Trang xilo là ai

KET CAU XILO BUNKER

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây [3.13 MB, 28 trang ]

1

I. ĐẠI CƯƠNG VỀ KẾT CẤU THÉP
BẢN
1.1 PHÂN LOẠI VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG:
 Kết cấu thép bản [KCTB] lànhững KC làm bằng các
bản thép, liên kết với nhau tạo thành các bểdùng để
chứa, vận chuyển vàgia công chất lỏng, chất khí hoặc
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 …

2

1


1.2 ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC CỦA KẾT CẤU THÉP
BẢN:
 Vò trí: có thể đặt dưới, trên hoặc nửa âm trên mặt đất.
 Chòu áp lực bên trong hoặc chân không, ăn mòn của sản
phẩm, chòu tải trọng tónh [chất lỏng] hoặc tải trọng động
[vật liệu rời].
 Cần có tính kín cao, chống thấm tốt.
 Thường xuyên làm việc ở 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.

3

1.3. PHẠM VI SỬDỤNG VÀ PHÂN LOẠI
 Dùng chứa các 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; trên mặt đất, dưới mặt đất hoặc ½ ngầm.
 Theo áp lực dư: bể chứa áp lực thấp pd 0.02 KG/cm2.

4

2


II. BUNKE VÀ XILÔ
2.1 BUNKE:

5

2.1.1 KHÁI NIỆM CHUNG:

 Bunke là kết cấu dùng để chứa và vận chuyển vật liệu
hạt rời [ xi măng, cát, lúa gạo, than bụi, ...]
 Tính chất sử dụng của bunke là thường chứa vật liệu tức
thời, và là một bộ phận của dây chuyền công nghệ.
 So với xilô, bunke thường có chiều cao thấp hơn, về
kích thước có thể phân biệt bunke và xilô như sau:
Bunke có chiêu cao không vượt quá1.5 lần cạnh nhỏ
trong mặt bằng, khi chiều cao lớn hơn ta có xilô.

6

3


 Bunke có nhiều giải pháp kết cấu khác nhau : lăng trụ
tháp, lăng trụ-máng, mảnh dạng Parapol treo, trụ nón…
 Vì bunke có chiều cao thấp nên có thể bố trí thành
nhóm hoặc đơn lẻ, ở trong nhà hoặc ngoài trời.

7

2.1.2 ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO

8

4


Phần thân

Phần phễu
Phần miệng phễu

Phần khung đỡ
9

 Hình dạng không gian của bunke: Phần thân bunke có
dạng hình trụ, hình lăng trụ gắn với phần phễu có hình

tương ứng là nón cụt hay chóp cụt. Trong kết cấu bunke
thép loại bunke có mặt bằng hình tròn, vuông, chữ nhật
thường hay sử dụng.
 Vật liệu cho vào bun ke có lỗ hở phía trên thông qua
băng tải và các đường ống. Vật liệu thoát ra khi mở
miệng phểu phía dưới. Góc nghiêng thành phểu với
phương ngang α>60 0 và lớn hơn góc nội ma sát của vật
liệu 50-100.

10

5


 Miệng lỗ có thể dạng tròn, vuông, hoặc hình chữ nhật.
 Đối với những vật liệu có tính mài mòn, thành nghiệng
thường lót thêm thép tấm Mn có chiều dày 6-10mm.
 Liên kết trong bunke dùng đường hàn đối đầu.
 Phần khung đỡ bunke tùy theo hình dạng, tính chất làm
việc cũng như quy mô của bunke thì cấu tạo khác nhau.

11

Kết cấu khung đỡ bao quanh miệng phễu
12

6


Kết cấu khung đỡ 4 chân

13

 Bunke có thể bố trí theo từng cái, từng dãy hay từng
nhóm.

Bố trí bunke theo từng cái riêng lẻ

14

7


Bố trí theo dãy

Bố trí theo nhóm

15

2.1.3 ĐẶC ĐIỂM LÀM VIỆC
 Bunke chòu các loại tải trọng: Các tải trọng chính.
+ Trọng lượng bản thân kết cấu.
+ Áp lực của vật liệu chứa [áp lực hạt].
+ Tải trọng gió [nếu đặt ngoài nhà].
 Về mặt tính toán, hiện tượng ma sát giữa vật liệu hạt
với thành bunke khi vật liệu hạt chảy xuống để thoát ra
khỏi miệng đối với bunke là nhỏ cho nên có thể không
kể tới.

