Контрольная работа по "Проектированию инженерных сооружений "

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ  И  НАУКИ   РФ

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования

«ЧИТИНСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

(ЧитГУ)

Институт  переподготовки и  повышения квалификации 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ   РАБОТА №  

по  дисциплине: Проектирование  инженерных сооружений 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание 
 

Введение…………………………………………………………………………с.3

1 Конструирование   бункеров.  Армирование  стенок  монолитного  бункера  отдельными  стержнями. Армирование  стенок  бункера  сварными  сетками.

 Конструирование   сборных железобетонных  бункеров…………………….с.4

Список  использованных  источников……………………………………….с.10 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     На  территории промышленных и гражданских  объектов возводят разнообразные инженерные сооружения: подпорные стены, резервуары, силосные корпуса, водонапорные башни, градирни, галереи и др. Они обеспечивают погрузочно-разгрузочные и производственные операции, технологические процессы, хранение жидкостей и сыпучих  материалов.

Часто инженерные сооружения работают в тяжелых  температурно-влажностных режимах, подвергаются действию вибрационных нагрузок, агрессивной среды, давлению жидкости и грунта. Вследствие этого к ним  предъявляются дополнительные требования по гидроизоляции и антикоррозионной защите, строительству и эксплуатации. 

     Бункера – это саморазгружающиеся емкости для хранения сыпучих материалов с малой по сравнению с размерами в плане глубиной Н называют бункерами. Они обычно состоят из воронкообразного днища с углом наклона стен на 50...100°превышающим угол естественного откоса сыпучего материала, что обеспечивает полную самотечную его разгрузку, и призматической части, предназначенной для увеличения объема бункера. Для защиты от истирания в процессе загрузки и выгрузки стены бункеров защищают футеровкой в виде стальных листов, рельсов, плит из каменного литья или чугуна. 
 
 
 
 
 
 
 

1 Конструирование   бункеров.     Армирование  стенок монолитного  бункера  отдельными  стержнями. Армирование  стенок  бункера  сварными  сетками. Конструирование  сборных железобетонных  бункеров

Конструктивные  решения  бункеров:

1. Бункера по форме  бывают:

-пирамидально-призматические квадратные  или прямоугольные в плане;

- конусно-цилиндрические  в плане круг;

- лотковые  или пирамидально-призматические  (складчатые) (рисунок 2,б);

- симметричные  и несимметричные.

2. По  назначению бывают:

- погрузочные   и приемные;

3. По  взаимному  расположению:

- одноячейковые  и многоячейковые (рисунок2,а).

4. По  месту  положения:

- наземные;

- подземные;

- расположенные   вне  здания;

- расположенные   внутри  здания.

5. Бункера железобетонные  выполняют:

- монолитные;

- сборные.

Бункер  состоит двух  частей: призматической  и пирамидальной (рисунок 1).

       Широко распространены монолитные  бункера, которые могут быть  любой формы и вместимости.  К недостаткам бункеров этого  типа относятся необходимость  устройства сплошной опалубки, сложность  армирования и бетонирования  воронкообразной части бункера  и, как следствие, высокая трудоемкость  работ. 
 
 

Рисунок 1 – Схема разрезки бункера на  элементы: а-призматическая часть; б – пирамидальная часть;1 –верхняя стенка призматической части; 2- наклонная стенка воронки; 3- футеровка; 4 –угол наклона воронки 5-10°. 

      Сборные железобетонные бункера  состоят из отдельных ребристых  или плоских железобетонных плит  или колец, соединенных сваркой.  А также он  состоит из вертикальных  стенок, составных наклонных треугольных  плит воронок и колонн. Все  сборные элементы соединяют сваркой  соединительных накладок с закладными  деталями.  Швы тщательно затираются  раствором. Наиболее целесообразно  применение сборных конструкций  при проектировании бункеров  лоткового или ящичного типа.

Армируют  бункера отдельными стержнями или  каркасами и сетками. В углах  с внутренней стороны воронки  и призматической части бункера  устраивают вуты  для улучшения анкеровки стержней. Наклонные стержни воронки заходят в вертикальную стенку и надежно анкеруют. Для армирования применяют преимущественно сталь класса А300.

Рисунок 2– Монолитные  бункера: а-многоячейковый, б-лотковый. 

      Каждая  стенка бункера испытывает местный изгиб от давления сыпучего материала на данную стенку и двухосное растяжение, возникающее от давления содержимого бункера на поперечные стены (горизонтальное растяжение) и от веса расположенной ниже части бункера, а также от давления сыпучего материала на днище (вертикальное растяжение). Давление материала на стенки бункера зависит от высоты слоя материала, находящегося в бункере выше рассматриваемой точки, его свойств и угла наклона к горизонту плоскости, на которую передается давление.

