آموزش محاسبات طراحی سیلو
با افزایش جمعیت، نیاز به کاشت و کشاورزی نیز بیشتر شده و به تبع آن نیاز به انبارهایی جهت ذخیره مواد غذایی نظیر غلات و حبوبات به وجود آمده است. همه شما داستان حضرت یوسف و ساخت سیلو برای نگهداری هفت ساله از گندم را می دانید. آن زمان سیلوها از سنگ ساخته می شدند و هر سیلو گندم را برای یک مدت زمانی می توانست در خود سالم نگه دارد.
با پیشرفت علم و تکنولوژی در دنیای امروز سیلوهایی طراحی می شوند که به سیستم های تهویه مطبوع مجهز هستند و می توانند غلات را تا چندین سال سالم نگه دارند. سیلوی فلزی امروزه کاربرد بیشتری نسبت به سایر سیلوها دارد؛ چرا که از نظر طراحی و اجرا بهتر عمل کرده و مقرون به صرفه تر است. در مقاله پیش رو ابتدا پس از تعریف سیلو و انواع آن، به بررسی مراحل طراحی سیلو فلزی و مقایسه آن با سیلو بتنی خواهیم پرداخت.
مشاهده نسخه pdf آموزش محاسبات طراحی سیلو
سیلو چیست؟
سیلو در واقع انبارهای ایستاده، استوانه ای یا مدور است که به جهت نگهداری انواع مواد مورد استفاده قرار می گیرد. سیلوها در اندازه و حجم های مختلفی بسته به نیاز ساخته می شوند که به سیلوهای با ارتفاع کم به اصطلاح بونکر می گویند. سیلوها هم به صورت گروهی و هم به صورت تکی ساخته می شوند که عملا سیلوهای گروهی مزایای بیشتر و بهره برداری بهتری دارند. سیلوها با توجه به نوع مصالح و مواد قابل ذخیره دسته بندی می شوند که ما در این مقاله می خواهیم راجع به سیلوهای فلزی و نحوه طراحی آنها صحبت کنیم.
انواع سیلو ها
سیلوها در انواع مختلفی ساخته و اجرا می شوند و به طور کل به سه گروه عمده تقسیم می گردند. انواع سیلو بر اساس نوع کاربری- سیلوی ذخیره سازی آرد
- سیلوی ترانزیت که در اسکله بنا نهاده می شود و برای صادرات و واردات مورد استفاده قرار می گیرد.
- سیلوی ذخیره سازی مواد اولیه صنایع مثل آهن، سنگ، سیمان، گچ، ذغال و غیره
- سیلوی ذخیره سازی غلات مثل گندم، برنج و جو
- سیلوی ذخیره سازی کک، کلینکر و مواد معدنی
- سیلو با فونداسیون یکپارچه
- سیلو با فونداسیون نواری
- سیلو با ضخامت افزایش یافته و کف تخت
- سیلو با ضخامت افزایش یافته و کف تخت و فونداسیون یکپارچه که دارای بازشوهای متعدد است.
انواع سیلو بر اساس شکل و مصالح
- سیلوهای افقی مسقف فلزی
- سیلوهای افقی غیر مسقف
- سیلوهای فلزی (فولادی) با پوسته استوانه ای
- سیلوهای بتنی با پوسته مدور یا کروی
- سیلوهای قائم با مقطع دایره ای یا استوانه ای و چهارگوش
طراحی سیلو گندم
سیلوی گندم انبار یا محفظه فلزی بزرگ است که جهت نگهداری طولانی مدت و جلوگیری از فساد و خرابی گندم مورد استفاده قرار می گیرد. این کارها طبق اصول بهداشتی و شرایط کنترل شده انجام می شوند. سیلوی گندم می تواند بتنی یا فلزی باشد، ولی از آنجایی که سیلوی فلزی مزایای بیشتری دارد برای نگهداری گندم قابل قبول تر است. سیلوی فلزی را معمولاً از آلیاژهای آلومینیوم یا فولاد می سازند. این سیلو متشکل از چندین سیلوی کنار هم است که اصطلاحاً به آنها کندو گفته می شود.