16

8


2.1.4 BUNKE THÀNH PHẲNG

17

 Bun ke thành phẳng là kết cấu cứng, theo hình dạng
chia thành loại trụtháp vàtrụ máng
 Cấu tạo gồm phần trên hình lăng trụvàphểu dạng chóp
cụt hay hình máng kéo dài. Phần thân thẳng đứng do
các dầm chòu lực bun ke tạo thành gồm các sườn cứng
dọc và ngang.
 Thành phểu được gia cường thêm bằng các sườn cứng
ngang. Bunke tựa lên các cột qua dầm bunke. Dầm
bunke vàcột tạo nên hệ khung và được giữ ổn đònh bằng
các hệ giằng chéo giữa các cột.

18

9


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 trên sàn lấy không lớn hơn 400 kG/m2.

 Áp lực thẳng đứng và áp lực ngang tiêu chuẩn của vật
liệu rời :

q

tc

 

vl

.y

p tc  k .q tc
19

a.2. Tính phần thân lăng trụ phía trên vàphần phểu phía
dưới:
 Mômen lớn nhất ởgiữa nhòp bản có bề rộng dãi = 1 đơn
vò là: M = Md – N.f
 N : là lực kéo trong ô bản:
 f : độ võng giữa nhòp bản :

4n2 ptcl 2
1
 f  l
f  3
 [ N  NE ]
50

N

3

E. [n2 . p tc ] 2 .l 2
1  2
24

 2 E 3
NE 
12[1   2 ]l 2
20

10


 Phần phểu phía dưới : tính giống trên nhưng thay áp lực
ngang tiêu chuẩn bằng áp lực vuông góc với thành
phểu:
 Kiểm tra bền thành bunke theo công thức :

ptc  [cos 2   k sin 2  ]q tc

 Kiểm tra bền thành phểu theo công thức:





N



N







6M max

R

2

N y 6 M max





2

R
21

 Mmax= mômen uốn lớn nhất trong các ô bản thành
hoặc phểu:

Ny 

n2 . v .Vy

2[a y  by ]

 Vy: Thể tích khối vật liệu

Vy 

hy

 a0b0  [a0  a y ][b0  by ]  a y by   a y a y [ H  by ]
6 

 ay; by: kích thước mặt bằng phểu ởđộcao y.
 H làchiều cao toàn bun ke
 a0; b0: kích thước miệng phểu;
 hy: chiều cao phần phểu từmút dưới đến tiết diện

khảo sát

22

11


a.3. Tính toán sườn:
 Sườn cứng ngang thường làm bằng thép góc, hàn một

cánh mặt ngoài với phểu. Sườn được tính chòu uốn và
lực dọc

23

 Tính theo cạnh a:

M

n2 ptc [ hi  hi 1 ]
qa 
2 sin 

a



q a l a2
8

N

a



q b lb
2

 Sườn được kiểm tra bền theo công thức :

 
 Độ võng sườn:

f 

N M

R
As W s

1 qatc la4
1
 f 
la
384 EJ s
250
24

12


a.4. Tính dầm bunke:
 Dầm bunke được tính nhưdầm 2 đầu khớp tựa lên cột, chòu
tác dụng của tải thẳng đứng vàtải ngang do TLBT và áp lực
vật liệu, hoạt tải sàn.
 Tải trọng q gây ra uốn dầm vàbụng dầm theo phương đứng ;
Tải trọng ngang H1và H2 do áp lực ngang p gây ra chỉ gây
uốn ngang cánh dầm.
 Dầm còn chòu kéo do lực dọc Na và Nb.

 Ứng suất kiểm tra là ứng suất tổng các ứng suất trên.
 Các sườn cứng tính như dầm thường. Chòu cắt [theo lực cắt
trong dầm ] và uốn do p gây ra.

25

26

13


 Bunke thành mảnh hay gọi là bunke treo là vỏ trụ hở
2.1.5.
BUNKE THÀNH MỎNG

treo trên hai dầm dọc chòu lực, các dầm này tựa trên cột.
Hai đầu làcác tấm thép thẳng đứng liên kết vỏ treo bằng
hệ thanh căng.
 Bunke làm việc giống kết cấu treo, hoàn toàn chòu kéo
và là dạng kết cấu tiết kiệm thép.

