Бункер Советский патент 1981 года по МПК E04H7/22 

(54) БУНКЕР

1

Й)эобретение относится к строительству, в частности к строительству железобетонных бункеров, и может быть использовано при возведении сужающихся книзу емкостей различного назначения.

Известна конструкция днищ хранилищ для сыпучих материалов, состоящих из плоских панеле, образующих пирамидальные воронки с прямоугольными или квадратными выпускными отверстиями СИ

Недостатком известного решения является то, что напряжения в постоянных по высоте сечениях плит от действия сыпучего материала неодинаковы, что приводит к перерасходу материалов в менее напряженных участках плит.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является бункер для хранения сыпучих материалов, включающий верхние и нижние обвязочные элементы, наклонные ребра и сопряженные с ними стенки в виде шшт треугольного или трапециевидного очертания. Под деРстви-

ем предельных нагрузок от сыпучего материала или жидкости плоские наклонные треугольные стенки железобетонных бункеров-воронок в стадии разрушения разделяются на части. При этом внутренние трещины проходят по контуру стенок, а системы наружных трещин в пролетах имеют направления, совпадающие с биссектрисами углов, образованными сторонами стенок. В расчетных моделях метода предельного равновесия отдельные части стенок соединяются между собой пластическими шарнирами, оси которых образуют своеобразный конверт. В стенках треугольного очертания центр пролетных тшастических шарниров совпадает с центром вписанной в треугольник окружности. В предельном состоянии такое разделение стенок на отдельные звенья превращает стенки в пространственные мгновенно-изменяемые кинематические механизмы. От действия поперечной нагрузки звенья стенок в центре как бы вываливаются наружу.Наклонные стенки железобетонных бункеров работают в сложном напряженном состоянии. Они изгибаются из плоскости под действием непосредственно приложенной нагрузки, нормальной к их плоскости, а при опирании бункера на отдельные колонны стенки изгибаются еще в плоскости (общий изгиб); одновременно стенки подвергаются осевому растяжению в горизонтальном и скатном направлениях. Исследования железобетонных бункеров показали, что основное влияние на разрушение стенок оказывает нагрузка, нормальная к их плоскости, которая как бы

разламывает их на отдельные звенья. Доля величины работы этой нагрузки в общей сумме работ всех внешних сил составляет около 75%, в то время как доли работ продольных горизонтальных сил 10% и скатных,сил - 15%. При этом раз- зо

гружающее влияние распорных сил очень мало Г2 .

Недостатком указанного конструктивного решения пирамидальных бункеров с плоскими стенками является то, что стенки бункеров работают преимущественно на изгиб из своей плоскости, при котором напряжения в сечениях стенок от давления сьшучего материала распределяется крайне неравномерно по толщине стенок. Это, в свою очередь, приводит к перерасходу материала в менее напряженных зонах плит. Вместе с этим на участках образования и интенсивного развития трещин, а также в местах сопряжения сборньух стенок по наклонным ребрам создаются предпосылки понижения непроницае1йости бункеров и соответственно надежности их работы.

Цель изобретения - повышение несущей способности и надежности пирамидальных бункеров и обеспечение экономии материалов.

Указанная цель достигается тем, что в бункере, включающем нижние и верхние обвязочные элементы, наклонные ребра и сопряженные с ними стенки, каждая стенка выполнена в виде складки из соединенных между собой треугольных плит, обращенных общей вершиной внутрь бункера.

На фиг. 1 схематически изображен бункер, общий вид; на фиг. 2 - то же, . план; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Бункер включает нижнюю обвязочную раму 1, наклонные ребра 2, верхнюю обвязочную раму 3 и сопряженные с ними пространственные элементы 4 в виде пирамид. Верхние грани этих элементов сопряжены с балками верхней рамы 3 и смежными гранями пирамиды. Боковые грани сопряжены между собой и наклонными ребрами бункера.

Нагрузка от сыпучего материала воздействует непосредственно на грани пирамидального элемента, усилия с которого передаются на наклонные ребра и балочные элементы верхней и нижней обвязочных рам. Основные усилия с нижней обвязочной рамы и наклонных ребер передаются на верхнюю обвязочную раму и с нее на несущие колонны.

Конструкция пирамидального элемента

является более эффективной вследствие того, что появляющиеся при такой форме распорные силы уменьшают пролетные изгибающие моменты в плоских гранях пространственной системы. Каждая грань пирараз меньшие геометрические размеры по сравнению с плоскими стенками известног го бункера, работает на изгиб в более благоприятных условиях всестороннего сжатия. Напряжения в гранях распределяются более равномерно по площади в толщине граней. При этом материал конструкций используется более эффективно. Толщина плоских граней меньше, что, в свою оче0 редь, неизбежно приводит к экономии материалов на изготовление стенок. При этом нагружаются наклонные ребра бункера и контурные участки пирамидального элемента, но эти дополнительные усилия воспринимаются более эффективным материалом (стальной арматурой) наклонных ребер.

Исследования показывают, что при жесткой связи граней с довольно мощным бае. лочным контуром несущая способность увеличивается примерно в 2 раза. При этом отношение / 2 лежит в пределах 1/20 - 1/15. Распорные усилия сжатия вблизи наклонных ребер бункера увеличивают непроницаемость бункера, повышая тем самым надежность его работы. Кроме того, при больших отношениях | g улучшается выпускная способность воронки.

Воронка из пирамидальных элементов

° может быть днищем высокого хранилища для сыпучих ма1тёриалов, включающего в себя также боковые стены и элементы покрытия. В таких высоких хранилищах пирамидальные элементы воронок эффек5 тивно сопротивляются воздействию ударных нагрузок от падающего с большой высоты сыпучего материала при загрузке хранилища. мидального элемента, имеющая в .несколько