راهنمای بارگذاری و طراحی سیلو(Siloo) همراه با دانلود فایل SAP طراحی

سیلو از کلمه عبری Selum گرفته شده است. سیلو غالباً به سازه ای اطلاق می شود که جهت انبار مواد به صورت قائم مورد استفاده قرار می گیرد. سیلوها از مصالح مختلفی همچون فولاد، بتن، آلومینیوم و حتی چوب ساخته می شوند. تاریخچه استفاده از سیلو به انقلاب صنعتی اروپا بر می گردد. در سال 1819 اولین سیلوی مدرن توسط مهندسان فرانسوی با استفاده از آجر و سایر مصالح بنایی ساخته شد. البته 3000 سال قبل از آن مصریان باستان جهت ذخیره گندم مازاد خود جهت مصرف در مواقع خشکسالی از سیلو استفاده می کردند.

مزایای استفاده از سیلو نسبت به سایر روشها انبار مواد

• نیاز به فضای افقی کمتر نسبت به انبارهای ساختمانی
• بارگیری و تخلیه آسان با استفاده از نیروی ثقل
• امکان مونتاژ و دمونتاژ سریع سیلو(در نمونه فلزی)
• امکان هوادهی مواد درون سیلو(جهت جلوگیری از فساد زودرس مواد)
• عمر مفید بالای سازه (یش از 50 سال)

اضافه فشار  

در حین بارگیری و تخلیه سیلو یک اضافه فشار در سیلوهای استوانه ای ایجاد می شود. این اضافه فشار در محل فصل مشترک قیف و جداره اتفاق خواهد افتاد. حداقل ضریب اضافه فشار پیشنهاد شده برابر با 5/1 می باشد.

نیروهای زلزله

نیروهای زلزله بر روی مقاومت و پایداری سیلو تاثیر خواهند داشت. فرض می شود نیروهای زلزله در راستای افقی به سازه اعمال می شود و معمولاً مولفه قائم شتاب زلزله نادیده گرفته می شود. در تعیین نیروی زلزله فرض می شود سیلو از مواد پر است، این در حالی است که مواد ریزدانه درون سیلو در واقعیت وزن موثر کمتری در هنگام نسبت به یک جسم صلب به همان حجم خواهد داشت. به همین مناسب کاهش نیروی زلزله مجاز خواهد بود. در واقع اصطکاک مابین دانه ها موجب استهلاک بخشی از نیروی زلزله شد. در نهایت ضریب 8/0 جهت مشارکت بار زنده جهت سیلوها پیشنهاد می شود.( برگردان این عبارت در نشریه 235 صحیح نمی باشد.) فرمول محاسبه نیروی زلزله جهت این سازه ها همان رابطه معروف می باشد. ضریب رفتار سازه در حد نهایی برابر با 2 در نظر گرفته می شود. همچنین ضریب اهمیت بسته به مواد درون سیلو 1 الی 2/1 در نظر گرفته می شود.

نیروهای باد

بایستی پایداری سیلوی خالی، سیلوهای باریک و بلند و گروه سیلو در برابر باد کنترل شود. همچنین اثر باد بروی پایه های سیلو و فونداسیون نیز باید بررسی شود. ضریب کاهش نیروی باید نیز جهت سیلوهای استوانه ای در نظر گرفته شود. بارگذاری این سازه ها بسیار ساده بوده و بر اساس ضوابط ارائه شده در مبحث ششم مقررات ملی ساختمان انجام می شود،

بارهای حرارتی

در اثر اختلاف درجه حرارت مواد درون سیلو و دمای خارج یک اضافه تنش در جداره سیلو ایجاد می شود. در صورت نبود اطلاعات دقیق در این زمینه می توان اختلاف دمای 27 درجه سانتیگراد را ملاک عمل قرار داد.

بار برف

با توجه به اینکه اثر برف بر روی سازه قابل ملاحظه نیست می توان از اثر آن صرف نظر نمود. اما به هر حال می توان اثر موضعی بار برف بر روی سقف سیلو را نیز لحاظ نمود.

مثال

با هم کلیات بارگذاری و تحلیل و طراحی یک سیلوی فلزی 70 تنی نگهداری مصالح ساختمانی واقع در کارگاهی در حومه شهر بوشهر را بررسی خواهیم کرد. سیلو بر روی یک سازه نگهدارنده مهاربندی شده به ارتفاع 3 متر قرار دارد. قطر خارجی سیلو 8/2 متر و ارتفاع آن برابر با 7 متر می باشد. ضخامت جداره سیلو برابر با 5 میلیمتر در نظر گرفته شده است. در این پروژه از طراحی ورق سیلو صرف نظر شده و تنها سازه نگهدارنده طراحی شده است.(مدل نرم افزاری این سیلو به پیوست تقدیم می گردد)

مدلسازی در نرم افزار SAP ویرایش 14.2.2 انجام شده است.

منابع:

•  Handbook of Design of  silos By Dr. Mohammed Arafa   
• استاندارد 2800 ایران
• مبحث ششم مقررات ملی ساختمان
• دیباچه علمی مرکز پژوهشهای غلات

مطالب مرتبط:

• راهنمای طراحی سازه ای Pipe Rack

• ایبوک شماره ۵۰- راهنمای طراحی سازه های خاص (جلد اول-رایگان)

• یادداشت ۳۲- همکاری با بخش تحقیق و توسعه 808، راهنمای انتشار اخبار تحلیلی آموزشی

کاربران می توانند با پرداخت ۱۵۰۰ تومان اقدام به دریافت نسخه کامل این مقاله همراه با حل مثال در قالب یک فایل PDF و دانلود فایل مدلسازی و طراحی سیلو این مثال در SAP این فایل کنند.