5 Нагрузки на вертикальные стенки бункеров

5.1 Общие положения

(1)Р Для случаев нагрузки заполнение и разгрузка должны устанавливаться характеристические значения нагрузок, описанные в этом разделе. При этом различают нагрузки на:

— гибкие бункеры;

— бункеры средней гибкости;

— низкие бункеры;

— бункеры с опорной стеной;

— бункеры для хранения сыпучих материалов с воздухом, включаемым между частицами сыпучего материала.

(2)Р Нагрузки на вертикальные стены бункера должны определяться в соответствии со следующими критериями гибкости бункера (см. рисунки 1.1 а) и 5.1):

— гибкие бункеры, с 2,0 ≤ h_c/d_c (с исключениями по 3.3);

— бункеры средней гибкости, с 1,0 < h_c/d_c < 2,0 (с исключениями по 3.3);

— низкие бункеры, с 0,4 < h_c/d_c ≤ 1,0 (с исключениями по 3.3);

— бункеры с опорной стеной (бункер, состоящий из опорных стен) с горизонтальным дном и h_c/d_c ≤ 0,4.

(3) бункер с вентилируемым дном должен рассматриваться независимо от своей фактической гибкости h_c/d_c как гибкий бункер.

(4)Р Нагрузки на вертикальные стены составляются из стационарной составляющей нагрузки, симметричных нагрузок и свободной составляющей нагрузки, нагрузок частичной поверхности. Обе составляющие должны устанавливаться действующими одновременно.

(5) Подробные положения для расчета нагрузок заполнения и разгрузки указаны в зависимости от гибкости бункера в 5.2, 5.3 и 5.4.

(6) Положения по дополнительным случаям нагрузки должны учитываться для специальных типов бункеров, как показано ниже:

— бункеры с устройствами подачи воздуха для полного или частичного псевдоожижения сыпучего материала, см. 5.5;

— бункеры, у которых может появляться разность температур хранимых сыпучих материалов и конструкции бункера, см. в 5.6;

— бункеры с прямоугольным поперечным сечением, см. 5.7.

(7) При появлении больших эксцентриситетов укладки сыпучего материала в процессе заполнения или разгрузки должны устанавливаться особые нагрузки. Они должны действовать не одновременно с симметричными или частичными поверхностными нагрузками, а должны представлять собственный отдельный случай нагрузки.

(8) Если может обеспечиваться поток в трубе внутри сыпучего материала без зоны контакта между зоной течения и стеной бункера (см. 3.3 (3)), то определение размеров может ограничиваться установкой нагрузок заполнения, при этом, в случае необходимости, должны учитываться частичные поверхностные нагрузки.

5.2 Гибкие бункеры

5.2.1 Нагрузки заполнения на вертикальные стенки

5.2.1.1 Симметричные нагрузки заполнения

(1) Симметричные нагрузки заполнения (см. рисунок 5.1) должны рассчитываться по формулам (5.1) – (5.6).

1 — эквивалентная поверхность сыпучего материала;

2 — распределение давления в секторе с вертикальными стенками

Рисунок 5.1 — Симметричные нагрузки заполнения

в зоне вертикальных стен бункера

(2) После заполнения и в процессе укладки сыпучего материала горизонтальные нагрузки р_hf, нагрузки за счет трения о стенки р_wf и вертикальные нагрузки р_vf должны учитываться, как показано далее:

; (5.1)

; (5.2)

с: (5.3)

; (5.4)

; (5.5)

, (5.6)

где  — характеристическое значение удельного веса сыпучего материала;

 — характеристическое значение коэффициента трения о стенки сыпучего материала на вертикальной стенке бункера;

К — характеристическое значение коэффициента гоизонтальной нагрузки;

z — глубина материала в бункере под эквивалентной поверхностью сыпучего материала;

А — площадь внутреннего поперечного сечения бункера;

U — периметр поверхности внутреннего поперечного сечения бункера.

(3) Для состояния после заполнения рассчитывается результирующее характеристическое значение вертикальных сил резания стен (давление) n_zSk — с единицей измерения силы на единицу длины в направлении периметра:

. (5.7)

Примечание — Определяемая формулой (5.7) результирующая сила является характеристическим значением. При использовании этой формулы нужно обратить внимание на то, чтобы не забыть соответствующий коэффициент частичной безопасности для воздействий. Поэтому нужно соблюдать это указание, так как эта формула уже должна оцениваться как результат статического расчета (с применением теории мембран оболочки). Формула приведена в настоящем техническом кодексе для того, чтобы поддержать проектировщика несущих конструкций при интегрировании формулы (5.2). Кроме того, нужно сослаться на то, что и другие нагрузки (например, частичные поверхностные нагрузки) могут вызывать дополнительные вертикальные усилия в стене.

(4) Для определения характеристических значений требуемых параметров сыпучего материала (удельный вес , коэффициент трения о стенки  и коэффициент горизонтальной нагрузки К) должны применяться методы, описанные в 4.2 и 4.3.

а) b)

1 — меньшее значение z₀ и h_c/2 для сварного бункера класса требований 2 или произвольное для других тонкостенных бункеров классов требований 2 и 3;

2 — произвольное значение

Рисунок 5.2 — Продольное и поперечное сечение

с представлением диаграмм частичной поверхностной нагрузки:

а — тонкостенный круглый бункер;

b — другой круглый бункер