8/10/2019 Silo Zuri

1/21

1

Tehnologii pentru constructii speciale

Silozuri:Fenomene de cedare ale silozurilor

UNIVERSITATEA TEHNICA DE CONSTRUCTII BUCURESTI

Facultatea de Constructii Civile,Industriale si Agricole

Matei Adrian

Master Inginerie Structurala

8/10/2019 Silo Zuri

2/21

2

1.Silozuri.Generalitati

Silozurile sunt constructii industriale destinate depozitarii unor cantitatimari de materiale;desi nu exista o regula general valabila,in cazul in care se

depoziteaza cantitati mai reduse de materiale vrac(carbuni,minereuri,piatra

sparta,balast etc.),recipientul,dezvoltat mai putin pe inaltime si mai mult in

plan,poarta numele de depozit sau de buncar,in timp ce recipientii cu inaltimi mai

mari,utilizati indeosebi pentru depozitarea cerealelor,cimentului,fainei,etc,poarta

denumirea de silozuri.

Silozurile din otel prezinta o serie de avantaje fata de cele din beton armat:in primul rand prin greutatea mult mai redusa;in plus,ele sunt mai usor de ridicat

si de dezasamblat si aduc incarcari mai reduse la fundatii;pe de alta parte,ele isi

descarca incarcarile prin mecanisme structurale complet diferite de cele din beton

armat,deformandu-se rapid,in mod reversibil,cand sunt supuse la incarcari mari

nesimetrice.Prin urmare,silozurile din otel sunt indeosebi folosite pentru

depozitarea pe termen scurt si lung a cantitatilor mari de materiale in vrac,si s-au

construit din ce in ce mai mult in ultimii ani, in numeroase domenii,printre care

cea miniera,chimica,alimentara,pentru producerea de energie electrica,inagricultura etc.

Silozurile din otel au in generale sectiune circulara si pot fi ingropate in

pamant sau pot fi ridicate peste nivelul solului,rezemand pe un sistem structural

independent,in general format din stalpi.In cazul celor din urma,alcatuirea

cuprinde in general un acoperis conic,o placa cilindrica si o palnie conica in partea

inferioara(in engleza hopper.Zona dintre peretele vertical si palnie poarta

numele de zona de tranzitie si este prevazuta cu un inel de rigidizare.Silozurile

ridicate deasupra solului prezinta avantajul ca descarcarea materialelor se face cu

gravitational.Modul de curgere/descarcare al materialelor depinde de forma

silozului ,de rugozitatea suprafetei interioare si de proprietatile intrinseci ale

materialului.(coeziune,unghi de frecare interna,greutate specifica etc)

8/10/2019 Silo Zuri

3/21

3

Caracteristice silozurilor de otel sunt greutatile proprii mici si zveltetile

mari.Raportul dintre raza cilindrului si grosimea peretelui variaza in limite largi

intre 200 si 3000.Silozurile cu raport inaltime/raza mai mic de 2,poarta numele de

silozuri de retentie si sunt din ce in ce mai des construite,datorita raportului

avantajos intre volumul depozitat si costul construirii.

2.Incarcari pe peretii silozurilor

Peretii silozurilor sunt supusi atat la presiuni normale cat si la forte de

frecare in lungul lor,rezultand stari de eforturi ce variaza in limite largi peinaltimea lor.Marimea si distributia presiunilor pe peretele silozului poate fi

uniform simetrica sau dimpotriva,depinzand de starea silozului,respectiv,daca

acesta este incarcat sau descarcat.Imperfectiunile geometrice din

fabricatie,inerente datorita grosimilor mici de perete-flexibilitatii foarte mari a

acestuia-pot influenta si ele distributia presiunii pe perete.Simplificat,presiunile

normale pe peretii cilindrici vor genera tensiuni de intindere pe circumferita sa,in

timp ce frecarea materialului de perete va conduce la un efort semnificativ de

compresiune la baza;in realitate,starea de eforturi este mult mai

complexa,diferite moduri de incarcare,dand nastere unor mecanisme de incarcare

foarte variate.

