Б. Розрахунок обшивки воронки бункера

Обшивка опирається на горизонтальні ребра жорсткості з одинарних прокатних кутиків, які розміщуються з кроком d = 0,5…2 м.

Можливі два варіанти прикріплення обшивки воронки до бункерних балок (рис.14.48):

І варіант – обшивка прикріплюється до стінки і до нижнього пояса бункерної балки;

ІІ варіант – обшивка прикріплюється до нижнього пояса бункерної балки.

Рис. 14.48. Варіанти прикріплення обшивки воронки до бункерних балок (змінити на z)

Обшивка розраховується як однопролітна пластинка (рис.14.49) з великим прогином, тобто знаходиться в стані циліндричного згину.

Рис. 14.49. Розрахункова схема обшивки

Припускається, що ребра жорсткості є шарнірно-нерухомими опорами для обшивки.

Обчислюється розрахунковий нормальний тиск для середини кожної панелі (див. рис.14.48):

р₀ = γ_f ∙ m ∙ ρ ∙ z₀;

р₁ = γ_f ∙ m ∙ ρ ∙ z₁;

р₂ = γ_f ∙ m ∙ ρ ∙ z₂;

р₃ = γ_f ∙ m ∙ ρ ∙ z₃;

р₄ = γ_f ∙ m ∙ ρ ∙ z₄.

З метою скорочення обчислень можна визначати зусилля тільки для нижньої (найбільш навантаженої) панелі. Попередньо товщина обшивки приймається в межах t = 6…12 мм.

В обшивці виникає поздовжнє розтягуюче зусилля N (розпір) та згинаючий момент М.

Поздовжнє зусилля N (розпір) на 1 см ширини обшивки:

де t – товщина обшивки, см; р – розрахунковий нормальний тиск для заданої панелі кН/см²; d – довжина панелі обшивки см.

Згинаючий момент М на 1 см ширини обшивки в середині прольоту:

М = М_б – М_N,

де М_б – згинаючий момент як для однопролітної балки

М_N – згинаючий момент від розпору N, прикладеного з ексцентриситетом f = f_max (див. рис.14.49); М_N = f ∙ N;

f – максимальний прогин обшивки від дії експлуатаційного тиску

р_е – експлуатаційний тиск для середини прольоту нижньої панелі обшивки

р_е = m ∙ ρ ∙ z;

N_E - Ейлерова сила

Е = 2,06 ∙ 10⁴ кН/см² – модуль пружності.

При цьому для прогину обшивки повинна виконуватись умова жорсткості:

Остаточне значення моменту

Умова міцності обшивки

або

В формулі (рис.14.50): А = 1 см ∙ t = t;

Рис. 14.50. До визначення геометричних характеристик перерізу обшивки одиничної ширини

В. Розрахунок ребер жорсткості воронки.

Використовуються два типи горизонтальних ребер жорсткості воронок (рис.14.51):

І тип – в бункерах середньої та великої місткості ребра розміщуються горизонтально і з’єднуються у кутах в раму з жорсткими вузлами;

ІІ тип - в бункерах невеликої місткості ребра розміщуються нормально до площини обшивки і не з’єднуються між собою в кутах воронки, тобто з’єднання в кутах приймається шарнірним.

На рис.14.51: а_z і b_z – розміри граней воронки (довжина ребер) на відстані z від верху бункера.

Ребра працюють на розтяг зі згином від дії засипки. Лінійне розрахункове навантаження на ребро жорсткості від розпору засипки, яка розміщена на гранях:

- на грані „а”

- на грані „b”

де р_а,і, р_а,і+1, р_b,і, р_b,і+1 – тиск на грані обшивки „а” і „b” в примикаючих до ребра панелях.

Рис. 14.51. До розрахунку ребер жорсткості воронки

Ребра розраховуються на найбільше навантаження, оскільки вони виконуються однаковими по обом граням.

Внутрішні зусилля в ребрах І типу:

- розтягуючі сили (рис.14.52)

Рис. 14.52. До визначення зусиль в ребрах

- згинаючі моменти у вузлах рами (рис.14.53)

де к = b_z / a_z;

- згинаючі моменти в прольоті рами

Рис. 14.53. Епюра згинаючих моментів в ребрах I типу

Внутрішні зусилля в ребрах ІІ типу:

- розтягуючі сили

- згинаючі моменти (рис.14.54)

Рис. 14.54. Епюра згинаючих моментів в ребрах II типу

За І групою граничних станів перерізи ребер перевіряються за умовою міцності, яка в загальному виглядає

де А і W – відповідно площа і момент опору поперечного перерізу ребра з прилеглою до нього частиною обшивки шириною не більше 30 t (рис.14.55).

Рис. 14.55. Поперечний переріз ребра з прилеглою частиною обшивки

За ІІ групою граничних станів виконується перевірка відносного прогину

де l = a_z, або l = b_z.

Значення f/l обчислюється:

- для ребер І типу – як для однопролітної балки з защемленими кінцями

- для ребер ІІ типу – як для шарнірно опертої однопролітної балки