Пошук та реалізація ефективних конструктивних рішень при проєктуванні металоконструкцій конвеєрних галерей на підприємствах зернопереробної галузі

Вітчизняний досвід проєктування конвеєрних галерей за останні  роки як правило базується на наступних нормативних документах:

• Пособие по проектированию стальных конструкций к СНиП II-23-81
• Пособие по проектированию конвейерных галерей (к СНиП 2.09.03-85)
• ДБН В.2.6-198:2014. Сталеві конструкції. Норми проектування

У вищезгаданих нормативних документах за базу прийнята така конструктивна концепція, що галерея складається із двох паралельних ферм, які у верхньому та нижньому поясах розкріплені горизонтальними в’язями у тому чи іншому вигляді. Зверху або знизу такої конструкції робиться балочна клітина із настилом для розміщення конвеєру та робиться улаштування огороджувальних елементів.
Із розвитком новітніх методів проєктування та розрахунку, з’явилася можливість створювати галереї іншої концепції, а саме із «відкритим верхнім поясом» без улаштування в’язей по верхнім поясам ферм. Таке рішення дозволяє суміщати деякі види конструкцій за рахунок чого і виникає економічний ефект.

Нижче робиться порівняльний аналіз двох варіантів виконання прогонових будов при однакових розрахункових умовах роботи (навантаження, прогону та інше).

ВАРІАНТ №1. Розрахунок галереї (прогонової будови) за класичною конструктивною схемою.

У класичному конструктивному виконанні прогонова будова представлена у вигляді двох паралельних ферм, які мають систему горизонтальних в’язей по верхньому поясу та систему розпірок та вертикальних в’язей до нижнього поясу. Зверху по фермах влаштовано балочну клітину із системою направляючих балок та настилом. Паралельно фермам встановлені огороджувальні конструкції. Схеми каркасу та основні техніко-економічні показники представлені на рисунках 1-4.

Таблиця 1. Техніко-економічні показники класичної прогонової будови

ВАРІАНТ №2.  Розрахунок галереї (прогонової будови) за конструктивною схемою із «відкритим верхнім поясом».

У конструктивному виконанні прогонової будови із «відкритим верхнім поясом» використано такий же принцип, як у класичному варіанті, а саме у вигляді двох паралельних ферм, які мають систему горизонтальних в’язей по нижньому поясу, але розкріплення верхнього поясу виконується за рахунок поперечних жорстких рам П-образного абрису. По нижньому поясу ферм покладено балочну клітину із системою направляючих балок та настилом. Схеми каркасу та основні техніко-економічні показники представлені на рисунках 6-9.

Таблиця 2. Техніко-економічні показники галереї з «відкритим верхнім поясом»

Особливості розрахунку галерей із «відкритим верхнім поясом»

Загальний розрахунок основних перерізів елементів прогонових будов як за класичною схемою, так і з «відкритим верхнім поясом» робиться за класичним розрахунком ферм/балок, що описаний у відповідних нормативних документах (ДБН, СНиП) та у багатьох джерелах. 

Першою особливістю розрахунку прогонової будови з «відкритим верхнім поясом» є необхідність додаткового розрахунок на загальну стійкість, згідно норм проєктування ДБН В.2.6-198:2014 п.5.3.7, як для конструкцій не закріплених від перекосу:

Другою особливістю прогонової будови з «відкритим верхнім поясом» є устрій рівноміцного жорстокого вузла між траверсою та стойками ферм.

Висновки

Як показує порівняльний аналіз, рішення із «відкритим верхнім поясом» дає можливість оптимізувати витрату металу до 16%.

Описане конструктивне рішення доцільно використовувати при проєктуванні елеваторних комплексів  та інших підприємств, де загальна довжина конвеєрних галерей може сягати великої протяжності (100..1000м), що дозволить значно знизити загальні затрати металопрокату.

Додатковою перевагою використання галерей із «відкритим верхнім поясом» є зменшена будівельна висота конструкції та у тому, що розвиток прогонової будови робиться до верху. Ці переваги будуть доречні у стиснених умовах забудови та за розміщення галерей над дорогами/проїздами, де розвиток прогонової конструкції до низу не можливий.

Антон Галигін інженер-проєктувальник І категорії