Pentru calcul,cea mai simpla teorie pentru evaluarea presiunii pe un

perete vertical este cea a lui Janssen.Este in general acceptat ca valorile presiunii

rezultate din teoria lui Janssen sunt suficient de apropiate de starea reala de

eforturi la umplerea silozului;totusi,la descarcare, in realitate valorile presiunilor

rezulta mult mai mari decat cele estimate prin teorie.Aceste presiuni foartemari,numite si presiuni de curgere-flow pressures,pot fi de doua,pana la de

patru ori mai mari decat presiunile la incarcare.In prezent nu exista o modalitate

de calcul a acestor presiuni unanim acceptata,acest fapt reflectandu-se in

prescriptii de calcul,diferite de la un cod de proiectare la altul.Din

fericire,presiunile normale pe pereti nu controleaza proiectarea celor mai multi

8/10/2019 Silo Zuri

4/21

4

pereti cilindrici, mai importanta fiind in cazul acestora forta de frecare

verticala,acestea nevariind atat de mult intre umplere si descarcare.Aproape

toate teoriile si formulele de aproximare empirice pentru calculul presiunilor

pornesc de la ipoteza unui siloz fara imperfectiuni geometrice ,din material

omogen si izotrop.Silozurile cilindrice sunt potrivite pentru a fi supuse la presiuni

simetrice,dar din nefericire,multe experimente la scara reala,au aratat ca in

timpul descarcarii apar zone nesimetrice extinse de presiune locala,responsabile

de producerea celui mai des intalnit mod de de cedare la silozuri-pierderea

stabilitatii.Din pacate,nicio teorie pentru estimarea presiunilor nu se ocupa de

aparitia aleatoare a zonelor de suprapresiune locala.

3.Cedarea silozurilor

Cedarea silozurilor poate avea consecinte grave,soldandu-se cu

pierderea structurii acestuia,pierderea sau compromiterea materialului

depozitat,la care se adauga pericolul contaminarii mediului,costuri cu curatirea

zonei,cu reconstruirea unui nou siloz,si chiar si pierderi de vieti omenesti.La

silozuri,cedarile locale ale structurii acestuia,atrag dupa sine de multe ori colapsul

intregului siloz.Aceasta se datoreaza faptului ca structurile cu placi curbe subtiri

nu sunt inzestrate cu redundanta structurala,mai mult,le lipsesc trasee alternative

de descarcare a incarcarilor in eventualitatea producerii unei cedari

locale.Cedarile silozurilor sunt de obicei bruste,neanuntate,cateodata putand fi

cauzate si de explozii ale materialelor depozitate(faina).

Silozurile sunt constructiile industriale pentru care au fost inregistrate

cele mai numeroase cazuri de cedare;desi nu sunt disponibile date statistice,sute

de silozuri,tancuri si depozite sufera colaps in fiecare an,cu consecinte financiare

foarte grave.

Asa cum s-a mentionat,silozurile sunt supuse unor categorii de incarcari

foarte variate,deopotriva statice si dinamice,ducand deci la modalitati de cedare

variate.Realizarea unui proces de proiectare optim este cu atat mai dificila,cu cat

materialele depozitate pot fi dintre cele mai diverse,cu particularitati de

8/10/2019 Silo Zuri

5/21

5

comportare specifice, ce schimba starea de eforturi din structura de rezistenta a

silozului.In plus,in cele mai multe dintre cazuri,modalitatile de calcul simplificat

pentru suprinderea raspunsului static sau dinamic global al silozului,nu pot fi

aplicate ca in cazul structurilor obisnuite in cadre.Prin urmare,analiza raspunsului

structural al unui siloz nu se poate face decat prin metode complexe de evaluare

sau prin programe ce utilizeaze metoda elementului finit,astfel incat sa poate fi

modelat intreg sistemul,cuprinzand deopotriva materialul depozitat,silozul

propriu zis,si fundatia/rezemarile acestuia.Cu toate acestea,starile de eforturi

critice din perete conduc in general la doar cateva modalitati de cedare;acestea

sunt:

Pentru placa cilindrica

bursting-plesnire/crapare; flambaj sub solicitari axiale verticale de compresiune;

flambaj sub solicitari de compresiune transversale;

flambaj sub solicitari de forfecare ale placii;

colaps local in zona de rezemare a silozului;

Pentru zona conica de descarcare:

colaps sau rupere in corpul peretelui de descarcare;

colaps sau ruperea inelului de la junctiunea cilindru-con;

