Залізобетонні силоси з раціональним формуванням технологічних впливів

9. Вирішена осесиметрична задача формування додаткового горизонтального тиску на стіни силосів при добових коливаннях температури зовнішнього повітря. Отримане рішення при спрощуючих допущеннях трансформується у відомі вирази О.Таймера, М.Кельнера та інших авторів.

10. Запропоновано рішення для практичного урахування нелінійного перепаду температури за перерізом стіни силосу, що грунтується на його лінеаризації і досягненні максимального температурного моменту при нестаціонарному теплообміні.

11. Розроблено методику розрахунку нелінійного деформування розтягнутих елементів з урахуванням роботи бетону на ділянках між тріщинами на спадаючій гілці діаграми .

12. Розглянуті й систематизовані характеристики відказів, що визначають надійність силосів. Несуча здатність їхніх стін оцінена стосовно до роботи просторової системи, запропоновані залежності для визначення несучої здатності стін силосів, у тому числі для випадків локального за висотою руйнування у процесі експлуатації. Як критерій необхідності підсилення стін силосів прийнята гранична величина зони обриву кільцевої робочої арматури внутрішнього ряду за висотою ємкості.

13. Розроблено нові конструктивні рішення силосів, що грунтуються на керуванні кінетикою витікання і виключають підвищення тиску на стіни при розвантаженні, а також зростання температури нагрівання стін і їхнє руйнування при позацентровому розвантаженні. Довговічність споруд збільшується у 2 - 3 рази.

14. Для використання у практиці проектування і при реконструкції розроблені методики:

розрахунку вузла сполучення сталевої лійки із залізобетонними циліндричними стінами силосів;

розрахунку плоскої системи сполучених оболонок силосів канелюрного типу;

розрахунку стін силосів з радіальними перегородками;

розрахунку міцності бетону захисного шару при температурних впливах і під дією тиску сипучого матеріалу;

по проведенню реконструкції силосів.

15. Результати досліджень включені в рекомендації, впроваджені при проектуванні, у процесі будівництва та реконструкції сховищ силосного типу.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ДИСЕРТАЦІЇ ОПУБЛІКОВАНІ В ПРАЦЯХ

1. Молодченко Г.А. Надежность сооружений силосного типа. - Харьков: ХОП НТО Стройиндустрии, ХПСНИИП, 1981. - 52 с.

2. Молодченко Г.А., Попельнух В.Н., Довнар Ч.С. Реконструкция хранилищ для сыпучих материалов: Учебное издание. - Харьков: ХОП НТО Стройиндустрии, ХИИКС, 1989. - 68 с.

3. Молодченко Г.А., Фомин С.Л., Лучковский И.Я., Тойбис В.Б. и др. Рекомендации по проектированию и усилению железобетонных хранилищ для сыпучих материалов, в том числе с повышенной температурой, применительно к условиям реконструкции. - Харьков: Госстрой СССР, ХПСНИИП, 1984. - 82 с.

4. Кузнецов Ю.Д., Рунцо Н.П., Рабинович Е.А., Молодченко Г.А. и др. Рекомендации по усилению железобетонных конструкций зданий и сооружений реконструируемых предприятий. Ч. 1. Наземные конструкции. - Харьков: Госстрой СССР, ХПСНИИП, НИИЖБ, НИИСП, 1985. - 242 с.

5. Молодченко Г.А., Гринь В.И. Реконструкция и усиление зданий и сооружений: Учебное пособие. - К.: ИСИО, 1993. - 171 с.

6. Повышение качества и долговечности строительных конструкций и материалов / Молодченко Г.А., Рунцо Н.П., Бильченко А.В., Шипель Л.В. и др. / Под ред. С.И.Орбелина и И.Н.Заславского. - К.: Будівельник, 1976. - 104 с.

7. Молодченко Г.А., Заковоротный Ю.Г., Зарудский Г.В. Оценка погрешности датчиков давления при определении контактных напряжений / В кн. ХПСНИИП. Расчет конструкций подземных сооружений. - К.: Будівельник, 1976. - С. 75-77.

8. Молодченко Г.А. Давление зерна на стенки силоса // Исследование напряженного состояния железобетонных силосных сооружений. Вып. 6. - Саратов, СПИ. - 1977. - С. 82-93.

9. Молодченко Г.А., Моденов Е.А. Совершенствование конструкций клинкерных силосов // Цемент. - 1981. - № 9. - С. 11-13.