ارتفاع هر کندو حدود ۳۰ متر است و به همدیگر مرتبط هستند. سیلوی فلزی گندم دارای مزایای مختلفی همچون امکان تنظیم رطوبت، تهویه مناسب، کم هزینه بودن، سهولت اجرا، امکان ساخت چندین کندو بدون محدودیت، سهولت بهره برداری، امکان مجزا کردن هر نوع گندم در یک کندو، و غیره است. تعداد کندوهای سیلوی فلزی گندم معمولا ده عدد است که شامل هشت سیلوی بزرگ با ظرفیت ۱۲۰۰۰ متر مکعب و دو سیلو متوسط با ظرفیت ۶۵۰۰ متر مکعب طراحی می شود. لازم به ذکر است که در هر متر مکعب حدود ۸۵۰ کیلوگرم گندم ذخیره سازی می گردد.
اکنون اگر بخواهیم در مورد تجهیزات مورد نیاز طراحی سیلو گندم بپردازیم به موارد ذیل می رسیم:
- انواع کانوایر زنجیری، کانوایر تسمه ای، کانوایر حلزونی
- الواتور کاسه ای، اسلاید موتوری و بادی، شیر دو راهه موتوری و بادی
- توزیع کننده، جک تخلیه و غیره.
به طور کلی بعد از ساخت سیلوی گندم می بایست آسانسور، نوار نقاله، ولوها، تجهیزات تمیز کننده گندم و غیره را در کنار مخزن نگهداری گندم اجرا کرد.
نکات مهم و اجرایی در طراحی پی سیلو فلزی
یکی از مهمترین بخش های طراحی سیلو فلزی اجرای فونداسیون آن است که نیاز به دقت و تخصص فراوان دارد. دو هدف مهم برای اجرای فونداسیون سیلو در نظر گرفته شده است.
هدف اول: ایجاد یک بستر مستحکم، متقارن و مقاوم برای بدنه سیلو که این ویژگی ها را به صورت طولانی مدت حفظ کند و از نشست های نامتقارن سازه که منجر به شکست و ایجاد پیامدهای ناگوار و خسارات جبران ناپذیر می شود جلوگیری کند.
هدف دوم: ایجاد یک سطح صاف، هم تراز و استاندارد برای نصب پایه ها و استیفنرهای (ستون های محکم کننده) سیلو می باشد.
- نکته اول: در اجرای فونداسیون استوانه ای قطر دایره داخلی و بیرونی باید دقیق و شبیه به هم و با اختلاف حداکثر سه میلیمتر باشد. بدنه سیلو روی این فونداسیون به صورت متقارن قرار گرفته و هماهنگی دایره محیطی یا همان بدنه با پی سیلو حفظ می شود. اگر این هماهنگی بین فونداسیون و بدنه صورت نگیرد باعث توزیع نامتعادل تنش ها شده و فشار به قسمت های مختلف بدنه منجر به شکست سیلو خواهد شد.
- نکته دوم: اگر هماهنگی لازم با همه بخش های اجرایی از قبل انجام شده باشد معمولا انکربولت ها در آرماتورهای فونداسیون سیلو به صورت قلاب مانند کاشته می شوند. در صورتی که انکربولت در هنگام اجرای فونداسیون به آرماتور قلاب نشود، می توان آنها را با استفاده از چسب بتن درون بتن کاشت. انکربولت ها گالوانیزه و ضد زنگ هستند و مقاومت تسلیم آنها به فشار حدود ۹۰۰ مگاپاسکال است. انکر بولت ها برای مقابله با نیروهای کششی در فونداسیون سیلو جای گذاری می شوند و هدف آنها انتقال نیروهای وارده سیلو بر پایه ها به فونداسیون و در نهایت به زمین است.
- نکته سوم: همه قسمت های بستر سیلو یا همان فونداسیون می بایست به صورت یکسان تراکم سازی شود. این تراکم سازی متقارن باعث افزایش مقاومت الاستیکی و استحکام هر چه بیشتر سیلو می گردد.