Pentru inelul de rigidizare din zona de tranzitie:

flamabajul inelului de rigidizare;

Plastificarea si deformarea ireversibila a inelului;

3.1.Modalitati de cedare ale placii cilindrice

a)Exploziile interne sau cedarile prin plesnire sunt specifice silozurulor,fiind

aproape inexistente in cadrul structurilor in cadre,care nu sunt supuse la solicitari

de natura sa produca astfel de fenomene.Studiile teoretice asupra starii deeforturi din timpul golirii silozurilor au demonstrat aparitia unor suprapresiuni

locale capabile sa duca la cedare prin plesnire transversala a peretelui cilindric la

multe dintre silozuri.Unele silozuri sunt predispuse la explozia de metan,produs

prin fermentarea furajelor.Solidele depozitate in vrac genereaza atat o presiune

interna in peretele placii,cat si eforturi de frecare orientate spre baza silozului.

8/10/2019 Silo Zuri

6/21

6

Totusi,in foarte putine dintre cazuri s-au inregistrat cedari ale silozurilor in

functiune,prin plesnire.Explicatia este natura ductila a otelului utilizat la

confectionarea acestor sructuri,care permite deformatii locale spre exterior

mari,fara a antrena colapsul peretelui.Mai mult,rigiditatea mare a solidelor

depozitate in silozuri permit uneori o descarcare a presiunilor interne mari,de

natura sa produca curgerea otelului.In

Grosimea de proiectare a peretelui este in mare parte data de capacitatea

sectiunii peretelui la flambaj sub compresiune centrica;prin urmare,presiunile

locale mari care produc umflarea si plesnirea silozurilor,nu sunt considerate in

proiectare decat in putine cazuri,desi ele contribuie la reducerea acestei

capacitati.In unele cazuri insa un astfel de mod de cedare este de asteptat:este

cazul silozurilor in care se depoziteaza materiale care sufera fenomene dedilatare,iar concomitent cu aceasta se produce si o scadere brusca a temperaturii

mediului ambiant,care produce racirea otelului silozului,dar nu a si a

continutului.Reprezentativ pentru acest tip de cedare,este cazul unui siloz de 16

ani,umplut pana la capacitate-700t- cu porumb;dupa scurgerea a aproximativ 15

min,procesul de golire a fost intrerupt pentru o inspectie vizuala.La cateva minute

dupa, silozul a plesnit brusc (Figura 2).In figura 1 este prezentat un alt caz de

cedare cauzat de suprapresiunile generate din timpul golirii silozului,ca urmare a

descarcarii asimetrice,cu excentricitate mare.

8/10/2019 Silo Zuri

7/21

7

Figura1.Avariere a

partii superioare in

timpul golirii(Marinelli

,2004)

8/10/2019 Silo Zuri

8/21

8

Figura2.Silozul care a plesnit se prabuseste pe silozul vecin cauzand daune

colaterale(Pistkoty,Engineering Failure Analysis)

8/10/2019 Silo Zuri

9/21

9

Flambajul peretelui cilindric.

Cel mai des intalnit mod de cedare al silozurilor este flambajul sub eforturi

de compresiune verticala-din forte de frecare si greutate proprie-.In conditiile

unei incarcari simetrice fata de axul silozului,acest mod de cedare este celurmarit a fi evitat prin procesul de proiectare a peretelui cilindric.Sub alte situatii

de incarcare apar valori semnificative ale fortelor axiale pe zone limitate de pe

suprafata peretelui.In particular,descarcarea si incarcarea cu

excentricitate,incarcarea din seism asupra silozurilor de inaltime mica si fortele

din rezemarile de la baza silozurilor supraterane,reprezinta alte cauze ce conduc

la cedari prin flambaj a peretelui.Capacitatea la flambaj a peretelui de siloz se

evalueaza prin teoriile clasice de flambaj elastic.Valorile masurate in laboratoare

ale capacitatii la flambaj au variat totusi in limite foarte largi,aspect datorat

multitudinii factorilor care influenteaza acest fenomen,dintre care

mentionam:marimea imperfectiunilor geometrice initiale,marimea presiunilor

exercitate pe perete,proprietatile elastice ale materialului depozitat,utilizarea

unui inel de rigidizare sau a altor dispoztive de rigidizare,precum si conditiile de

