10. Элеваторы, их конструктивные особенности.

Рабочее здание элеватора служит производственным центром, с ко­торым связаны все остальные его цехи и устройства. Это наиболее слож­ный и трудоемкий при строительстве объект. Особенность рабочего зда­ния в том, что в нем производственные помещения чередуются с бунке­рами и силосами. В нем сосредоточено почти все транспортное и техноло­гическое оборудование (нории, весы, зерноочистительные машины, зерносушилки и др.).

Все помещения рабочего здания не отапливают, кроме диспетчерс­кой и пульта управления. Пол первого этажа заглубляют по отношению к планировочным отметкам поверхности земли на 800...2500 мм, что вызвано необходимостью увязки приемных устройств с автомобильного и железнодорожного транспорта, а также размещения башмаков прием­ных норий. Рабочее здание проектируют на сплошных фундаментных плитах со средним давлением в основании сооружений около 3 • 10⁵ Па. По стоимости рабочее здание в общем комплексе элеватора составляет 30%.

В рабочем здании выполняют следующие основные производствен­ные операции с зерном: 1) приемка с автомобильного, железнодорож­ного и водного транспорта; 2) обработка; 3) перемещение для опреде­ления качества или подготовка помольных партий; 4) распределение в силосы или склады, связанные с элеватором; 5) отпуск на автомобиль­ный, железнодорожный, водный транспорт или на предприятие.

Зерно в рабочем здании элеватора перемещается по одноступенча­той и многоступенчатой схемам. Одноступенчатая схема характери­зуется тем, что в рабочем здании весы расположены выше надсилосного конвейера. В связи с этим зерно, поднятое норией, после взве­шивания может быть направлено без вторичного подъема в силосный корпус, на очистку, сушку и т. д. Подобная схема отличается простотой, но связана с увеличением высоты рабочего здания (60 м и более).

Многоступенчатая схема позволяет снизить высоту рабочего здания. В этом случае в рабочем здании весы размещают ниже надсилосного конвейера и зерно для загрузки в силосы или направления в сепараторы, сушилки после взвешивания приходится вторично поднимать норией. Такую схему используют в основном в сборных рабочих зданиях пони­женной высоты, что обусловливается возможностью их монтажа башен­ными кранами. Как недостаток многоступенчатой схемы следует отме­тить, что она вызывает увеличение общего числа норий, размеров рабо­чего здания и усложняет общую коммуникацию. Это все влечет за собой повышенный расход электроэнергии и значительные капиталовложения и эксплуатационные расходы. В нашей стране почти все монолитные железобетонные элеваторы построены по одноступенчатой схеме. В нас­тоящее время в связи с сооружением рабочих зданий из сборного железобетона все чаще стали применять двухступенчатую.

Объемно-планировочные решения рабочих зданий определяются технологическим процессом обработки зерна на элеваторе (приемка, очистка, сушка, взвешивание, храпение и отгрузка). Существуют два объемно-планировочных решения. Рабочее здание, сблокированное с силосами, что делает его более устойчивым против воздействия горизонтальных сейс­мических сил снижает напряжения в основании фундаментной пли­ты; строительство такого здания требует значительного расхода бетона и осуществляют его в более продолжительный срок.

Современные рабочие здания элеваторов бывают железобетонные монолитные (выполненные в скользящей опалубке), железобетонные сборные и металлические. В настоящее время рабочее здание строят монолитным и сборным, причем удельный вес последних более 80 %.

В монолитных рабочих зданиях при помощи скользящей опалубки возводят стены, колонны, балки. Перекрытия из-за большого количества технологических отверстий обычно выполняют из монолит­ного железобетона при помощи инвентарной опалубки, подвешенной к ранее возведенным балкам и стенам. Такая опалубка комплектно поступает на стройки с заводов, что позволяет многократно использо­вать ее.

Скользящая опалубка, представляя собой прогрессивный по срав­нению со строительством в постоянной опалубке способ производства работ, позволяет возводить элеваторы в весьма короткие сроки, резко сократить сроки строительства, трудоемкость работ и расход материа­лов.

Одно из основных преимуществ скользящей опалубки — высокий темп бетонирования: скорость ее подъема до 3 м/сут, что определяется прежде всего непрерывностью движения, необходимой для обеспече­ния хорошего качества бетона. При строительстве требуется наличие большого количества высококвалифицированных рабочих, строительст­во зданий и сооружений производится в короткие сроки при положи­тельной температуре воздуха.

