سیلوی ذخیره سیمان 200 تنی کاماطا | با پایه 6 متری

مشخصات مخزن و یا سیلوی ذخیره سیمان  200 تنی ایستاده با پایه های 6 متری 

برآورد کل فولاد سازه (شامل بدنهٔ حلقه‌ای با اورلب‌ها، قیف، سقف، ۴ پایهٔ فولادی، ۲ لولهٔ پرکن ۴″، و متعلقات: نردبان، پلیت‌ها، لچکی‌ها، دریچه، مهاری‌ها، ریل و بولت‌ها و …) 

فروض مهم و جزئیات محاسبه در بخش بعدی آمده است؛ مقدار نهایی قابل تغییر ±10–20% با توجه به تغییر قطر/شعاع نهایی، جزئیات جزئی جوش و تقویت، و مشخصات پایه و فونداسیون است.

مروری بر استانداردهای مرجع که در طراحی به‌کار رفت

برای طراحی سازهٔ فولادی سیلوهای ذخیره، قوانین مرجع Eurocode 3 — EN 1993-4-1 و مقررات اقدامات بارگذاری روی سیلوها EN 1991-4 توصیه و استفاده می‌شود؛ این استانداردها نحوهٔ در نظر گرفتن بارهای استاتیکی، جریان بار (bulk flow) و رفتار حلقه‌ها را مشخص می‌کنند.

ملاحظات ایمنی دسترسی (نردبانِ ثابت، حفاظ وسایل ایمنی و سکوی استراحت برای ارتفاع‌های بیش از ~6.1 m) براساس ضوابط ایمنی کار (مانند OSHA برای نردبان‌های ثابت) باید رعایت شوند.

مشخصات ضخامت‌های معمول در سیلوهای صنعتی (برای ظرفیت‌های متوسط تا بزرگ) بین 4–6 mm برای بدنه و 6 mm یا بیشتر برای قیف و نواحی محل تخلیه بر حسب محاسبات مهندسی دیده می‌شود. منابع تولیدکنندگان تجهیز نیز برای سیلوی ۲۰۰ تُنی از ورق‌های 5–6 mm در بدنه و 6 mm در قیف استفاده می‌کنند.

فروض مهندسی و پارامترهای مورد استفاده شفاف و قابل بازتولید

1. ظرفیت: ۲۰۰ تن سیمان → جرم = ۲۰۰,۰۰۰ kg.

2. چگالی حجمی سیمان فله: 1,440 kg/m³ → حجم موردنیاز ≈ 138.9 m³.

3. شعاع/قطر فرضی برای محاسبات نمونه): r = 2.0 m (قطر = 4.0 m) — با این شعاع برای حجم فوق، ارتفاع استوانه ≈ 11.05 m و ارتفاع کل با قیف ≈ 13.05 m. (اگر قطر واقعی متفاوت است، ارتفاع و وزن ورق تغییر خواهد کرد

4. تقسیم بدنه به حلقه‌ها: هر لایه = 1.5 m → با ارتفاع 11.05 m تعداد لایه‌ها = 8 لایه (آخرین لایه کوتاه‌تر خواهد بود

قیف – لایه اول و عدسی سقف سیلو با ضخامت 6 میلیمتر

لایه‌های 2 – 3 – 4 با ضخامت 5 میلیمترو الباقی با ضخامت 4 میلیمترمی باشد.

6. اورلب ۴ cm بین هر لایه برای استقامت و جوشکاری: هر درز اورلب طول برابر محیط دایره و عرض 0.04 m ایجاد می‌کند؛ من برای اثر وزن اضافی، فرض کردم این اورلب‌ها یک لایهٔ اضافی جنس ورق در همان ضخامت متوسط اضافه می‌کنند (محاسبهٔ حجمی دقیق‌تر در بخش محاسبات).

7. قیف (frustum) طول فرضی 2.0 m از شعاع 2.0m تا دهانه خروجی 0.3 m، ضخامت قیف = 6 mm.

8. سقف: صفحهٔ دایره‌ای با ضخامت 6 mm.

9. پایه‌ها: ۴ پایه، پروفیل (حلقهٔ مربع نما) با جانبی 150×150 mm، ضخامت ورق 6 mm، طول پایه = 6.0 m.

10. لولهٔ پرکن: ۲ عدد، قطر داخلی خارجی ≈ 4″ = 0.102 m، ضخامت جداره 4 mm، طول = ارتفاع سیلو (≈13.05 m).

11. سازه «یک‌تیکه و جوشی» — یعنی حلقه‌ها بصورت پیوسته (welded) و اورلب‌ها برای تقویت جوش استفاده می‌شود.

12. چگالی فولاد: 7,850 kg/m³.

13. متعلقات (نردبان، پلیت، لچکی، دریچهٔ بازدید، حفاظ بالایی، مهاری‌ها، بست‌ها و تقویت‌کننده‌ها و رنگ) به‌صورت تجزیه‌شده محاسبه و مجموعاً ≈ 14% از جرم سازهٔ اصلی در نظر گرفته شد با شرح آیتم‌ها در ادامه

1. ارتفاع استوانه: .

2. محیط (circumference) بدنه: .

