсилосные перекрытия следует проектировать, применяя железобетонные плиты по железобетонным или стальным балкам, а также листы профилированного настила по стальным балкам. Для силосов со стальными стенами перекрытия выполняют из стальных элементов.

7.3.17. Покрытия отдельно стоящих круглых силосов при отсутствии надсилосного помещения, а также силосов диаметром более 12 м допускается проектировать в виде оболочек.

7.3.18. Надсилосные помещения и конвейерные галереи следует проектировать с применением облегченных стеновых ограждений из несгораемых материалов. Допускается также применение сборных железобетонных конструкций.

7.3.19. Наружные стены неотапливаемых подсилосных помещений следует проектировать с применением железобетонных панелей. Стены отапливаемых помещений в подсилосной части должны проектироваться панельными, кирпичными или блочными.

7.3.20. При проектировании соединительных галерей между силосами или между силосными корпусами следует учитывать относительные смещения силосов или силосных корпусов, вызываемые неравномерными осадками и кренами.

7.3.21. Колонны подземного этажа силосов рекомендуется проектировать сборными или монолитными железобетонными.

7.3.22. Фундаменты отдельно стоящих силосов и силосных корпусов следует проектировать в виде монолитных железобетонных плит. На скальных и крупнообломочных грунтах допускается принимать фундаменты отдельно стоящие, ленточные или кольцевые, монолитные или сборные.

Свайные фундаменты следует предусматривать, если расчетные деформации естественного основания превышают предельные или не обеспечивается его устойчивость, а также при наличии просадочных грунтов и в других случаях при соответствующем технико-экономическом обосновании.

7.3.23. Конструкции силосов необходимо рассчитывать на нагрузки и воздействия в соответствии с требованиями СП 20.13330. При расчете силосов должны быть также учтены нагрузки и воздействия:

временные - от веса сыпучих материалов, части горизонтального давления и трения сыпучих материалов о стены силосов, веса технологического оборудования [не менее 2 кПа (200 кгс/м²)], усадки и ползучести бетона, крена и неравномерных осадок;

кратковременные - возникающие при изготовлении, перевозке и монтаже сборных конструкций, при изменении температур наружного воздуха, от части горизонтального неравномерного давления сыпучих материалов, от давления воздуха, нагнетаемого в силос, при активной вентиляции и гомогенизации;

особые - от давления при взрыве.

7.3.24. Аэродинамические коэффициенты при расчете силосов на ветровые нагрузки принимаются по СП 20.13330.

Аэродинамические коэффициенты общего лобового сопротивления силосов при расчете нижней зоны силосов (колонн и фундаментов) допускается принимать: для одиночных силосов, расположенных от других на расстоянии, большем 3 диаметров силосов (по центрам), c = 0,7; при меньшем расстоянии c - 1,3; для сблокированных силосов c - 1,4.

7.3.25. Коэффициенты надежности по нагрузке g _f для собственного веса конструкций, полезной нагрузки на перекрытиях, снеговой и ветровой нагрузок принимаются по СП 20.13330:

при горизонтальных и вертикальных давлениях от сыпучих материалов g _f = 1,3;

при температурных воздействиях и от давления воздуха в силосе g _f = 1,1.

7.3.26. При расчете на сжатие нижней зоны силосов (колонн подсилосного этажа и фундаментов) расчетная нагрузка от веса сыпучих материалов умножается на коэффициент 0,9.

7.3.27. Стены круглых силосов диаметром до 12 м включительно, квадратных и многогранных силосов кроме расчета на прочность следует рассчитывать на выносливость с коэффициентами асимметрии цикла p_s и p_b.

в стенах с предварительным напряжением p_s = 0,85;

в стенах без предварительного напряжения p_s = p_b = 0,7.

7.3.28. Силосы, загружаемые горячим сыпучим материалом (с температурой свыше 100 °C на контакте с бетоном), должны быть рассчитаны с учетом кратковременного и длительного действия температуры по предельным состояниям первой и второй групп.

7.3.29. Для смесительных силосов с образованием кипящего слоя (гомогенизация) нормативное давление на днище и стены (в пределах высоты кипящего слоя) от сыпучего материала и сжатого воздуха принимается как равномерное по площади днища и периметру стен гидростатическое давление жидкости силоса с удельным весом, равным 0,6g, за счет повышения уровня сыпучего материала в процессе гомогенизации. В расчете учитывается большее из давлений, вычисленных без гомогенизации и с ее учетом.

