Металлическая цилиндрическая емкость
Владельцы патента RU 2346127:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к области строительства металлических цилиндрических емкостей для хранения сыпучих материалов, преимущественно в условиях слабых, просадочных и набухающих грунтов. Металлическая цилиндрическая емкость включает стенку и кольцо жесткости, опертые на кольцевой фундамент. Кольцо жесткости выполнено из торообразной оболочки незамкнутого сечения с горизонтальным кольцевым зазором, равным В (В≥2r, где r - радиус закругления торообразной оболочки), внутри которой дискретно расположены поперечные ребра жесткости с шагом, равным 10r. Торообразная оболочка прикреплена выпуклой стороной к торцу стенки, а противоположной - к фундаменту. Торообразная оболочка сцентрирована с кольцевой осью стенки. Кроме того, кольцо жесткости может быть заполнено материалом, например мелкозернистым бетоном. Технический результат изобретения заключается в повышении ее несущей способности. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к области строительства металлических цилиндрических емкостей для хранения сыпучих материалов, преимущественно в условиях слабых, просадочных и набухающих грунтов.
Известна металлическая цилиндрическая емкость, включающая кровлю, стенку и фундамент, где стенка прикреплена к фундаменту через закладные детали [1]. Недостатками такого решения является малый диапазон допусков на неравномерность осадок, определяемый в основном условиями прочности стенки в зоне примыкания ее к фундаменту. Ограничения неравномерности осадок вызывает высокие требования к качеству оснований.
Известна металлическая цилиндрическая емкость, включающая кровлю, корпус, опертый на кольцевой фундамент, и прикрепленное к стенке днище [2]. Недостатком данного решения является ненадежность эксплуатации и концентрация напряжений в стенке при неравномерных осадках в условиях слабых грунтов.
Наиболее близким техническим решением является металлическая цилиндрическая емкость, включающая кровлю, стенку и кольцо жесткости, опертые на кольцевой фундамент [3]. Недостатком этого решения является ненадежность сопряжения в процессе эксплуатации, примыкание кольца жесткости к стенке с эксцентриситетом, концентрация напряжений в стенке при неравномерных осадках в условиях слабых и просадочных грунтов.
Задача изобретения - обеспечение надежности эксплуатации металлической цилиндрической емкости и уменьшение концентрации напряжений в стенке при неравномерных осадках в условиях слабых грунтов.
Задача достигается тем, что в металлической цилиндрической емкости, включающей стенку и кольцо жесткости, опертые на кольцевой фундамент, кольцо жесткости выполнено из торообразной оболочки незамкнутого сечения с горизонтальным кольцевым зазором, равным В (В≥2r, где r - радиус закругления торообразной оболочки), внутри которой дискретно расположены поперечные ребра жесткости с шагом, равным 10r, при этом торообразная оболочка прикреплена выпуклой стороной к торцу стенки, а противоположной - к фундаменту, причем торообразная оболочка сцентрирована с кольцевой осью стенки. Кроме того, кольцо жесткости может быть заполнено материалом, например мелкозернистым бетоном.
На фиг.1 показан общий вид емкости; сечение 1-1; узел А;
на фиг.2 - узел Б на фиг.1; 1 вариант кольца жесткости из торообразной оболочки при В=2r, где В - ширина кольцевого зазора, r - радиус закругления торообразной оболочки;
на фиг.3 - узел Б на фиг.1; 2 вариант кольца жесткости из торообразной оболочки, края которой образуют цилиндрические стенки; при В=2r;
на фиг.4 - узел Б на фиг.1; 3 вариант кольца жесткости из торообразной оболочки, края которой образуют конические стенки; при В>2r;
на фиг.5 - узел Б на фиг.1 кольцо жесткости, заполненное материалом, например мелкозернистым бетоном (а - 1 вариант; б - 2 вариант; в - 3 вариант).
