Silo là một dạng kết cấu bằng thép hay bê tông hoặc bằng Compusite. Thông thường Silo có dạng hình chữ nhật hay hình tròn thường được sử dụng để bảo quản nguyên vật liệu dạng sá (dạng hạt rời) như: Xi măng, lúa, ngô ,
1 I ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP BẢN 1.1 PHÂN LOẠI VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG: Kết cấu thép (KCTB) lànhững KC làm thép, liên kết với tạo thành bểdùng để chứa, vận chuyển vàgia công chất lỏng, chất khí vật liệu rời Phân loại theo phạm vi dùng KCTB gồm : bểchưáchất lỏng, chất khí, bun ke , xi lô, ống dẫn khí, KC lò cao … 1.2 ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU THÉP BẢN: Vò trí: đặt dưới, nửa âm mặt đất Chòu áp lực bên chân không, ăn mòn sản phẩm, chòu tải trọng tónh (chất lỏng) tải trọng động (vật liệu rời) Cần có tính kín cao, chống thấm tốt Thường xuyên làm việc trạng thái ứng suất lớn →theo điều kiện bền lấy hệsốđklv γ=0.8 Vật liệu : δ< 4mm dùng thép cán nguội, δ≥4mm dùng thép cán nóng KC chuyên dụng đặc biệt dùng thép hợp kim 1.3 PHẠM VI SỬDỤNG VÀ PHÂN LOẠI Dùng chứa sản phẩm: xăng , dầu, khí hóa lỏng, nước , axít, cồn công nghiệp… Phân loại theo hình dạng : bểchứa hình trụđứng, hình trụ nằm, hình cầu, hình giọt nước Theo vò trí; mặt đất, mặt đất ½ ngầm Theo áp lực dư: bể chứa áp lực thấp pd 0.02 KG/cm2 II BUNKE VÀ XILÔ 2.1 BUNKE: 2.1.1 KHÁI NIỆM CHUNG: Bunke kết cấu dùng để chứa vận chuyển vật liệu hạt rời ( xi măng, cát, lúa gạo, than bụi, ) Tính chất sử dụng bunke thường chứa vật liệu tức thời, phận dây chuyền công nghệ So với xilô, bunke thường có chiều cao thấp hơn, kích thước phân biệt bunke xilô sau: Bunke có chiêu cao không vượt quá1.5 lần cạnh nhỏ mặt bằng, chiều cao lớn ta có xilô Bunke có nhiều giải pháp kết cấu khác : lăng trụ tháp, lăng trụ-máng, mảnh dạng Parapol treo, trụ nón… Vì bunke có chiều cao thấp nên bố trí thành nhóm đơn lẻ, nhà trời 2.1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO Phần thân Phần phễu Phần miệng phễu Phần khung đỡ Hình dạng không gian bunke: Phần thân bunke có dạng hình trụ, hình lăng trụ gắn với phần phễu có hình tương ứng nón cụt hay chóp cụt Trong kết cấu bunke thép loại bunke có mặt hình tròn, vuông, chữ nhật thường hay sử dụng Vật liệu cho vào bun ke có lỗ hở phía thông qua băng tải đường ống Vật liệu thoát mở miệng phểu phía Góc nghiêng thành phểu với phương ngang α>60 lớn góc nội ma sát vật liệu 50-100 10 Miệng lỗ dạng tròn, vuông, hình chữ nhật Đối với vật liệu có tính mài mòn, thành nghiệng thường lót thêm thép Mn có chiều dày 6-10mm Liên kết bunke dùng đường hàn đối đầu Phần khung đỡ bunke tùy theo hình dạng, tính chất làm việc quy mô bunke cấu tạo khác 11 Kết cấu khung đỡ bao quanh miệng phễu 12 Kết cấu khung đỡ chân 13 Bunke bố trí theo cái, dãy hay nhóm Bố trí bunke theo riêng lẻ 14 Bố trí