rezemare la baza.Silozurile pot suferi fenomene de pierdere a stabilitatii si ca

urmare a unor situatii de incarcare considerate a fi accidentale:golirea rapida a

continutului fara o ventilare corespunzatoare sau cu racire rapida,si furtuni

majore cand silozul este golit.Silozurile zvelte sunt indeosebi susceptibile sa

sufere flambaj din cauza incarcarii date de vant,pentru ca grosimea peretelui este

mai mica,iar datorita diametrulului relativ redus in plan,aceste silozuri sunt

predispuse si la rasturnari,in timpul furtunilor puternice,cand sunt golite de

materiale.

Silozurile pot fi construite cu grosime constanta sau variabila a peretelui;ei

pot fi rigidizati sau nu,pot fi amplasati fie izolati sau in grup,iar acoperisurie pot fi

fixe sau mobile pe directie radiala.Fiecare din acesti factori are o influenta foartemare asupra capacitatii la flambaj din actiunea vantului.

Silozurile supuse la incarcari orizontale neuniforme date de umplerea sau

descarcarea cu excentricitate,seism,manipularea diferitelor dispozitive

mecanice,descarca aceste categorii de incarcari prin eforturi de forfecare in

8/10/2019 Silo Zuri

10/21

10

placa.S-au inregistrat cateva cazuri de flambaj din forfecarea

membranei,insa proiectarea placii cilindrice impotriva unui asemenea mod

de cedare este dificila,intrucat nu exista teorii de calcul de stabilitate a

cilindrilor supusi unei presiuni date.

Colapsul local prin voalare se poate produce de asemenea in peretii

cilindilor,in apropierea bazei acestuia,in vecinatatea inelului de

rigidizare,sau in zonele de schimbare a grosimii peretelui,unde presiunile

interne au valori mari.Acest mod de cedare este cunosut in literatura de

specialitate,ca flambaj tip picior de elefant,ca urmare a deformarii spre

exterior a unei portiuni semnificative,de forma circulara,a peretelui.

3.2.Modalitati de cedare in zona de descarcare-zona palniei;

Materialele depozitate in silozuri nu au intotdeauna comportare de

fluid;materialele in stare solida,uscate au o anumita coeziune interna si tind sa

adere la peretele silozului,fiind astfel impiedica curgerea lor libera.Presiunea

verticala pe fundul silozului datorata materialelor uscate este influentata de

aceasta aderenta,si,pentru a descarca zona de con,se prevede de regula un

sistem de vibrare ,care distruge temporar fortele de adeziune.

Zona conica de descarcare este astfel construita incat sa permita curgerea

gravitationala a solidelor depozitate.Aceste zone sunt in general supuse lasolicitari biaxiale,date de presiunea interna si de frecarea pe perete.De

regula,cea mai severa stare de solicitare este data la umplerea initiala a

silozului.Eforturile in corpul zonei de palnie sunt foarte apropiate de cele

rezultate din teoriile de membrana si de placa,insa pozitia zonelor de solicitare

maxima variaza in functie de marimea palniei si a cilindrului dimprejur.Palniile

sudate pot ceda prin formarea de articulatii plastice ,in schimb cele prinse prin

buloane sunt asteptat sa cedeze prin formarea unei cute verticale sub eforturi

transversale.Din echilibrul global la junctiunea palniei cu cilindrul,a rezultat cainelul din aceasta zona este supus unor eforturi transversale foarte mari.Atunci

cand sunt utilizate inele mari,eforturile de intindere ce se propaga prin palnie

pot conduce la cedarea palniei,prin ruperea imbinarii in zona de

tranzitie.Acesta este cel mai des inalnit mod de cedare intalnit la palnii.In afara

de asta,au fost observate eforturi mari de incovoiere in aceasta zona,care fac

8/10/2019 Silo Zuri

11/21

11

posibile,in anumite situatii,cedari premature din cauza fenomenului de

oboseala,pe fondul ciclurilor alternante de incarcare/descarcare.

3.3.Modalitati de cedare in inelul de tranzitie.