27

28

14


2.2. XILÔ

29

 TươngKHÁ
tự nhưIbunke,
là loại kết cấu chứa vật liệu hạt
2.2.1.
QUÁxilô
T CHUNG

dạng rời. Nếu bunke mang tính tức thời thì xilô thường
chứa vật liệu mang tính dài hạn, do vậy chiều cao của xilô
thừong rất cao để tăng thể tích chứa.
 Xilô có chiều cao lớn nên thường đặt ở ngoài nhà, chiều
cao thân xilô >1,5 lần cạnh bé hoặc đường kính xilô.
 Hình dạng xilô:

30

15


 Mặt bằng xilô thường tròn vuông hay đa giác đều.
 Có thể bố trí riêng lẻ hay từng dãy, từng 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 chính tác dụng lên xilô:
 Trọng lượng bản thân [của xilô, của mái,...]
 Trọng lựong thiết bò
 p lực hạt, trọng lượng hạt [vật liệu chứa].
 Tải trọng gió
 Cũng cần lưu ý hiện tượng rong động khi đổ vật liệu vào
xilô.
 Hiện tượng ma sát giữa vật liệu hạt và thành xilô khi vật
liệu hạt chảy ra miệng phễu là đáy

34

17


2.2.2.2. TÍNH TOÁN XILÔ
a. Tính thân trên hình trụ
 Lực kéo vòng:

Nx  mn

. 2 ptc



Áp lực ngang :

p tc 

D
2

z v r
f ms

 Z –làhệsốxác đònh :
hoặc tra bảng. [k = tg2[450-ϕ/2]]
kfms y/ r
1
z


e
 Lực nén thẳng đứng trong thân xilô do ma sát của vật
liệu hạt gây ra:

N y  n2 r [ v y  q tc ]

q tc 

z v r

f m sk

35

 Ngoài ra khi tính Ny cần kể thêm TLBT và các trang
thiết bò, gió.

b. Tính phểu hình nón:
 Phểu chòu tác dụng lực kéo vòng theo phương ngang và
lực kéo theo phương đường sinh:

m 2 n 2 ptc D p

 Trong đó: N v  2  sin 

ptc  [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 do TLBT, trang thiết bò, tải
trên mái và tải trọng gió giống bể chứa trụ đứng áp lực
thấp.
 Ngoài ra phải kiểm tra ổn đònh thân do lực nén Ny và
các trọng lượng thẳng đứng trên, khi đó giá trò ứng suất
tới hạn tăng lên một lượng:

 th2  0.19

p tc D
2

 th2  0.23E

2
D

khi

p tc D 2

[ ]  1.2
E 2

khi

p tc D 2
[ ]  1.2
E 2
37

III. BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG

Dùng chứa chất lỏng như xăng, dầu, nước,...

38

19


MỘT SỐ HÌNH ẢNH BỂ CHỨA HÌNH TRỤ

39

3.1. CẤU TẠO
 V= 100 -20000 m3. gồm 3 bộ phận chính : thân, đáy, mái bể.
Các bộ 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 khi hàn
vàchống ăn mòn; δmin= 4mm. Thường dùng các tấm thép có
KT 1500x6000mm. Đường hàn ngắn giữa các tấm thép dùng

đường đối đầu, đường hàn giữa các cạnh dài dùng các đường
hàn góc, các tấm chồng lên nhau 30 –60 mm.
 Để tăng tính công nghiệp hóa khi lắp ghép, hàn tại nhà máy,
sau đo ùcuộn lại để vận chuyển.

40

20


 Đường kính đáy bể lớn hơn đường kính thân khoảng
100mm.

41

 Thân bể
 Chiụlực chính gồm nhiều đoạn khoang thép tấm hàn lại
với nhau. Chiều cao mỗi đoạn khoang bằng chiều rộng
tấm thép.
 Đường thẳng đứng nối các tấm thép trong cùng một
đoạn thân dùng đường hàn đối đầu, liên kết giữa các
đoạn thân dùng đh đối đầu hoặc đường hàn chồng khi
các đoạn thân lồng vào nhau.
 Chiều dày δmin= 4mm.
 Nối thân và đáy bể dùng đường hàn góc

42

21

43

 Maùi beå:

44

22


 Chọn hình dạng mái bể phụ thuộc vào tải trọng mái và
thể tích bể.
 Mái nón có độ dốc i=1/20, được lắp ghép từ các tấm
thép chế tạo sẵn, một đầu tựa lên tấm mũ tròn của cột
trung tâm, một đầu tựa lên thân bể. Chiều dày δ= 2.53mm, cột trung tâm thường làm bằng thép ống.
 Mái treo : khi chòu tải trọng thẳng đứng mặt mái không
có mômen, chỉ chòu kéo nên nhẹ hơn mái nón 10-15%,
lực kéo tăng dầân từ ngoài vào trong nên các tấm biên
thường dày 3mm, tấm giữa dày 5mm
 Mái cầu có kết cấu dạng cupôn sườn vòng, δ= 2.5-4m.
Một đầu tựa lên vành cứng ngoài, một đầu tựa lên vành
cứng trong

45

46

23

47

THI COÂNG PHAÀN ÑAÙY BEÅ

48

24


LẮP RÁP PHẦN THÂN BỂ

49

LẮP ĐẶT PHẦØN MÁI BỂ

50

25