При нагнетании воздуха без образования кипящего слоя избыточное давление воздуха учитывается с учетом давления сыпучего материала.

7.3.30. При внецентренной загрузке и разгрузке силоса диаметром 12 м и более его стены следует проверять на действие несимметричного давления сыпучего материала.

7.3.31. Предельная ширина раскрытия вертикальных трещин в стенах железобетонных силосов определяется по СП 63.13330, при этом принимается δ = 1,2 для круглых и δ = 1 для квадратных силосов.

7.3.32. Прогиб от временных длительных нормативных нагрузок для стен квадратных и многогранных силосов не должен превышать 1/200 пролета в осях стен.

7.3.33. Нормативное горизонтальное давление сыпучего материала на стены силоса принимается равномерно распределенным по периметру и вычисляется по формуле

0123A10B1DE05946

(42)

где g ⁿ, fⁿ - удельный вес и коэффициент трения сыпучего материала;

- гидравлический радиус сечения (A и u - соответственно площадь и периметр поперечного сечения силоса);

e - основание натуральных логарифмов;

- коэффициент бокового давления сыпучего материала;

j ⁿ - угол внутреннего трения сыпучего материала;

z - расстояние от верха засыпки материала до днища.

7.3.34. Нормативное вертикальное давление сыпучего материала определяется по формуле

(43)

7.3.35. Полное нормативное (длительное и кратковременное) горизонтальное давление сыпучего материала на стены силосов следует определять по формуле

(44)

где а - коэффициент, приведенный в таблице 11 и учитывающий дополнительные давления при заполнении и опорожнении силосов, обрушении сыпучего материала и при работе систем пневматического выпуска.

7.3.36. Кратковременная часть полного горизонтального давления

(45)

Таблица 11

Конструкция силосов и их элементов	Коэффициенты
a	g c
I. При расчете горизонтальной арматуры стен
1. Отдельно стоящего круглого железобетонного силоса
2. Железобетонного силосного корпуса с рядовым расположением круглых силосов:
наружных
внутренних
3. Железобетонного силосного корпуса с квадратными силосами со сторонами до 4 м:
наружными		1,65	1,2
внутренними
II. При расчете конструкций плиты и балок днища и воронки
4. Плиты днища без забутки, балок днища, железобетонной воронки силоса		1,3	1,5
5. Плиты днища с забуткой при наибольшей высоте забутки 1,5 м* и более
6. Стальной воронки и стальных кольцевых балок в железобетонном или стальном силосе		0,8	2,5
7. Узлов креплений стальной воронки к кольцевым балкам и стенам железобетонного или стального силоса	1,5	0,8	2,5
* При высоте забутки h < 1,5 м значение коэффициента g c определяется по интерполяции между 1,3 и 2 по формуле g c = 1,3 + 0,47 h. Примечания 1. При расчете стен стального силоса коэффициенты g c умножаются на 0,8. 2. При расчете стен силоса для угля коэффициенты a и g c принимаются равными 1.

7.3.37. Нормативное вертикальное давление сыпучего материала , передающееся на стены силоса силами трения, определяется по формуле

(46)

7.3.38. Нормативное вертикальное давление сыпучего материала на днище силоса определяете по формуле

(47)

но не более

где а, - определяются по 7.3.34 и 7.3.35 настоящего свода правил;

g - удельный вес засыпки над днищем;

z - высота засыпки.

7.3.39. Вертикальное давление сыпучего материала в пределах наклонного днища или воронки силоса принимается постоянным, равным вычисленному для верха наклонного днища или воронки.

7.3.40. Круглые силосы следует рассчитывать на осевое растяжение силами

(48)

где N - расчетное растягивающее усилие;

g _f - коэффициент надежности по нагрузке, принимаемый по 7.3.25 настоящего свода правил;

a, g _c - поправочный коэффициент и коэффициент условий работы, принимаемые по таблице 11;

d - внутренний диаметр силоса.

7.3.41. При расчете стен круглых силосов на центральное растяжение работа бетона не учитывается.

Стены квадратных и многогранных силосов следует рассчитывать на внецентренное растяжение. Осевое растягивающее усилие определяется по формуле (48), в которой d принимается равным размеру силоса в свету.

Изгибающие моменты определяются как для горизонтальной замкнутой рамы, нагруженной по периметру равномерно расчетным давлением сыпучего материала.

7.3.42. Коэффициенты условий работы при расчете стен силосов следует определять в соответствии с требованиями СП 63.13330, принимая для стен силосов, возводимых в скользящей опалубке, коэффициент условий работы бетона g _b = 0,75, при этом коэффициент g _{b 2}, учитывающий длительность действия нагрузки, принимается равным 1.