- نکته چهارم: خاکی که قرار است سیلو در آن ساخته شود باید اول در آزمایشگاه مورد آزمایش قرار بگیرد. ریز یا درشت بودن دانه های خاک و میزان رطوبت آنها بسیار حائز اهمیت است. همچنین کل زمین می بایست در مورد وجود و یا عدم وجود سفره های آب زیر زمینی مورد بررسی و پژوهش قرار بگیرد. در صورت اهمال در انجام هر یک از نکات ذکر شده راجع به طراحی پی سیلو، نشست و یا کج شدن سیلو دور از انتظار نخواهد بود.
طراحی سیلو فلزی
طراحی سیلو فلزی و تهیه نقشه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این بخش از مقاله به بررسی مرحله به مرحله طراحی و ساخت سیلو فلزی خواهیم پرداخت.
- مرحله اول: تعیین محل احداث سیلو
قبل از هر کاری ابتدا محل احداث سیلو توسط کارشناسان و متخصصان زمین شناسی معین می شود. محل مورد نظر باید کاملاً کارشناسی شده و خاک آن به آزمایشگاه فرستاده شود. وجود هرگونه آب های زیر زمینی در محل احداث سیلو باید به دقت بررسی گردد. زیرا احداث سیلو در این مناطق به دلیل احتمال نشست سازه توصیه نمی شود. محل مورد نظر در صورت نیاز خاکبرداری و گودبرداری می گردد. به طور کلی هر گونه عملیات مستحکم سازی فونداسیون سیلو در همین مرحله اجرا می پذیرد.
- مرحله دوم: تهیه نقشه طراحی سیلو فلزی
برای طراحی سیلو فلزی به یک نقشه نیاز است که توسط مهندسین معمار و مهندسین سازه طراحی می گردد. اندازه سیلوها، ضخامت بدنه، تعداد کندوهای سیلو و نحوه چیدمان آنها در نقشه آمده است. فاصله سیلوها از همدیگر و ارتفاع آنها با محاسبات دقیق در نقشه به نصب کننده نشان داده می شود. تمام اعداد و ارقام نوشته شده در نقشه با محاسبات دقیق انجام گرفته اند و نباید به هیچ عنوان آنها را تغییر داد یا نادیده گرفت.
- مرحله سوم: احداث پی سیلو
همانطور که قبلا در بخش نکات طراحی فونداسیون سیلو گفته شد، این مرحله بسیار حائز اهمیت است. چه بسا قرار است که چندین کندو یا سیلو روی بستر فونداسیون قرار بگیرند، بنابراین استحکام این بستر امری ضروری تلقی می گردد. ابتدا عملیات آرماتوربندی به دقت در محل فونداسیون اجرا می شوند که به آن فونداسیون فلزی می گویند. تمام اصول و ضوابط باید طبق استانداردهای اجرای فونداسیون فلزی باشد. اکثرا انکربولت ها در همین مرحله آرماتوربندی به میلگردها قلاب می شوند. بعد از اجرای فونداسیون فلزی عملیات بتن ریزی فونداسیون اجرا می گردد. ارتفاع فونداسیون بسته به زمین و نظر مهندسین دارد و بر همین اساس آرماتورها تا ارتفاع مورد نظر کشیده می شوند. بتن در اینجا توسط تخته های مخصوص قالب بندی شده و جهت عمل آوری آماده می شود.
- مرحله چهارم: نصب بدنه سیلو
هر سیلو متشکل از یک سقف مخروطی و بدنه است که به صورت حلقه یا رینگ مونتاژ می شود. اجرای سقف نیز قبل از اجرای بدنه صورت می پذیرد و دلیل آن تسریع عملیات نصب سیلو است. ابتدا دایره محیطی سیلو با پرگار روی بستر فونداسیون علامت زده می شود. سپس یک ستون موقتی در مرکز سیلو نصب و سقف و خورشیدی سیلو را روی آن می گذارند. بعد از نصب شاسی های سقف فن ها و دستگاه های تهویه روی آن کارگذاری می شوند. سپس با استفاده از جک های بالا رونده بدنه سیلو به صورت حلقه حلقه روی هم مونتاژ و اجرا می گردد. همه این کارها توسط تجهیزات هیدرولیک انجام می پذیرند.