theo dãy Bố trí theo nhóm 15 2.1.3 ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC Bunke chòu loại tải trọng: Các tải trọng + Trọng lượng thân kết cấu + Áp lực vật liệu chứa (áp lực hạt) + Tải trọng gió (nếu đặt nhà) Về mặt tính toán, tượng ma sát vật liệu hạt với thành bunke vật liệu hạt chảy xuống để thoát khỏi miệng bunke nhỏ không kể tới 16 2.1.4 BUNKE THÀNH PHẲNG 17 Bun ke thành phẳng kết cấu cứng, theo hình dạng chia thành loại trụtháp vàtrụ máng Cấu tạo gồm phần hình lăng trụvàphểu dạng chóp cụt hay hình máng kéo dài Phần thân thẳng đứng dầm chòu lực bun ke tạo thành gồm sườn cứng dọc ngang Thành phểu gia cường thêm sườn cứng ngang Bunke tựa lên cột qua dầm bunke Dầm bunke vàcột tạo nên hệ khung giữ ổn đònh hệ giằng chéo cột 18 a Tính toán bunke thành phẳng: a.1 Tải trọng tác dụng: Tónh tải : TLBTKC lấy g=100-120 (kG/m2 mặt bằng) Tải trọng giólấy theo TCVN 2737-1995 Hoạt tải sàn lấy không lớn 400 kG/m2 Áp lực thẳng đứng áp lực ngang tiêu chuẩn vật liệu rời : q tc vl y p tc k q tc 19 a.2 Tính phần thân lăng trụ phía vàphần phểu phía dưới: Mômen lớn ởgiữa nhòp có bề rộng dãi = đơn vò là: M = Md – N.f N : lực kéo ô bản: f : độ võng nhòp : 4n2 ptcl f l f ( N NE ) 50 N E. (n2 p tc ) l 1 24 E NE 12(1 )l 20 10 Bunke thành mảnh hay gọi bunke treo vỏ trụ hở 2.1.5 BUNKE THÀNH MỎNG treo hai dầm dọc chòu lực, dầm tựa cột Hai đầu làcác thép thẳng đứng liên kết vỏ treo hệ căng Bunke làm việc giống kết cấu treo, hoàn toàn chòu kéo dạng kết cấu tiết kiệm thép 27 28 14 2.2 XILÔ 29 TươngKHÁ tự nhưIbunke, loại kết cấu chứa vật liệu hạt 2.2.1 QUÁxilô T CHUNG dạng rời Nếu bunke mang tính tức thời xilô thường chứa vật liệu mang tính dài hạn, chiều cao xilô thừong cao để tăng thể tích chứa Xilô có chiều cao lớn nên thường đặt nhà, chiều cao thân xilô >1,5 lần cạnh bé đường kính xilô Hình dạng xilô: 30 15 Mặt xilô thường tròn vuông hay đa giác Có thể bố trí riêng lẻ hay dãy, nhóm Bố trí bunke theo nhóm 31 Bố trí xilô thành hàng 32 16 Bunke bố trí riêng lẻ 33 2.2.2 TÍNH TOÁN XILÔ 1.2.2.1 ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC: Các tải trọng tác dụng lên xilô: Trọng lượng thân (của xilô, mái, ) Trọng lựong thiết bò p lực hạt, trọng lượng hạt (vật liệu chứa) Tải trọng gió Cũng cần lưu ý tượng rong động đổ vật liệu vào xilô Hiện tượng ma sát vật liệu hạt thành xilô vật liệu hạt chảy miệng phễu đáy 34 17 2.2.2.2 TÍNH TOÁN XILÔ a Tính thân hình trụ Lực kéo vòng: Nx mn ptc Áp lực ngang : p tc D 2 z v r f ms Z –làhệsốxác đònh : tra bảng (k = tg2(450-ϕ/2)) kfms y/ r z e Lực nén thẳng đứng thân xilô ma sát vật liệu hạt gây ra: N y n2 r ( v y q tc ) q tc z v r f m sk 35 Ngoài tính Ny cần kể thêm TLBT trang thiết bò, gió b Tính phểu hình nón: Phểu chòu tác dụng lực kéo vòng theo phương ngang lực kéo theo phương đường sinh: m n ptc D p Trong