10. Молодченко Г.А. Надежность силосов для сыпучих материалов с повышенной температурой хранения // Исследование напряженного состояния железобетонных силосных сооружений. Межвед. научн. сборник. - Саратов: СПИ, 1982. - С. 28-38.

11. Бильченко А.В., Молодченко Г.А., Шипель Л.В., Рунцо Н.П. Анализ конструктивных решений силосов коксохимического производства // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. - 1982. - № 4. - С. 14-18.

12. Молодченко Г., Перцель Ю., Поволоцкая И. Совершенствование проектирования заглубленных емкостных сооружений // Промышленное строительство и инженерные сооружения. - 1984. - № 3. - С. 25-26.

13. Вербицкий Д.Н., Соболев Н.Е., Чикиш В.Г., Молодченко Г.А. Опыт реконструкции силосов горячего клинкера на Балаклейском комбинате // Цемент. - 1985. - № 11. - С. 3-4.

14. Молодченко Г.А., Попельнух В.Н. Учет температурных воздействий в цилиндрических силосах // Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. - 1991. - № 6. - С. 12-16.

15. Попельнух В.Н., Молодченко Г.А. Особенности эксплуатации и реконструкции силосов // эксплуатация и ремонт систем городского хозяйства. Сб. науч. трудов. - К.: УМК ВО, 1992. - С. 38-44.

16.Заславский И.Н., Молодченко Г.А., Тищенко Б.Т., Учитель А.М. Опыт усиления железобетонной грануляционной башни аммиачной селитры // Промышленное строительство и инженерные сооружения. - 1985. - № 3. - С. 31-33.

17. Молодченко Г.А., Попельнух В.Н. Оценка надежности эксплуатируемых силосов // Эксплуатация и ремонт зданий и сооружений городского хозяйства. Сб. научн. трудов ХИИКС. - К.: ИСИО, 1994. - С. 31-38.

18. Молодченко Г.А., Попельнух В.Н. Особенности нагрева стен цилиндрических оболочек при выгрузке горячего сыпучего // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып. 13. - К.: Техніка, 1998. - С. 43-46.

19. Molodhenko G.A. Reconstruction of reinforced constrete cyliudrical siloes // Procееdings international congress ICSS-98, v. II. - Moscov, Russia, 1998. - p. 939-945.

20. Молодченко Г.А., Попельнух В.Н. Разрушение защитного слоя бетона в цилиндрических силосах для горячих сыпучих материалов // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып. 18. - К.: Техніка, 1999. - С. 31-35.

21. Молодченко Г.А. Закономерности нагрева железобетонных стен силосов горячим сыпучим материалом // Вестник Харьковского государственного политехнического университета, вып. 81. Новые решения в современных технологиях. - Харьков: 2000. - С. 68-70.

22. Молодченко Г.А. Расчет сопряженных оболочек силосов каннелюрного типа // Коммунальное хозяйство городов: Сб. науч.-техн. сб. Вып.

19. - К.: Техніка, 1999. - С. 67-70.

23. Молодченко Г.А. Расчет цилиндрических стен силосов с радиальными перегородками // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып. 20. - К.: Техніка, 1999. - С. 31-37.

24. Молодченко Г.А. Экспериментальные исследования горизонтального давления руды в цилиндрической емкости // Науковий вісник будівництва. Вип. 7. - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 1999. - С. 91-96.

25. Молодченко Г.А. Влияние конструктивного решения силосов на их эксплуатационную надежность // Науковий вісник будівництва. Вип. 8. - Харків: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 1999. - С. 97-102.

26. Молодченко Г.А., Фомин С.Л. Учет нелинейного перепада температуры по толщине стен железобетонных силосов // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будови та споруди: Вісник Рівненського держ. ун-ту, Зб. науков. праць. Вип. 3. - Рівне, 1999. - С. 221-226.

27. Молодченко Г.А. Пятибрат С.А. Анализ напряженно-деформированного состояния железобетонных стен силосов // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып. 21. - К.: Техніка, 2000. - С. 9-14.

28. Молодченко Г.А., Попельнух В.Н., Авдиенко Л.Л. К расчету деформаций железобетонных элементов // Науково-практичні проблеми сучасного залізобетону: Сб. тез. Першої Всеукр. наук.-техн. конф. - К.: 1996. - С. 164-166.