- مرحله پنجم: اتصال پایه استیفنر به فونداسیون
در این مرحله ستون ها یا همان استیفنرها به فونداسیون محکم می شوند. همانطور که قبلا گفته شد انکربولت‌ها در بتن کاشته می شوند. این کار یا به صورت پیش ساخته در زمان اجرای آرماتوربندی انجام می شود و یا با چسب بتن در بتن عمل آوری شده کاشته می شوند. سپس استیفنرها با پیچ و مهره به انکربولت و صفحاتی که به انکربولت متصل شده اند وصل می شوند. با این روش سیلوی فلزی به فونداسیون وصل شده و استحکام لازم را به دست می آورد.
- مرحله ششم: آب بندی سقف و بدنه سیلو فلزی
این مرحله بسیار حائز اهمیت است، چرا که شما نمی خواهید سیلوی فلزی بعد از مدتی زنگ بزند؛ زیرا زنگ زدن سیلو برابر است با خرابی و فساد غلات درون آن. بنابراین برای جلوگیری از زنگ زدن ورق های فلزی سیلو در نواحی اتصال آنها را با مواد و پوشش های خاصی آب بندی می کنند.
- مرحله هفتم: عایق کاری پایه فلزی استیفنرها و اندودکاری داخلی بدنه
پایه های فلزی به فونداسیون و زمین متصل هستند و در تماس مداوم با محیط پیرامون امکان فرسودگی آنها وجود دارد. بنابراین می بایست با عایق های رطوبتی در سه مرحله عایق بندی شود. اگر این کار انجام نشود، پایه های سیلو بعد از مدتی فرسوده و شکننده می شوند و خسارات جبران ناپذیری به محتویات سیلو وارد می آید.
بدنه داخلی سیلو نیز نیازمند عایق کاری است. برای این کار ابتدا یک لایه اندود به ارتفاع چهل سانتیمتر روی بدنه داخلی می نشیند. بعد از خشک شدن، ترک هایی که روی سطح اندود ایجاد می شوند را با یک لایه دیگر پر می کنند. با انجام عایق کاری بدنه داخلی سیلو جلوی نشت آب به هنگام باران و برف گرفته می شود و همچنین خلل و فرجی که در محل اتصال فونداسیون به سیلو وجود دارند و محل خوبی برای رشد آفات هستند نیز پر می شوند.
مقایسه سیلوی فلزی و بتنی
تفاوت بین سیلو فلزی و بتنی از طریق بررسی مزایا و معایب هر کدام انجام می پذیرد. مزایای سیلو فلزی- هزینه بسیار مقرون به صرفه تر هنگام ساخت فونداسیون و اجرای سیلو
- انعطاف پذیری زیاد سیلو فلزی
- امکان دمونتاژ کردن قطعات و انتقال سیلو از جایی به جای دیگر
- کیفیت بهتر هنگام هوا دهی و تنظیم دمای داخلی سیلو
- مقاومت بالا به انواع فشارهای ناشی از باد و زلزله
- امکان ساخت با ارتفاع خیلی زیاد
- امکان شکل دهی و ساخت سیلوهای مستطیلی و غیره
- هزینه خیلی بالا برای طراحی سیلو بتنی
- سرعت پایین اجرا به دلیل سنگین بودن کار
- شرایط نامساعد برای عمل آوری بتن
با توجه به اینکه مزایای سیلو فلزی خیلی بیشتر و احتمال بازگشت سرمایه در آن 100 درصد است، طراحی سیلو فلزی در حال حاضر بیشتر مورد توجه سرمایه گذاران قرار دارد.
کلام پایانیسیلو و به خصوص سیلو فلزی نیاز یک جامعه را برای مواد غذایی اصلی مثل غلات پاسخ داده و از هدر رفت مواد و فساد و خرابی آنها جلوگیری به عمل می آورد. انتخاب نقطه مناسب احداث سیلو و همچنین رعایت ضوابط و اصول و استانداردهای طراحی سیلو فلزی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به همین سبب مهندسین و افراد واجد شرایط برای انجام آن استخدام می شوند. هر چقدر سیلوهای بیشتر و با کیفیت تری ساخته شوند، آینده جامعه از لحاظ مواد غذایی اصلی بیشتر تامین خواهد شد.
