Основные теоретические положения и порядок выполнения работы. Силосы рассчитываются на нагрузку от давления сыпучего материала заполнения, собственного веса конструкций

Силосы рассчитываются на нагрузку от давления сыпучего материала заполнения, собственного веса конструкций, снеговую, ветровую и полезные нагрузки. При определе­нии расчетных усилий в стенах и днищах силосов учитываются основные и дополнитель­ные (местные) давления сыпучих материалов.

Определение основного давления сыпучего материала производится с учетом трения материала о стенки силоса по формуле Янсена. Вследствие трения материала о стенки основные вертикальные и горизонтальные давления возрастают не пропорционально высоте. По мере увеличения глубины прирост давления уменьшается. Использование формулы Янсена производится в предположении, что коэффициент бокового давления, который представляет собой отношение горизонтального давления к вертикальному для данного сыпучего материала не зависит от высоты и является постоянной величиной. При этом коэффициент бокового давления k рассчитывается по формуле (5.5).

Нормативное основное вертикальное давление сыпучего материала на глубине у от поверхности определяется по формуле:

ρ_н.в. = γ r_г. А / f, (5.1)

где γ – объёмный вес сыпучего материала заполнения, т/м³;

r_г.– гидравлический радиус поперечного сечения силоса, м;

А – коэффициент, значения которого принимается по таблице 5.4;

f – коэффициент трения сыпучего материала о стену.

Нормативное основное горизонтальное давление сыпучего материала на стены силоса на глубине у от поверхности определяется по формуле:

ρ_н.г.= γ r_г.А, (5.2)

где А – коэффициент.

Нормативное основное нормальное давление сыпучего материала на наклонную поверхность днища определяется по формуле:

ρ_н.н. = m_о ρ_н.в, (5.3)

где m_о – коэффициент, зависящий от угла наклона поверхности днища к горизонту.

m_о = cos² α + k sin²α, (5.4)

где α – угол наклона поверхности днища к горизонту, град.

k=tg²(45^о– φ/2), (5.5)

где φ – угол внутреннего трения сыпучего материала, град.

Нормативное основное давление сыпучего материала, касательное к наклонной по­верхности днища, определяется по формуле:

ρ_н.t. = m_о^´ ρ_н.в, (5.6)

где

m_о^´ = (1 – k)cos α sin α, (5.7)

Таблица 5.1 – Характеристики сыпучих материалов, хранимых в силосах

Наименование сыпучего материала	Характеристики сыпучего материала
объемный вес γ, т/м3	угол внутреннего трения φ, град	коэффициент трения сыпучего материала о стену силоса, f
1. Сажа гранулированная	0,4		0,30
2. Щепа варочная	0,6		0,25
3. Керамзит, алгопорит, известь обожженная мелкая	0,8		0,60
4.Уголь	1,0		0,50
5. Глинозем, сода тяжелая, известь обожженная крупная	1,3		0,50
6. Цемент, песок, нефелин, гипс	1,6		0,6
7. Гравий, щебень	2,0		0,6

Таблица 5.2 – Величины sin и cos угла наклона поверхности днища к горизонту α

αо
sin α	0,426	0,500	0,574	0,643	0,669	0,695	0,707	0,719	0,743	0,766	0,788
cos α	0,906	0,866	0,819	0,766	0,743	0,719	0,707	0,695	0,669	0,643	0,616

Продолжение таблицы 5.2

αо
sin α	0,809	0,819	0,829	0,848	0,866	0,883	0,899	0,906	0,914	0,927	0,940
cos α	0,588	0,574	0,559	0,530	0,500	0,470	0,438	0,423	0,407	0,375	0,342

Таблица 5.3 – Величины tg угла внутреннего трения сыпучего материала φ