Главная / Новости

Поиск и реализация эффективных конструктивных решений при проектировании металлоконструкций конвейерных галерей на предприятиях зерноперерабатывающей отрасли

28.07.2023

В статье проводится сравнительный технико-экономический анализ двух вариантов реализации конвейерных галерей (пролетных строений) с акцентом на экономическом эффекте от использования инновационных конструктивных решений в проектировании.

Отечественный опыт проектирования конвейерных галерей за последние годы как правило основан на следующих нормативных 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. Стальные конструкции. Нормы проектирования

В вышеупомянутых нормативных документах в качестве базы принята такая конструктивная концепция, что галерея состоит из двух параллельных ферм, которые в верхнем и нижнем поясах раскреплены горизонтальными связями в том или ином виде. Сверху или снизу такой конструкции делается балочная клетка с настилом для размещения конвейера и производится устройство ограждающих элементов.
С развитием новейших методов проектирования и расчета появилась возможность создавать галереи другой концепции, а именно с «открытым верхним поясом» без устройства связей по верхним поясам ферм. Такое решение позволяет совмещать некоторые виды конструкций, за счет чего и возникает экономический эффект.

Ниже дается сравнительный анализ двух вариантов исполнения пролетных строений при одинаковых расчетных условиях работы (нагрузки, прогона и прочее).

ВАРИАНТ №1. Расчет галереи (пролетного строения) по классической конструктивной схеме.

В классическом конструктивном исполнении пролетное строение представлено в виде двух параллельных ферм, имеющих систему горизонтальных связей по верхнему поясу и систему распорок и вертикальных связей по нижнему поясу. Сверху по фермам устроена балочная сетка с системой направляющих балок и настилом. Параллельно фермам установлены ограждающие конструкции. Схемы каркаса и главные технико-экономические характеристики представлены на рисунках 1-4.

Рисунок 1. Пространственная схема галереи с расчета

Рисунок 2. Чертеж галереи

Рисунок 3. Разрез 1-1

Рисунок 4. Разрез 2-2

Рисунок 5. Фото примера реализации классической схемы галереи

Таблица 1. Технико-экономические характеристики классического пролетного строения

Марка сечения	Состав	Сечение	Масса, т	Общая масса, т
ВП1	Квадратная труба	80х4	0,35	2,79
НП1	Квадратная труба	80х4	0,29
РШ1	Квадратная труба	50х4	0,25
СТ1	Квадратная труба	50х4	0,04
ВВ1	Квадратная труба	50х4	0,10
ВГ1	Квадратная труба	60х4	0,16
Б1	Швеллер	8П	0,51
Б2	Швеллер	12П	0,19
Н1	Лист	ПВЛ506	0,50
ОГ1	Сложный		0,40

ВАРИАНТ №2. Расчет галереи (пролетного строения) по конструктивной схеме с «открытым верхним поясом».

В конструктивном исполнении пролетного строения с «открытым верхним поясом» использован такой же принцип, как в классическом варианте, а именно в виде двух параллельных ферм, имеющих систему горизонтальных связей по нижнему поясу, но раскрепление верхнего пояса выполняется за счет поперечных жестких рам П-образного очертания. По нижнему поясу ферм уложена балочная сетка с системой направляющих балок и настилом. Схемы каркаса и главные технико-экономические характеристики представлены на рисунках 6-9.

Рисунок 6. Пространственная схема галереи с расчета

Рисунок 7. Чертеж галереи

Рисунок 8. Разрез 1-1

Рисунок 9. Разрез 2-2

Рисунок 10. Фото примера реализации галереи с «открытым верхним поясом»

Таблица 2. Технико-экономические характеристики галереи с «открытым верхним поясом»

Марка сечения	Состав	Сечение	Масса, т	Общая масса, т
ВП1	Квадратная труба	80х4	0,35	2,34
НП1	Квадратная труба	80х4	0,35
РШ1	Квадратная труба	50х4	0,25
СТ1	Квадратная труба	80х40х4	0,11
ВГ1	Квадратная труба	60х4	0,16
Б1	Швеллер	8П	0,25
Б2	Двутавр	12	0,16
Б3	Квадратная труба	80х40	0,05
Н1	Лист	ПВЛ506	0,50
ОГ1	Сложный		0,16

Особенности расчета галерей с «открытым верхним поясом»

Общий расчет основных сечений элементов пролетных строений как по классической схеме, так и с «открытым верхним поясом» производится по классическому расчету ферм/балок, описанному в соответствующих нормативных документах (ДБН, СНиП) и во многих источниках.

Первой особенностью расчета пролетного строения с «открытым верхним поясом» является необходимость дополнительного расчета на общую устойчивость, согласно нормам проектирования ДБН В.2.6-198:2014 п.5.3.7, как для конструкций не закрепленных от перекоса:

а – системы, закрепленные от перекоса; б – системы, не закрепленные от перекоса

Рисунок 11. Деформационная схема расчета на общую устойчивость с минимальным коэффициентом надежности γs=2.4

Второй особенностью пролетного строения с «открытым верхним поясом» является устройство равнопрочного жесткого узла между траверсой и стойками ферм..

Рисунок 12. Пример жесткого узла

Выводы

Как показывает сравнительный анализ, решение с «открытым верхним поясом» позволяет оптимизировать расход металла до 16%.

Описанное конструктивное решение целесообразно использовать при проектировании элеваторных комплексов и других предприятий, где общая длина конвейерных галерей может достигать большой протяженности (100…1000 м), что позволит значительно снизить общие затраты металлопроката.

Дополнительным преимуществом использования галерей с открытым верхним поясом является уменьшенная строительная высота конструкции и в том, что развитие пролетного строения делается вверх. Эти преимущества будут уместны в стесненных условиях застройки и при размещении галерей над дорогами/проездами, где развитие пролетной конструкции вниз не возможно.

Антон Галыгин инженер-проектировщик I категории

ПОДПИШИСЬ, ЧТОБЫ НЕ ПРОПУСКАТЬ ВАЖНЫЕ НОВОСТИ