Десь у 2018 році на просторах Фейсбуку в середовищі елеваторників і проєктувальників зернових елеваторів виникло обговорення, що називати бункером, а що силосом. Дискусія засвідчила, що спільного розуміння немає, а ті, хто “копнув глибше”, почали наводити як приклад неправильну формулу визначення бункера і силосу. Слідами цієї дискусії і було написано цю статтю.
У загальноприйнятому сенсі, і силос, і бункер – це якась вертикальна циліндрична або призматична місткість, призначена для збереження сипкого матеріалу (у нашому випадку, зерна). За своєю формою та габаритами ці ємності вирізняються надзвичайною різноманітністю.
Чи потрібно розрізняти ці дві споруди? Адже на практиці ми всі металеві круглі ємності для зберігання зерна називаємо банками, силосами, хоперами тощо. При цьому ми один одного розуміємо. 🙂
Насправді, відмінність між цими типами споруд дуже важлива. І про це ми поговоримо ближче до кінця статті.
Зараз же зупинимося на тому, в чому ж відмінність між силосами і бункерами? Щоб розібратися в цьому питанні, звернемося до технічної та нормативної літератури.
1. Ємності для сипучих вантажів у транспортно-вантажних системах: навчальний посібник (І.В. Горюшинський)
“Силоси мають циліндричну або призматичну форму, відношення висоти стінки Н до найменшого розміру D поперечного перерізу дорівнює двом і більше (див. рис. 1.10).”
На жаль, автор не вказує джерело інформації. Але, з іншого боку, подібні видання не є науковими або нормативними документами. Тож, залишимо це визначення на совісті авторів.
Та й вживання слова “силоса” замість “силоси” нас трохи бентежить 🙂
Можливо, що таке визначення було запозичене в англомовній літературі і не має нічого спільного з нашими стандартами або загальноприйнятим розумінням.
2 Листові металеві конструкції (Є. І. Лессіг)
“Силоси – це відносно високі та вузькі посудини, у яких висота h1 перевершує в 1,5 раза і більше найменший розмір у плані. Площина обвалення, проведена через перетин вертикальної стінки і воронки силосу, перетинається з граничним верхнім горизонтом засипки поза межами посудини. Для силосів 18 м і більше відношення висоти до найменшого розміру в плані може бути і меншим за 1.5.”
Напевно, звідси взялася найпоширеніша думка про те, що силос – це посудина, висота якої в півтора раза перевищує її діаметр. Насправді, твердження це не зовсім коректне. Чому? Подивимося в наступному джерелі.
Тут же запам’ятаємо фразу про перетин площини обвалення. Ми ще повернемося до неї пізніше.
3. Керівництво з розрахунку та проектування залізобетонних, сталевих і комбінованих бункерів (Ленпромбудпроект)
Посібник дістався Україні у спадок від СРСР і написаний одним із найвідоміших у середовищі інженерів-проектувальників автором. Зазначає наступне.
“1.9 Висота вертикальної частини пірамідально-призматичних, конусно-циліндричних і лоткових бункерів повинна бути меншою або дорівнювати 1,5-√F, де F – площа горизонтального перерізу бункера над лійкою.”
Звідси випливає, що все, що вище – це силоси.
Візьмемо окремий випадок, коли силос у горизонтальному перерізі матиме квадратну форму. У такому разі висота силосу (H) дорівнюватиме: H=1.5-√a2, де a – сторона квадрата. Виходить, що H=1.5-a. Тобто, у разі силосу з квадратною основою, його висота справді має перевищувати півтори ширини. При стороні силосу a=10 м, отримаємо H=1.5-10=15м.
Однак, ми ведемо мову про круглі силоси, до яких цей випадок незастосовний. Для круглого силосу, при діаметрі D=10 м, його площа становитиме F=pi-R2 , тобто. 3.14·52 = 78.5м2. А висота силосу має бути не меншою, ніж 1.5-√78.5=13.3 метрів (а не 15 м, як загальноприйнято вважати).
4. ДБН В.2.2-8-98 (Держбуд України)
Насамперед потрібно сказати, що ДБН – це державні будівельні норми України, яким повинні слідувати інженери при проєктуванні елеватора. І свідчать вони таке:
“Силос – це вертикальна циліндрична або призматична ємність, призначена для зберігання сипучих матеріалів. При цьому висота від верху воронки або бетону (забутки) до низу надсилосного перекриття (рисунок) повинна бути, як правило, більше 1,5 А (де А – площа горизонтального перерізу силосу).”
Виконати розрахунок за цією формулою людині освіченій складно. Адже площу вимірюють у квадратних метрах, а висоту у лінійних метрах. Як можна отримати метри, помноживши квадратні метри на 1.5? Незрозуміло.
Але, навіть якщо знехтувати цим фактом і провести розрахунок, то отримаємо таке.
При діаметрі силосу D=10 м, його площа становитиме A=pi-R2, тобто. 3.14·52 = 78.5м2. А висота силосу має бути не меншою ніж 1.5-78.5=117.7 метрів. Некисло, чи не так? Уявляєте собі таку конструкцію?!