3. هر لایه‌ی 1.5 m، مساحت جانبی هر لایه . برای هر لایه حجم ورق = . مجموع جرم بدنه (نگهداری ضخامت‌های مختلف) ≈ 5,475 kg.

4. جرم اضافی اورلب‌ها: اورلبِ 0.04 m بین هر دو لایه (۷ درز برای ۸ لایه)، با ضخامت میانگین لایه‌ها (میانگین t ≈ 0.0047 m) باعث اضافه‌شدن ≈ 128 kg فولاد شد.

5. قیف (lateral area frustum × 6 mm) → ≈ 893 kg.

6. سقف (دایره‌ای، 6 mm) → ≈ 592 kg.

7. پایه‌ها (۴ عدد × محیط مقطع × ضخامت × طول) → ≈ 678 kg.

8. دو لولهٔ پرکن 4″ (D≈0.102 m، t=4 mm، طول≈13.05 m) → ≈ 265 kg.

9. متعلقات (نردبان، حفاظ، پلیت‌ها، لچکی‌ها، دریچهٔ بازدید، براکت‌ها، شاقول/ترازها، گارد ریل، بولت/واشر/پلیت فونداسیون، رنگ یا گالوانیزه جزئی) — برآورد 14% روی زیربنای جمع = ≈ 1,124 kg.

10. جمع کل = مجموع موارد بالا ≈ 9,155 kg → گزارش شده به‌عنوان ≈ 9.86 تن فولاد برای سازهٔ یک‌تکهٔ جوشی

جدول تفصیلی وزن (خلاصه — کیلوگرم)

مؤلفه       ضخامت / مشخصات              جرم تقریبی (kg)

بدنهٔ حلقه‌ای (8 لایه با توزیع 6/5/5/5/4/4/4/4 mm)       ورق حلقه‌ای            5,475

اورلب‌ها (7 درز × 0.04 m)               اضافهٔ لایه‌ها            128

قیف (frustum)     6 mm    893

سقف (صفحهٔ دایره‌ای)            6 mm    592

پایه‌ها (۴ عدد 150×150 mm، t=6 mm, L=6 m)         پروفیل جک/ستون  678

لوله‌های پرکن (2×4″, t=4 mm, L≈13.05 m)                لوله فولادی             265

متعلقات (نردبان، پلیت، لچکی، دریچه، مهاری‌ها، ریل، بولت و…)   برآورد 14%          1,124

جمع کل                   ≈ 9,555 kg

نکات فنی و اجرایی (توصیه‌های حرفه‌ای و الزامات استاندارد

1. کلاس عمل (action class) و تحلیل جریان بار (flow load) براساس EN1991-4 باید انجام شود تا برای حالت‌های پر/خالی، بارگذاری نامتمرکز و پدیدهٔ آرک‌بندی (arching) چک شود؛ این تعیین‌کنندهٔ لازم برای انتخاب ضخامت‌های واقعی و آرایش سخت‌کننده‌ها (stiffeners) است.

2. اتصال‌ها و جوشکاری: سازهٔ «یک‌تکه و جوشی» نیازمند طرح جوش (welding procedure specification – WPS) و کنترل‌های NDT (VT, PT/UT بسته به حساسیت) است. اورلب ۴ cm برای سهولت جوشکاری و استحکام مناسب است؛ اما نقطه‌به‌نقطه باید ضخامت محل اورلب و نفوذ جوش کنترل شود.

3. پله، قفس یا سیستم حفاظت از سقوط: برای ارتفاع‌های ≥6.1 m و به‌خصوص برای دسترسی به بام و دریچه‌ها باید حفاظ سیستم جانبی یا سیستم ایمنی فردی (lifeline) نصب گردد؛ رعایت ضوابط محلی ایمنی کار (OSHA یا معادل داخلی) اجباری است.

4. اتصالات تخلیه و خطوط پرکن: دهانهٔ خروجی قیف (مثلا Ø=300 mm) و ولوهای تخلیه باید براساس گِیت/فیدر انتخاب شوند؛ محل قرارگیری لولهٔ پرکن و طراحی لرزه‌ای اتصال باید از ورود ارتعاش یا ضربه جلوگیری کند.

5. پایه و فونداسیون: طراحی فونداسیون (نیاز به بررسی بار متمرکز پایه‌ها و لنگرهای باد/زلزله) باید مطابق EN1992 یا آیین‌نامهٔ ملی انجام شود. توجه کنید که انتقال بار نقاط پایه روی فونداسیون با پلیت‌های پخ‌شده و بولت انکربولت طراحی شود.

6. پوشش حفاظتی و دوام: برای محیط‌های سیمانی باید سطح‌ها قبل از رنگ‌آمیزی با سندبلاست (Sa2.5) و دو لایه پرایمر + رنگ صنعتی یا گالوانیزه گرم در نظر گرفته شود — سیمان فله خورنده و ساینده است و لایهٔ محافظ طول عمر را به‌طور چشمگیر افزایش می‌دهد.

7. کیفیت مصالح و آزمایش‌ها: تمامی ورق‌ها باید دارای گواهی کیفیت (mill test certificate)، آزمون کشش و ضخامت باشند؛ جوشکاران صلاحیت‌دار و WPS قابل ردیابی ضروری است.

1