Расчеты на прочность
Расчеты на прочность
УДК 69.04
DOI: 10.37538/0039-2383.2022.5.2.12
В.П. ШАРКОВ, канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник
Росcийский государственный аграрный университет – МСХА имени К.А.Тимирязева;
e-mail:
V.P.Sharkov@mail.ru
О КРИТЕРИЯХ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗОК
В ЗАПОЛНИТЕЛЕ СИЛОСОВ ОТ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ, МЕТОДАХ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ И СВЯЗАННОГО С ЭТИМ БОКОВОГО ДАВЛЕНИЯ
Для оценки условий возникновения (или отсутствия) при сейсмических воздействиях в запол-
нителе силосов явления перераспределения разработаны критерии для оценки влияющих на это
факторов и их величин: плотности заполнителя и его потенциала уплотнения, взаимосвязи уско-
рений и глубины зоны уплотнения, а также осадок. В условиях отсутствия расчетных формул
предложен и показан на примерах способ определения осадок, а также продолжительности воз-
действия с расчетным ускорением, основанный на использовании результатов виброкомпресси-
онных испытаний образцов заполнителя. Показаны методики расчета возникающего при этом
давления заполнителя на стенки с использованием формулы автора.
Ключевые слова: силос, заполнитель, сейсмические воздействия, перераспределение нагрузок, кри-
терии, плотность, ускорение, виброуплотнение, осадки, расчеты, давление на стены.
Известно, что при обосновании сейсмостойкости силосов рекомендуют учитывать только
инерционно-массовые силы от их веса, а при крупных размерах в плане и динамическое давле-
ние заполнителя на стенки, вызванное колебаниями [1].
Однако в работе [2]показано, что при сейсмических воздействиях в заполнителе может воз-
никать дополнительное динамическое давление, связанное с перераспределением нагрузок, кото-
рое многократно больше указанного выше, составляя до 50–70% от статического, и которое после
землетрясения не исчезает. Причиной его возникновения является развитие сил трения у стен,
происходящее вследствие осадок заполнителя от виброуплотнения и приводящее к повышению
его зависания на стенках и плотности.
В работе [3] показано, что явление перераспределения в силосе может охватывать не всю
высоту заполнителя и достигать различной его глубины, что главным образом зависит от интен-
сивности сейсмического воздействия и диаметра силоса. Например, при 9-балльном воздействии
эта глубина при диаметре 6,0 м может превышать 25 м, при диаметре 8 м составлять 13 м. При
8-балльном воздействии эта глубина падает, так при диаметре 6 м составляет всего 1,0 м, а при
диаметре 3 м возрастает до 7 м.
Как видим, после землетрясения перед очередной выгрузкой заполнителя в нем может воз-
никать новое напряженно-деформированное состояние (НДС), характеризуемое повышенным
давлением на стены, зависанием и большей плотностью, которые в процессе выгрузки может
вызвать сводообразование и появление повышенных ударных воздействий на силос, то есть
усложнять его работу.
Полученные в работе [3] результаты взяты для некого насыпного песчаного материала с плот-
ностью, принятой из справочника и равной 1,6 т/м3.
Однако, как оказалось, при такой плотности эти материалы могут уплотняться, образуя
осадки, а могут вообще не уплотняться, не образуя их. Это приводит к тому, что в первом слу-
чае явление перераспределения нагрузок возникает, а во втором – не возникает. В случае, если
величины осадок заполнителя в силосе малы, то, как известно из работы [3], может возникать
неполное (частичное) перераспределение нагрузок.
Как видим, величина осадок заполнителя здесь играет ключевую роль. Но для их расчета
в силосах от сейсмических воздействий в настоящее время формул и методик не существует.
Не разработана до настоящего времени также система критериев для оценки возникновения
(или отсутствия) явления перераспределения нагрузок и порядок их применения (алгоритм).
Целью работы является попытка прояснить и ответить на поставленные вопросы на примере
заполнителя из насыпных песчаных заполнителей с плотностью 1,6 т/м3, принятой по справоч-
ным данным [1], в том числе:
1) изучить потенциал (резерв) уплотнения таких заполнителей и дать оценку возможности
возникновения перераспределения нагрузок в силосах в результате сейсмических воздействий;
2) разработать методику определения осадок заполнителя в силосах при таких воздействиях,
а также методику оценки факторов, влияющих на перераспределение нагрузок;
2
СТРОИТЕЛЬНАЯ МЕХАНИКА И РАСЧЕТ СООРУЖЕНИЙ ISSN 0039—2383
№ 5 2022