Cedarea inelului din zona de tranzitie se poate realiza fie prin pierderea

stabilitatii,fie prin formarea de articulatii plastice.Chiar si sub actiunea unor

incarcari simetrice fata de axul silozului,inelul de tranzitie poate ceda prin

flambaj in domeniul elastic sau plastic,sau prin plastificarea imbinarii peretelui

cilindric de palnia conica.O cedare prin pierdere a stabilitatii inelului atrage

dupa sine rotiri relative mari,in timp ce plastificarea imbinarii produce

deformatii semnificative spre interiorul cilindrului.

Influenta conditiilor de amplasament

Silozurile sunt structuri relativ zvelte cu o amprenta la sol mult mai

redusa comparativ cu inaltimea lor.Prin urmare,la baza,din greutatea

materialelor depozitate si a structurii propriu zise rezulta eforturi de

compresiune foarte mari.Terenul bun de fundare este solicitat in general lacompresiune uniforma din solicitarile gravitationale aplicate;fundatia acestuia

trebuie proiectata cu mai multa atentie decat pentru o cladire

obisnuita,intrucat,de exemplu,asezarea neuniforma a materialelor depozitate

din timpul umplerii silozului duce la o distributie neuniforma a presiunilor pe

talpa fundatiei,cauzand stari de eforturi compuse,cu potentiale zone active,ce

trebuie considerate la proiectare.Cand incarcarea verticala din greutatea

materialelor nu actioneaza in centrul de greutate al fundatiei,apar eforturi de

incovoiere pe doua directii,care se pot cumula cu cele date de incarcarilaterale,precum vantul si seismul.Suprapresiunile locale de la nivelul solului

pot duce la lasarea acestuia,ducand mai departe la tasari inegale(cedari de

reazeme),care mai departe conduc la amplificarea starii de eforturi din

structura de rezistenta si implicit colapsul silozului.Cele mai multe cedari ale

fundatiilor apar in cazul solurilor argiloase,avand loc atunci cand silozul este

8/10/2019 Silo Zuri

12/21

12

incarcat pentru prima oara.Pe masura ce umplerea are loc,incarcarile sunt

aplicate si preluate atat de terenul portant,dar si de apa din golurile din

interiorul argilei.Presiunea generata in pori este transmisa apei,iar aceasta

incercand sa iasa,distruge coeziunea terenului,reducandu-i modulul de

forfecare;evident,un astfel de fenomen poate atrage cedarea intregii

structuri.De mentionat ca acest fenomen este destul de rar la silozurile din

metal,care sunt constructii cu greutate proprie redusa,fiind mult mai des

intalnit la cele din beton armat.

Coroziunea.Este bine cunoscut ca fara o protectie

corespunzatoare,coroziunea-indeosebi cea electrochimica-provoaca

deterioarea elementelor metalice ale silozului.In figura 3 sunt prezentate 2

silozuri care au suferit avarii si apoi au cedat complet din cauza

coroziunii.Este important asadar,ca in cazul silozurilor din metal sa se faca

pe langa o mentenanta corespunzatoare(vopsire) si inspectii periodice ale

structurii de rezistenta,

Fig.3:Cedare silozuri din cauza coroziunii.(Steven A. Elver,STS-AECOM;Hertlein 2007)

8/10/2019 Silo Zuri

13/21

13

Thermal Ratcheting

Fenomenul de thermal ratcheting are loc in recipientii pe peretii

carora se exercita presiuni de natura sa produca depasirea limitei de

elasticitate a materialului,simultan cu supunerea lui la cicluri alternante de

incalzire-racire;atunci cand la fiecare incalzire a recipientului se produc

deformatii plastice,are loc fenomenul de ratcheting.In unele cazuri,doar

fata interioara a peretului este supusa temperaturilor inalte,concomitent cu

producerea de deformatii plastice;la racire,aceste deformatii plastice

cumulate in peretele interior sunt suficient de mari incat sa produca

plastificarea pe suprafete reduse ale peretelui exterior;aceasta acumulare

de deformatii plastice se produce la fiecare ciclu de

incarcare/incalzire.Depasirea deformatiei ultime in peretele recipientului va

conduce in cele din urma la cedarea sa.In figura 4 este prezentat un siloz

din SUA,care a suferit colaps in 1996.Cedarea s-a produs noaptea ,cand

silozul nu era intrebuintat in niciun fel.Jenike and Johanson au ajuns la

concluzia ca peretii silozului se dilatau in timpul zilei si contractau noaptea

la scaderea temperaturii.Cum silozul nu fusese golit,materialul din interior a

inceput sa se depuna,concomitent cu evolutia dilatarii peretelui.La

contractia acestuia,materialul nu a putut fi impins inapoi in pozitia initiala,si

opunand rezistenta impingerii peretelui,a dus la aparitia unor presiunifoarte mari in acesta.Procesul a avut loc zi de zi,ducand in cele din urma la

cedarea silozului.