Сборные рабочие здания, как и-монолитные, подразделяют на от­дельно стоящие и сблокированные с силосными корпусами. Выбор той или иной конструктивной схемы рабочего здания зависит от типа элева­тора, условий изготовления сборных конструкций и других технико-экономических показателей. Каркас отдельно стоящего рабочего здания выполняют в виде рамной системы в поперечном направлении и связевой в продольном. Такое решение создает благоприятные усло­вия изготовления и монтажа элементов каркаса. Наружные стены мон­тируют при помощи навесных железобетонных панелей. Общая прост­ранственная жесткость здания обеспечивается жесткими узлами карка­са, системой вертикальных связей и перекрытиями.

Сблокированное рабочее здание проектируют бескаркасным. Конст­руктивное решение здания основывается на сочетании силосов, бункеров и перекрытий производственных помещений, что позволяет простыми средствами обеспечить пространственную жесткость здания. Из-за блокировки размеры здания в плане значительно увеличиваются, что повышает устойчивость и уменьшает чувствительность здания к не­равномерным осадкам.

Силосные корпуса — это основные составные части элеватора как по занимаемому объему, так и по значению в компоновке комплекса в целом. Основной объем работ при строительстве элеватора приходится на долю силосных корпусов. Чем больше его вместимость, тем большую долю в объеме элеватора занимают силосные корпуса.

Главная задача силосного корпуса — это сохранить зерно без потерь и снижения качества. С этой точки зрения он должен удовлетворять ряду требований: защищать зерно от атмосферных осадков, быстрых изменений наружной температуры; не допускать конденсации паров воды на внутренних поверхностях, проникновения вредителей, задержки зерна при опорожнении силоса и быть безопасным в пожарном отноше­нии; быть оптимальным по технико-экономическим показателям.

Материалом для возведения современных силосных корпусов служит монолитный и сборный железобетон, сталь. Из всех строитель­ных материалов наибольшее распространение получил железобетон (монолитный и сборный).

Силосный корпус состоит из трех основных элементов: 1) подсилосного, или цокольного, этажа, включающего днище и служащего для размещения нижних конвейеров, предназначенных для разгрузки силосов, и самотечных труб; 2) силосной части, включающей силосы или ячейки для хранения зерна; 3) надсилосной галереи, в которой располагают надсилосные конвейеры, служащие для заполнения силосов. В настоящее время строят силосы различной формы в плане: круг­лые, квадратные, прямоугольные и многогранные: шести-, восьми-, две­надцатигранные. В практике строительства элеваторов наибольшее рас­пространение получили силосы круглого сечения. Диаметры силосов были унифицированы и приняты равными 6 и 7 м.

Высота железобетонного силосного корпуса определяется допусти­мой нагрузкой на грунт под подошвой фундаментной плиты. Увели­чение массы позволяет существенно снизить удельную стоимость строительства, так как при этом стоимость подсилосного этажа изме­няется незначительно, а стоимость надсилосной галереи и оборудования остается неизменной. Исходя из среднего давления на грунт под подош­вой фундаментной плиты в 3 * 10⁵ Па, для типового силосного -корпуса принята высота 30 м.

Силосный корпус из сборных, предварительно напряженных элемен­тов, построенный на мелькомбинате № 4 в Москве, является наиболее прогрессивным по сравнению с аналогичными типовыми проектами. Силосы ф 6000 мм монтировали из колец высотой 1200 мм, которые, в свою очередь, собирали из четырех сегментных элементов. Сборные криволинейные элементы толщиной 150...180 мм и длиной 4500 мм име­ли на концах специальные металлические пластины, при помощи которых их соединяли. Силосный корпус предусматривает специальную конст­руктивную защиту вертикальных и горизонтальных швов.

В 1988 году разработан силосный корпус СКСП 6-36 вместимостью 24,3 тыс. т из сборных железобетонных элементов полигонального типа с диаметром силосов 6000 мм. Силосы монтируют из колец высотой 1180 мм, которые, в свою очередь, собирали из четырех сегментных элементов толщиной 160 мм. Силосный корпус предусматривает специальную конструктивную защиту вертикальных и горизонтальных швов.

Проекты силосных корпусов с силосами ф 12 000 мм и более не находят широкого применения. Слишком большие силосы затрудняют формирование крупных однородных партий зерна, а также изготовле­ние, монтаж конструкций и размещение на территории предприятия.

Как показывают технико-экономические данные, оптимальные размеры силосов определяются многими факторами: их технологичес­ким назначением, наименьшими затратами материалов и стоимостью, использованием территории, удобствами изготовления, транспортиро­вания, монтажа и др.