На фиг.1-5 обозначено: 1 - стенка; 2 - кольцо жесткости из торообразной оболочки; 3 - кольцевой фундамент; 4 - поперечные ребра жесткости; 5 - торец стенки 1; 6 - кольцевая ось стенки 1; 7 - цилиндрические стенки торообразной оболочки 2; 8 - конические стенки торообразной оболочки 2; 9 - мелкозернистый бетон.
Металлическая цилиндрическая емкость, включает стенку 1 и кольцо жесткости, опертые на кольцевой фундамент 3 (фиг.1). Кольцо жесткости выполнено из торообразной оболочки 2 незамкнутого сечения с горизонтальным кольцевым зазором, равным В, причем зазор принят равным 2r - вариант кольца жесткости, показанный на фиг.2.
Внутри торообразной оболочки дискретно расположены поперечные ребра жесткости 4 с шагом, равным 10r. Ребра жесткости 4 выполнены из пластины, вписываемой в контур торообразной оболочки 2. Радиус r зависит от вместимости металлической цилиндрической емкости, нагрузок, вида грунта и допусков на неравномерные осадки и просадки основания.
Для повышения несущей способности опорного кольца жесткости на изгиб и кручение края торообразной оболочки могут быть увеличены до 3r с образованием цилиндрических стенок 7 торообразной оболочки 2 (фиг.3).
В торообразной оболочке с коническими стенками 8 (фиг.4) значительно улучшается работа опорной части стенки на вертикальные нагрузки за счет того, что опорный кольцевой элемент представляет собой конструкцию арочного типа с наклонными опорными частями (стенками). Угол наклона цилиндрических стенок α рекомендуется принимать равным 25...30°.
Торообразная оболочка 2 прикреплена выпуклой стороной к торцу 5 стенки 1, а противоположной - к кольцевому фундаменту 3, причем торообразная оболочка сцентрирована с кольцевой осью 6 стенки 1.
Кроме того, кольцо жесткости из торообразной оболочки 2 может быть заполнено материалом, например мелкозернистым бетоном 9 (фиг.5). При этом увеличивается его несущая способность при действии вертикальных и локальных нагрузок вследствие повышения сопротивления тонкостенного опорного элемента большим деформациям и потере устойчивости. Кроме того, бетон, заполняющий полость, дополнительно работает как элемент кольцевого фундамента 3, что позволяет снизить затраты материальных и трудовых ресурсов при подготовке основания и устройства фундамента 3 под металлическую цилиндрическую емкость.
Использование металлической цилиндрической емкости, снабженной опорным кольцом жесткости из торообразной оболочки, повышает ее несущую способность, увеличивает допуски на неравномерные осадки и просадки грунта, что снижает стоимость основания и повышает коррозионную стойкость конструкции. Это позволяет упростить ремонтные работы существующих емкостей для сыпучих материалов и существенно повышает эксплуатационную надежность сооружения.
Источники информации
1. Пятенков В.М., Резниковский И.А. Строительство элеваторов и комбинатов хлебопродуктов. - М.: Стройиздат, 1984. - С.26, 205-212.
2. Патент США №3505769. кл. Б04Н 7/04, 1970.
3. А.с. №587227, кл. Е04Н 7/06, 1978.
1. Металлическая цилиндрическая емкость, включающая стенку и кольцо жесткости, опертые на кольцевой фундамент, отличающаяся тем, что кольцо жесткости выполнено из торообразной оболочки незамкнутого сечения с горизонтальным кольцевым зазором, равным В (В≥2r, где r - радиус закругления торообразной оболочки), внутри которой дискретно расположены поперечные ребра жесткости с шагом, равным 10r, при этом торообразная оболочка прикреплена выпуклой стороной к торцу стенки, а противоположной - к фундаменту, причем торообразная оболочка сцентрирована с кольцевой осью стенки.
2. Металлическая цилиндрическая емкость по п.1, отличающаяся тем, что кольцо жесткости заполнено материалом, например мелкозернистым бетоном.