8/10/2019 Silo Zuri

14/21

14

Fig.4.Cedare siloz datora fenomenului de ratcheting(Carson 2000)

Cutremurele

Cutremurele produc in mod frecvent avarierea sau colapsul

silozurilor,cu pierderi nu numai materiale,dar si umane.Spre exemplu,in

timpul cutremurului din 2001 ,din El Salvador,3 persoane si-au pierdut

vietile in urma colapsului unui siloz.

Un cutremur produce acceleratii ale terenului pe trei directii(ipoteza

simplificatoare).Componenta verticala a acceleratiei terenului produce

efecte neglijabile la silozuri,in schimb cele doua componente orizontale

produc incarcari semnificative,indeosebi la silozurile inalte incarcate cu

materiale grele.Aceasta deoarece fortele seismice sunt forte inertiale,ai

caror vectori se aplica in centrul de greutate,care la silozurile inalte se

gaseste la o cota mare fata de sol,ducand asadar la valori mari ale

momentelor la baza structurii.Aceste valori de momente incovoietoare se

suprapun peste valorile date de incarcarile gravitationale,rezultand

distributii neuniforme de presiuni la baza silozului,cu valori foarte mari.O

alta cale pe care seismele avariaza silozurile este prin producerea de

oscilatii la unele materiale ce pot fi depozitate;in acest caz,la proiectare

8/10/2019 Silo Zuri

15/21

15

trebuie sa se considere atat incarcarea laterala din curgerea excentrica a

materialului,la golire,cat si cea data de seism.

2 martie 1987,Edgecumbe,Noua Zeelanda,magnitudine Mw=6.1,adancimea

focarului 6km.Este unul dintre cele mai mari cutremure din ultima perioada

care a lovit Noua Zeelanda.In orasul Edgecumb , 2 silozuri foarte mari din

otel inoxidabil au cazut,ducand la risipirea a sute de mii de litri de

lapte.(Figura 5).

17 August 1999 Kocaeli si 12 Noiembrie 1999 Duzce,Turcia

Cele doua cutremure de 7.4 Kocaeli si 7.2 Duzce s-au petrecut in nord-

vestul Turciei la diferenta de 3 luni.Structurile multor constructii din mai

multe orase,printre care si Duzce au fost avariate de ambele cutremure.De

exemplu,silozul pentru ciment din figura 6 a supravietuit primului

cutremur,dar s-a prabusit in urma producerii celui de al doilea,din

Noimebrie.Desi nu au fost consemnate,este foarte posibil insa ca primul

cutremur sa fi produs avarii semnificative.Silozurile in cauza erau amplasate

in apropierea unui santier de autostrada,la foarte mica distanta de falia

8/10/2019 Silo Zuri

16/21

16

Figura 5.Colaps a doua silozuri pentru lapte in urma unui cutremur(CAE 2007)

celui de-ai doilea cutremur,si doar 5 km de epicentru.Tot in timpul cutremurului

din Kocaeli,s-a mai inregistrat colapsul a 2 din 3 tancuri utilizate pentru

depozitarea de gaze lichefiate,ca urmare a cedarii stalpilor din beton armat de la

baza lor.Tancurile prabusite erau umplute la 85% din capacitate cu oxigenlichefiat,in timp ce tancul care a scapat era umplut doar la 25%,cu azot lichid.Se

estimeaza ca aproximativ 1200 de tone de oxigen criogenat au fost eliberate in

mediul inconjurator ca urmare a probusirii celor doua tancuri.Din studiile

detaliate utilizand analiza dinamica a acestor structuri,s-a constatat ca efectul de

sloshing a fluidelor depozitate nu a influentat in mod semnificativ raspunsul

dinamic al tancurilor,ci ca cedarea s-a produs din cauza rezistentei si capacitatii de

deformare insuficiente a stalpilor suport.Ca si concluzie,s-a prescris ca in cazul

silozurilor supraterane,amplasate in zone seismice,stalpii din beton armat sa fieinzestrati cu capacitati mari de deformatie,iar daca acest lucru nu poate fi

obtinut,trebuie sa se utilizeze alte modalitati de rezemare.