Однако сборные железобетонные силосы имеют главный недоста­ток — пропускают воду на стыках.

Стальные силосы. В последние годы в практике строительства зерно­хранилищ применяли стальные силосы, получившие распространение в основном за рубежом. Экспериментальное строительство и эксплуата­ция металлических зернохранилищ показали, что они во многих районах нашей страны обеспечивают сохранность зерна и имеют ряд преимуществ перед железобетонными силосами. Срок строительства металлических зернохранилищ в 6...9 раз меньше, удельный расход металла на 1 т вместимости не превышает удельного расхода в железобетонных силосных корпусах, стоимость 1 т вместимости примерно в два раза ниже. Кроме того, металлические зернохранилища требуют меньшего по численности обслуживающего персонала, а также расходов на их эксплуатацию и ремонт.

Первые экспериментальные металлические зернохранилища вмести­мостью 1,5 тыс. т были построены в г. Целинограде и г. Алма-Ате.

ЦНИИпромзернопроект разработал два проекта силосов — один вместимостью 2550 т, другой вместимостью 3000 т. Первый имеет ф 18 000 мм, высоту 11 900 мм и возводится методом рулонирования; второй — такого же диаметра, но высотой 15 000 мм и возводится методом навивки.

Для контроля за температурой хранящегося зерна в силосах пред­усмотрены термоподвески, в днищах устроены каналы с аэрожелобами открытого типа, между ними смонтированы рассекатели.

Опыт строительства и эксплуатации металлических зернохранилищ показывает необходимость проведения следующих мероприятий:

совершенствование устройств выгрузки зерна из силосов обуслов­ливает необходимость создания металлических силосов с коническим днищем. Создание такого силоса позволило бы выгружать зерно само­теком, как в железобетонных силосах;

оборудовать силосы устройствами для выравнивания поверхности насыпи с целью обеспечения равномерного прохождения воздуха при вентилировании зерна;

предусмотреть возможность переключения активного вентилирования с нагнетания на отсос, что позволит предотвратить образование кон­денсата на внутренней поверхности кровли и стенок силоса при значи­тельной разнице температуры зерна и окружающего воздуха, а также при обнаружении очагов самосогревания;

необходим поиск средств для антикоррозийной защиты стальных силосов.

Перспективным направлением в строительстве навивных силосов является использование алюминиевых сплавов.

Приемные устройства с автомобильного транспорта. Объем погрузочно-разгрузочных работ на хлебоприемных предприятиях исчисляется сотнями миллионов тонн. Из них на работы, связанные с погрузкой и разгрузкой автомобилей и железнодорожных вагонов, приходится более 60 %. Все это предъявляет большие требования к приемным устройствам элеваторов.

Приемка зерна с автомобильного транспорта является основной операцией па хлебоприемных предприятиях в период заготовок зерна.

От правильной организации данной операции зависит, смогут ли пред­приятия в установленные сроки принять, разместить и обработать все поступающее от крестьянских и фермерских хозяйств зерно различного качества и целе­вого назначения при минимальных затратах и простоях автомобиль­ного транспорта.

Современное приемное устройство с автомобильного транспорта, представляющее собой полностью механизированный цех, создано на основе многолетнего опыта проектирования, строительства и эксплуа­тации. Первые приемные устройства выполняли в виде небольших бун­керов, расположенных вдоль элеватора. Они вполне справлялись с погрузочно-разгрузочными работами в тот период, когда зерно от хлебо­сдатчиков принимали небольшими партиями. С течением времени прием­ное устройство с автомобильного транспорта изменяли в связи с увели­чением объема заготовок зерна и сокращением сроков его приемки.

Развитие средств механизации, автоматизации и дистанционного управления в последние годы способствовало совершенствованию приемных устройств, дальнейшему повышению их пропускной способ­ности. С ростом разновидностей и грузоподъемности автомо­бильного транспорта, поступающего на хлебоприемные предприятия, стали широко внедрять автомобилеразгрузчики различной грузоподъем­ности.

Внедрение высокопроизводительных и наиболее совершенных авто­мобилеразгрузчиков позволило хлебоприемным предприятиям резко повысить среднюю грузоподъемность автомобилеразгрузчиков. Если в 1976 г. на хлебоприемных предприятиях страны на долю автомоби­леразгрузчиков грузоподъемностью до 7 т приходилось 10 %, то в 1988 г. автомобилеразгрузчики имели грузоподъемность 15, 20, 30 т и более.