đó: N v sin ptc (cos2 k sin2 )qtc Ns q tc m2n2qtc Dp 4sin nPp Dp sin z vr f m sk 36 18 Kiểm tra ổn đònh xilô : Kiểm tra ổn đònh thân xilô TLBT, trang thiết bò, tải mái tải trọng gió giống bể chứa trụ đứng áp lực thấp Ngoài phải kiểm tra ổn đònh thân lực nén Ny trọng lượng thẳng đứng trên, giá trò ứng suất tới hạn tăng lên lượng: th1 0.19 p tc D 2 th1 0.23E 2 D p tc D ( ) 1.2 E 2 p tc D ( ) 1.2 E 2 37 III BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG Dùng chứa chất lỏng xăng, dầu, nước, 38 19 MỘT SỐ HÌNH ẢNH BỂ CHỨA HÌNH TRỤ 39 3.1 CẤU TẠO V= 100 -20000 m3 gồm phận : thân, đáy, mái bể Các phận phụ: ống nạp xả chất lỏng, cầu thang , lỗ thăm, van an toàn, lan can… Đáy bể:chiều dày chọn theo yêu cầu cấu tạo hàn vàchống ăn mòn; δmin= 4mm Thường dùng thép có KT 1500x6000mm Đường hàn ngắn thép dùng đường đối đầu, đường hàn cạnh dài dùng đường hàn góc, chồng lên 30 –60 mm Để tăng tính công nghiệp hóa lắp ghép, hàn nhà máy, sau đo ùcuộn lại để vận chuyển 40 20 Đường kính đáy bể lớn đường kính thân khoảng 100mm 41 Thân bể Chiụlực gồm nhiều đoạn khoang thép hàn lại với Chiều cao đoạn khoang chiều rộng thép Đường thẳng đứng nối thép đoạn thân dùng đường hàn đối đầu, liên kết đoạn thân dùng đh đối đầu đường hàn chồng đoạn thân lồng vào Chiều dày δmin= 4mm Nối thân đáy bể dùng đường hàn góc 42 21 43 Mái bể: 44 22 Chọn hình dạng mái bể phụ thuộc vào tải trọng mái thể tích bể Mái nón có độ dốc i=1/20, lắp ghép từ thép chế tạo sẵn, đầu tựa lên mũ tròn cột trung tâm, đầu tựa lên thân bể Chiều dày δ= 2.53mm, cột trung tâm thường làm thép ống Mái treo : chòu tải trọng thẳng đứng mặt mái mômen, chòu kéo nên nhẹ mái nón 10-15%, lực kéo tăng dầân từ vào nên biên thường dày 3mm, dày 5mm Mái cầu có kết cấu dạng cupôn sườn vòng, δ= 2.5-4m Một đầu tựa lên vành cứng ngoài, đầu tựa lên vành cứng 45 46 23 47 THI CÔNG PHẦN ĐÁY BỂ 48 24 LẮP RÁP PHẦN THÂN BỂ 49 LẮP ĐẶT PHẦØN MÁI BỂ 50 25 Ngoài có bể chứa hình cầu dùng để chứa hóa lỏng co ùáp lực dư pd=2.5 –18 kG/cm2, V=600-4000m3 Chế tạo bể cầu phức tạp nhiều so với bể trụ Bể ghép từ cong hai chiều hàn với đường hàn đối đầu 51 52 26 53 IV ƯU NHƯC ĐIỂM KẾT CẤU THÉP BẢN: 4.1 Ưu điểm: Kết cấu thép đđa dạng kích thước, dung tích, hình dạng ứng dụng Lắp đặt nhanh, giao hàng nhanh, dễ lắp ghép, dễ vận chuyển đđến khắp nơi Việc lắp ghép không tốn nhiều thời gian, dàn xếp thời gian trái lại dễ dàng nới rộng di chuyền vị trí đđặt bể đđộ dung sai cho phép hình dạng bể chứa với chi phí ban đđầu chi phí sở hữu thấp 54 27 4.2 Nhược điểm: Kết cấu thép dễ bò ăn mòn, rỉ sét đặt biệt vùng gần biển có tính oxi hóa cao, tốn nhiều công chi phí bảo dưỡng trình sử dụng Quá trình chế tạo lắp đặt kết cấu thép đòi hỏi công nghệ đại kỹ thuật cao Tại vò trí liên kết đường hàn cần có thi công cẩn thận giám sát kiểm tra cách chặt chẽ 55 28