8/10/2019 Silo Zuri

17/21

17

a)

b)

8/10/2019 Silo Zuri

18/21

18

c)

Figura 6.Silozuri prabusite in Turcia:a)Xiao si Yaprak;b)GESS c)Tanc neavariat(in partea dreapta)

si doua tancuri avariate,in timpul cutremurului din Kocaeli,Turcia.

Utilizarea necorespunzatoare:In figura 7 este aratat un siloz care a

suferit colaps ca urmare a utilizarii pentru depozitare a unui altfel de

material decat cel considerat de proiectant initial.Proprietatile de curgere

ale solidelor vrac difera de la material la material,iar daca din diverse

motive,silozul isi modifica utilizarea,este necesar sa se realizeze o verificare

atenta a noului raspuns structural.Daca proprietatile de curgere ale noului

material sunt diferite si au variatii mai mari decat cele pentru care silozul a

fost proiectat,starea de eforturi poate sa se schimbe complet fata de cea

considerata la dimensionare.Pot aparea de asemenea si obstructii pentru

unele categorii de materiale, ce pot curata de la sine,dar de cele mai multe

ori,personalul silozului va trebui sa recurga la diverse metode ,uneori

drastice.Indiferent de metoda aleasa,incarcarile dinamice care vor rezulta

cand se produc caderi ale materialelor datorate distrugerii efectelor de

8/10/2019 Silo Zuri

19/21

19

rathole sau de arc pot duce la prabusirea silozului.Un alt efect nedorit

este aparitia vibratiilor autoinduse ale silozului,care amplifica incarcarile

dinamice la valori pe care acesta nu le poate prelua.Schimbarea tipului de

material depozitat poate produce in unele cazuri o crestere a timpului

necesar evacuarii,iar daca materialul in cauza este piroforic si prafos,se

creeaza conditii prielnice pentru producerea de implozii.

Fig.7.Cedare siloz ca urmare a modificarii mecanismului de curgere a materialului:silozul

proiectat pentru curgere laminara;curgerea s-a produs in masa

8/10/2019 Silo Zuri

20/21

20

4.Concluzii

Principalele cauze de cedare ale silozurilor si consecintele aferente sunt

asadar:exploziile si imprastierea materialului depozitat,variatiile incarcarilor in

timpul umplerii si golirii,distributia neuniforma sau valorile mari ale presiunilor pe

talpa fundatiei,precum si conditiile de amplasament,coroziunea componentelor

metalice,colaps intern prin flambajul sau plastificarea elementelor

componente,fenomenul de thermal ratcheting si cutremurele.

Prevenirea producerii de explozii insotite de plesnirea silozului poate firealizata prin monitorizarea atenta a presiunii interne si presiunilor gazelor

produse de materialul depozitat.Similar,daca efectele posibilelor scurgeri

nesimetrice ale materialului (provocate de efectele de rathole,si arc) impreuna

cu ipotezele de incarcare nesimetrica la umplere sau la golire,sunt considerate in

faza de proiectarea,fenomenele nedorite de tipul tasarilor diferentiate,flambajul

sau plastificarea elementelor componente pot fi limitate prin calcul.De

asemenea,trebuie sa se tina seama de presiunile foarte mari de la baza

silozului,care le depasesc pe cele ale constructiilor obisnuite de tipul cladirilor;mai

mult aceste presiune au o distributie neuniforma nu numai sub actiunile

seismice,care le amplifica aceasta caracteristica,dar si din incarcarile

gravitationale.

8/10/2019 Silo Zuri

21/21

21

5.Bibliografie

Analysys of steel silo structures on discrete supports,Hongyu Li;

Cause of Damage and Failures in Silo Structures, Adem Dogangun; Zeki

Karaca; Ahmet Durmus; and Halil Sezen, M.ASCE;

Collapse of Steel Silo,Rubin M. Zallen, P.E.

Silo failures:why do they happen?,John W. Carson,Tracy Holmes