Так как  высота бункера мала, давление на стенки обычно определяется без учета трения сыпучего материала о стенки бункера  и считается направленным перпендикулярно  к плоскости стенки или днища. Расчетное вертикальное давление сыпучего материала на горизонтальную плоскость

                             pv = 1,3γh ,                                           (1)

где γ  – удельный вес материала; h –  высота слоя материала над данной точкой.

Расчетное горизонтальное давление на горизонтальную плоскость

                           ph = 1,3λγh ,                                               (2)

где λ  – коэффициент бокового давления, равный отношению горизонтального  давления к вертикальному

λ = / = tg2 (45o − ϕ / 2)

                            ph pv ,                                                       (3)

здесь ϕ – угол внутреннего трения материала, обычно принимаемый равным углу естественного откоса.

     Расчет  монолитного бункера выполняют по методу предельного равновесия.

Однако  расчет стенок монолитного бункера на местный изгиб из-за отсутствия готовых решений произведем на основании статического расчета в упругой стадии. По найденным усилиям арматуру в стенках бункеров вычисляют из расчета на внецентренное растяжение. При этом горизонтальные и вертикальные растягивающие усилия передаются только на арматуру. Армируются отдельными стержнями и сетками.

     Горизонтальные  силы, приходящиеся на 1 м длины стенки, вычисляются по формулам:

-  для призматической части N h = phm b / 2 ;

- для пирамидальной части N h = ( phm b sin α) / 2 ,

 где b – ширина бункера (воронки) на данной глубине.

Определяем  скатные растягивающие усилия N c в воронке, предварительно определив  вес отдельных частей бункера.

Требуемую площадь арматуры определяем из расчета  на внецентренное растяжение или  на изгиб.

Армируют          бункер           двойными           сварными         сетками       из         стержней ∅ 8 А400 с шагом s = 200 мм .Армирование симметричное.

 Проверяем бункер на растяжение в горизонтальном направлении от действия продольной силы, приходящейся навсю грань стенки.  Для вертикальной стенки

                                       N h = phcp l3b / 2 = кН,                        (4)

где phcp – усредненное нормальное давление сыпучего на данном участке.

  Для наклонной стенки (арматура 5 ∅ 10)

                            N α = 0,5 ( pαmcp l7 bcp sin α) =  кН;               (5) 

                                       ∑ As Rs , кН.                                        (6)

    Прочность бункера на отрыв  воронки в месте ее прикрепления  определяем по максимальным скатным растягивающим усилиям, приходящимся на 1 м длины. Стены бункеров армируют, как правило, двойными сварными сетками из стержней класса А III. Расстояние между рабочими стержнями 100...200 мм, а между конструктивными — 250...300 мм.

     В цилиндрических бункерах кольцевую арматуру из стали класса А- II диаметром не более 16 мм укладывают с шагом 100...200 мм ближе к наружной поверхности стены. Вертикальную конструктивную арматуру класса А-I принимают диаметром 10 мм при коэффициенте армирования не менее 0,4%. Расчет бункеров. Давление сыпучего материала заполнения на стенки бункера зависит от физических свойств самого материала и расположения рассматриваемой точки, а также от наклона стенки.

     В сборных бункерах сохраняются те же геометрические формы, вертикальные стены делят на прямоугольные  панели (гладкие или ребристые), стены воронок подразделяют на треугольные или трапециевидные панели. Все сборные элементы соединяют на монтаже с помощью сварки закладных металлических деталей. В отдельных случаях нижние части воронок или воронки целиком изготовляют из металла.

     При расчете по наклонному сечению учитывают также и вертикальную арматуру. Стены воронки монолитного бункера армируют плоскими двойными сетками, сварными или вязаными, с ортогонально размещенными рабочими стержнями (рисунок 3.а,б,г). Кроме того, по ребрам устанавливают дополнительные наружные угловые сетки, а для армирования изнутри — отдельные стержни (рисунок 3, в). Течки армируют гнутыми сетками (рисунок 3, д). Вертикальные стены бункера армируют, следуя обычным правилам. В сборных бункерах общие принципы армирования сохраняются. 

 

 Рисунок 3 – Детали армирования воронки бункера 
 
 

 Список  использованных  источников 

 1 Байков В.Н., Сигалов Э.С.. Железобетонные конструкции. Общий курс: Учеб.пособие  для вузов – 5-е издание перераб. И доп. – М.: Строиздат,1991.-767.:ил.

2. Леденев, В.В. Расчет и конструирование специальных инженерных сооружений : учебное пособие / В.В. Леденев, В.Г. Однолько, А.В. Худяков. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2007. – 128 с.