Що ж сталося? Насправді, всі ДБН В.2.2-8-98, які ви знайдете в Інтернеті, містять елементарну помилку. У них не врахували знак квадратного кореня. Найімовірніше, під час сканування та оцифрування документа, програма розпізнавання тексту (OCR) просто не розпізнала знак квадратного кореня. Але з якоїсь причини цей неправильний текст потрапив до офіційного видання ДБН.
Дивно тільки, що багато елеваторників у вищезгаданому обговоренні посилалися на цю формулу, так і не проаналізувавши її.
Таким чином, правильна формула така:
1,5√А (де А – площа горизонтального перерізу силосу)
Навіщо потрібно розрізняти силоси та бункери?
Хочеться повернутися ще раз до цікавої фрази з джерела [2]:
“Площина обвалення, проведена через перетин вертикальної стінки і лійки силосу, перетинається з граничним верхнім горизонтом засипки поза межами посудини.”
На думку автора цієї статті, саме ця фраза є ключовою для визначення чому ж так важлива ця класифікація.
Дозволимо собі невеликий ліричний відступ. У роботі Гячева [5] наведено цікаву інформацію.
“Низкою експериментальних досліджень було встановлено, що якщо висота стовпа сипучого матеріалу приблизно в 2 рази перевищує ширину дна, то тиск на стінки споруди залишається далі постійним.”
Тобто, цілком імовірно, автори СНиПу 2.10.05-85 (який надалі було замінено на ДБН В.2.2-8-98) намагалися розмежувати бункери, де тиск по всій висоті різний, із силосами, де після певної висоти тиск на стінки стає однаковим.
Однак, питання це так і залишилося недоопрацьованим і неясним для більшості проєктувальників та інженерів.
Проте ми вважаємо, що розмежування бункерів і силосів потрібне тому, що в бункері, на відміну від силосу, нехтують силами тертя сипучого матеріалу об стінки циліндричної частини.
Висновок
З інженерного погляду, ми вважаємо правильним таке визначення силосу:
“Під силосом розуміють вертикальну циліндричну або призматичну ємність, яка призначена для зберігання сипучого матеріалу (наприклад, зерна). При цьому висота від верху воронки або набетонки (забутки) до низу надсилосного перекриття має бути, як правило, більшою за
1.5·√A,
де A – площа горизонтального перерізу силосу.”
На практиці і на цьому сайті ми все одно продовжуватимемо називати всі циліндричні ємності зберігання зерна силосами, банками, хоперами тощо, як зручно нашим замовникам. Проте, як інженери, ми маємо розуміти, що для силосів мають бути також враховані сили тертя зерна об стінки силосу.
Якщо ж ви не займаєтеся безпосередньо проєктуванням силосів, то нам однаково, як ви їх називатимете 🙂
Цей факт помилки також був закріплений і виправлений законодавчоправками до ДБН В.2.2-8-98 (див. фото поруч), де першим рядком вводиться правильна формула з використанням квадратного кореня.
(Спасибі за посилання нашому читачеві, Олексію)
Деякі окремі випадки
Та сама формула (1.5-√F), але спрощена для деяких приватних випадків.
Круглий силос/бункер
Співвідношення висоти до діаметру має перевищувати величину
H/D > 0.75-D-√π,
де D – діаметр силосу. (Або приблизно H/D > 1.33-D)
Квадратний силос/бункер
Співвідношення висоти до сторони квадрата має перевищувати величину
H/a > 1.5·a,
де a – сторона квадрата.
Примітка
“Силос” у множині пишеться як “СИ’ЛОСЫ” (з наголосом на І), а не “СИЛОСА'” (з наголосом на А). “Силоси” є розмовною формою і не повинно використовуватися в грамотній технічній літературі.
Те саме стосується і зламу “бункер”. “БУ’НКЕРИ” – літературне написання у множині числа, “БУНКЕРА'” – розмовне.
Статті по темі
Список використаної літератури
- Ємності для сипучих вантажів у транспортно-вантажних системах: навчальний посібник / І.В. Горюшинський [та ін.]; за защ. ред. І.В. Горюшинського. – Самара: СамГАПС, 2003. – 232 с.
- Лессіг Е. И. Листові металеві конструкції / Є. И. Лессіг, А. Ф. Лілеєв, А. Г. Соколов. – М.: Стройиздат, 1970. – 488 с.
- Керівництво з розрахунку та проектування залізобетонних, сталевих і комбінованих бункерів / Ленпромбудпроект. – М.: Стройиздат, 1983. – 200 с.
- Підприємства, будівлі та споруди по зберіганню та переробці зерна: ДБН В.2.2-8-98. – [Чинний від 1998-01-07] – К.: Держбуд України, 1988. – 41 с.
- Основи теорії бункерів / Л.В. Гячев. – Вид-во Новосибірського ун-ту, 1992. – 312 с.
Залишилися запитання? Зв’яжіться з нами!
У коментарях під цією статтею
Поставте своє запитання або напишіть коментар наприкінці цієї статті. Реєстрація не потрібна.
За допомогою форми зв’язку
Напишіть нам, використовуючи форму зв’язку внизу цієї сторінки.