29. Молодченко Г.А. Физическая модель истечения сыпучего и особенности формирования давления на стены силосов // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып. 23. - К.: Техніка, 2000. - С. 86-95.

30. Молодченко Г.А. Напряженно-деформированное состояние узла сопряжения стальной воронки с железобетонным силосом-оболочкой // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып. 22. - К.: Техніка, 2000. - С. 38-41.

31. А.с. 750028. СССР, М Кл³.Е 04G 11/22. Хранилище для сыпучих материалов / Г.А.Молодченко, Г.В.Зарудский (СССР). - № 2634589/29-33; Заявлено 15.06.78; Опубл. 25.07.80, Бюл. 27. - 3 с.

32. А.с. 670713. СССР, М Кл³.Е 04Н 7/22. Хранилище для сыпучих материалов / Г.А.Молодченко, В.В.Кандыба (СССР). - № 22583777/29-33; Заявлено 21.02.78; Опубл. 27.06.79, Бюл. 24. - 3 с.

33. А.с. 842184. СССР, М Кл³.Е 04Н 7/22. Хранилище для сыпучих материалов / Г.А.Молодченко (СССР). - № 2682558/29-33; Заявлено 10.11.78; Опубл. 30.06.81, Бюл. 24. - 3 с.

34. А.с. 941519. СССР, М Кл³.Е 04Н 7/22. Хранилище для сыпучих материалов с боковым выпускным отверстием / Г.А.Молодченко (СССР). - № 2487686/29-33; Заявлено 23.05.77; Опубл. 7.07.82, Бюл. 25. - 3 с.

35. А.с. 941520. СССР, М Кл³.Е 04Н 7/22. Хранилище для сыпучих материалов / Г.А.Молодченко (СССР). - № 2753722/29-33; Заявлено 12.04.79; Опубл. 7.07.82, Бюл. 24. - 3 с.

36. А.с. 800328. СССР, М Кл³.Е 04Н 7/22. Хранилище для сыпучих материалов / Г.А.Молодченко, Е.А.Моденов (СССР). - № 27381446/29-33; Заявлено 19.03.79; Опубл. 31.01.81, Бюл. 4. - 3 с.

37. А.с. 1686102. СССР, М Кл³.Е 04Н 7/22. Способ выпуска сыпучего материала из емкости / Г.А.Молодченко. Ч.С.Довнар, Н.А.Пронякин (СССР). - № 4066325/63; Заявлено 24.03.86; Опубл. 23.10.91, Бюл. 39. - 3 с.

АНОТАЦІЇ

Молодченко Г.А. Залізобетонні силоси з раціональним формуванням технологічних впливів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.23.01 - будівельні конструкції, будівлі та споруди. - Харківська державна академія залізничного транспорту, Харків, 2000.

Дисертація присвячена побудові наукових принципів та розробці на їх основі нових конструкцій силосів, які відповідають вимогам ефективності та експлуатаційної надійності. Запропонована фізична модель процесу руху сипучого матеріалу усередині ємкості при розвантажуванні і формування його тиску на стіни силосів. Здійснено її експериментальне та теоретичне обгрунтування, установлені граничні значення підвищення тиску сипучого матеріалу на стіни силосів під час розвантаження. Обгрунтована гіпотеза підвищеного нагріву та руйнування стін силосів при позацентровому розвантаженні гарячого сипучого матеріалу. Запропоновано методики розрахунку несучої здатності стін силосів, їх жорсткості з урахуванням виникнення тріщин по твірних. Розроблені нові конструкції силосів з раціональним формуванням технологічних впливів, виконано упровадження їх при новому будівництві та при реконструкції.

Ключові слова: силос, кінетика витікання, дилатансія, технологічні впливи, позацентрове розвантаження. відносний ексцентриситет, температурні впливи, несуча здатність.

Молодченко Г.А. Железобетонные силосы с рациональным формированием технологических воздействий. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.23.01 - строительные конструкции, здания и сооружения. - Харьковская государственная академия железнодорожного транспорта, Харьков, 2000.

Диссертация посвящена построению научных принципов и разработке на их основе новых конструкций силосов, отвечающих требованиям эффективности и эксплуатационной надежности применительно к проектированию, новому строительству и реконструкции действующих объектов.