7.3.43. Стены стальных силосов должны быть дополнительно проверены на устойчивость с коэффициентом условий работы, равным 1.

На выносливость стальные стены допускается не рассчитывать.

7.3.44. Для стальных силосов следует учитывать воздействия от суточного изменения температуры наружного воздуха в виде дополнительного горизонтального нормативного давления сыпучего материала, считая его равномерно распределенным по периметру и по высоте, по формуле

0123A10B1DE05946

(49)

где k_t - коэффициент, принимаемый равным 2;

a _t - коэффициент линейной температурной деформации материала стен из стали, равный 1,2 · 10^-5;

Т ₁ - суточная амплитуда температуры наружного воздуха, принимается согласно СП 20.13330;

E_m - модуль деформации сжатия сыпучего материала;

d - внутренний радиус круглого силоса или сторона квадратного силоса;

t -приведенная толщина стены по вертикальному сечению, м;

Е_с - модуль упругости материала стен;

v - начальный коэффициент поперечной деформации (коэффициент Пуассона) материала заполнения силоса.

7.3.45. Места изменения формы стального силоса, в частности зоны сопряжения цилиндрической части с конусной или с плоским днищем, а также места резкого изменения нагрузки должны быть проверены на дополнительные местные напряжения (краевой эффект) с коэффициентом условий работы, равным 1,4.

7.3.46. При симметричной разгрузке и загрузке сыпучего материала стены стальных силосов проверяются на прочность по СП 16.13330 с коэффициентом условий работы g _c = 0,8.

7.3.47. В случае несимметричной загрузки или разгрузки сыпучих материалов стены стальных круглых силосов, не воспринимающие кольцевые изгибающие моменты, проверяются на устойчивость и прочность от воздействия кольцевых меридиональных и сдвигающих усилий, определяемых расчетом цилиндрической оболочки.

7.3.48. Стены монолитных железобетонных силосов следует проектировать из бетона класса не ниже В15, а сборные железобетонные элементы стен - из бетона класса не ниже В25.

Марку бетона по морозостойкости и водонепроницаемости следует принимать по таблице 1 п. 4.16 настоящего свода правил.

7.3.49. Расчет оснований сблокированных и отдельно стоящих силосов, возводимых на нескальных грунтах, должен производиться по предельным состояниям второй группы (по деформациям) в соответствии с требованиями СП 22.13330.

При расчете деформации оснований ветровая нагрузка включается в основное сочетание нагрузок.

7.3.50. При определении крена фундаментов корпусов в виде жестко сблокированных силосов на общей фундаментной плите в условиях отсутствия влияния соседних корпусов учитывается повышенный модуль деформации грунта. Повышение модуля деформации грунта обеспечивается предварительным обжатием грунта первичной равномерной загрузкой силосов длительностью не менее двух месяцев.

7.3.51. При определении давления на грунт под подошвой фундамента следует учитывать как случай полной загрузки силосов сыпучими материалами, так и случай разгрузки некоторых из силосов в количестве, создающем наиболее невыгодное сочетание нагрузок.

7.3.52. Колонны подсилосного этажа следует рассчитывать по схеме стоек, заделанных в фундамент, с учетом фактического защемления в днище силоса.

7.3.53. При расчете колонн должны учитываться дополнительные усилия изгиба и сжатия при наклоне корпуса (принимаемом равным 0,004) от неравномерной осадки, а также дополнительный изгибающий момент, вызываемый отклонением верха колонн и смещениями сборных плит днища и воронок в пределах допусков.

7.3.54. Эвакуационные лестницы следует проектировать с шириной марша не менее 0,8 м и с уклоном не более 1:1. Наружные стальные маршевые лестницы, используемые для эвакуации людей, следует проектировать, как правило, шириной не менее 0,7 м с уклоном маршей не более 1:1, ограждением высотой 1 м и площадками, расположенными по высоте на расстоянии не более 8 м с учетом требований СП 1.13130.

7.3.55. По периметру наружных стен силосных корпусов высотой до верха карниза более 10 м следует предусматривать на кровле решетчатые ограждения высотой не менее 0,6 м из несгораемых материалов.

7.3.56. При проектировании силосов для сыпучих материалов, пыль которых способна образовать при загрузке или разгрузке силосов взрывоопасные концентрации, должны предусматриваться мероприятия, исключающие возможность взрывов, а также предупреждающие появление электростатических разрядов.