В качестве технологических воздействий рассмотрены вопросы повышения давления на стены силосов в производственных режимах эксплуатации (простая выгрузка и проточный режим), а также повышения температуры нагрева стен на локальных участках и их интенсивное разрушение при внецентренной выгрузке горячих сыпучих материалов.

На основании проведенных обследований дан анализ характера и степени разрушения железобетонных стен емкостей с учетом их конструктивного решения и технологических воздействий. Предложена физическая модель процесса истечения сыпучего материала внутри емкости при выгрузке и формирования давления на стены силосов. Рассмотрены две стадии движения сыпучего материала - неустановившаяся и установившаяся. Теоретический анализ кинематики системы сыпучий материал - оболочка силоса выполнен с привлечением свойств сыпучего: дилатансии, изменчивости углов внутреннего и внешнего трения. Установлены предельные значения горизонтального давления сыпучего на стены силосов, формирующиеся в процессе разгрузки, определены зоны их возникновения.

Экспериментальное обоснование принятой физической модели реализовано в лабораторных условиях, на моделях силосов из оргстекла и цементно-песчаного бетона, и в натурных условиях, на железобетонных силосах: зернового элеватора, емкости для руды. Получено качественное соответствие результатов исследований на моделях силосов и на натурных объектах.

Применительно к внецентренной разгрузке силосов для горячих сыпучих материалов сформулирована и подтверждена гипотеза механического теплопереноса, устанавливающая связь между характером движения засыпки, повышением температуры нагрева стен на локальных участках и их интенсивным разрушением. Теоретический анализ и экспериментальное обоснование гипотезы подтвердили корреляцию процессов и наличие рассмотренного эффекта. Установлено, что при простой внецентренной выгрузке горячего клинкера температура нагрева внутренней поверхности стены увеличивается в 1,8-2,2 раза и более, в зависимости от величины относительного эксцентриситета расположения выпускного отверстия. При проточном режиме эта температура может достигать температуры загружаемого сыпучего материала.

При суточных колебаниях температуры наружного воздуха получено общее решение задачи для объемного напряженно-деформированного состояния системы массив сыпучего материала - оболочка силоса, которое при упрощенных граничных условиях трансформируется в известные решения О. Таймера, М. Кельнера и другие. Учтены особенности работы железобетонных стен силосов с трещинами по образующим, нелинейные деформации бетона на участках между трещинами, в том числе на ниспадающей ветви диаграммы .

Разработаны новые конструкции силосов с управлением кинематикой движения сыпучего внутри емкостей, исключающие повышение давления на стены емкостей и повышение температуры нагрева стен при внецентренной выгрузке.

Разработаны методы расчета несущей способности стен силосов-оболочек, учитывающие локальные нагружения и переменное армирование по высоте емкостей, методы расчета жесткости стен с трещинами. Рассмотрены задачи оценки напряженно-деформированного состояния оболочек силосов каннелюрного типа, силосов с радиальными перегородками, условия температурного разрушения защитного слоя бетона внутреннего ряда рабочей кольцевой арматуры. Осуществлено внедрение новых конструкций силосов через рекомендации по проектированию, при новом строительстве и реконструкции.

Ключевые слова: силос, кинетика истечения, дилатансия, технологические воздействия, внецентренная разгрузка, относительный эксцентриситет, температурные воздействия, несущая способность.

Molodchenko G.A. Reinforced-concrete siloes with the most efficient formation of technological actions. - Manuscript.

The thesis for higher degree of doctor of sciences (engineering) on speciality 05.23.01 - engineering constructions, buildings and structures. - Kharkov state academy of railway transport, Kharkov, 2000.

The thesis deals with frame of scientific principles and elaboration of new constructions of siloes on their basis meeting the requirements of the efficiency and operate reliability. Suggested is the physical model of loose material flow process inside the silo while unloading as well as formation of its pressure on silo walls. Its experimental and theoretical control is executed; limiting values of pressure increase of loose material on silo walls are determined when unloading. Substantiated is hypothesis of increased heating and destruction of silo walls at eccentric unloading of hot loose material. Suggested is the estimation procedure of the load-carrying capacity of silo walls, their rigibilities taking into account the formation of cracks on the generating lines. Elaborated are the new constructions of siloes with the most efficient formation of technological actions. Their introduction is executed at new construction and reconstruction.

Key words: silo, the flow out kinetics, dilatation, technological actions (influences), eccentric unloading, relative eccentricity, temperature stresses, load-carrying capacity.

Размещено на Allbest.ru