Edificio de almacenamiento a granel con estructura de acero

Edificio de almacenamiento a granel con estructura de acero

Un edificio de almacenamiento a granel no es un almacén. Un almacén almacena paletas en estantes: cargas uniformes y predecibles sobre una losa plana. El almacenamiento a granel maneja material suelto que empuja lateralmente contra las paredes, genera polvo, atrapa la humedad y corroe el acero desde el interior. ZSL diseña edificios de almacenamiento a granel desde el material almacenado hacia afuera: las secciones de las paredes están diseñadas para el perfil de presión interna de su producto específico. Marcos primarios Q355B, conexiones únicamente con pernos-, espesor de espesor mayor o igual a 250 μm con recubrimiento final resistente a productos químicos- cuando sea necesario. ISO 9001.
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Shenyang Zishenlong Light Steel Color Plate Co., Ltd. es uno de los fabricantes y proveedores más confiables de edificios de almacenamiento a granel con estructuras de acero en China y también brinda servicio personalizado. Bienvenido a comprar un edificio de almacenamiento a granel con estructura de acero aprobado por CE e ISO a bajo precio en nuestra fábrica.

 

El material decide el acero.

El mismo marco de acero que sostiene 5.000 toneladas de arena seca de forma segura puede doblarse bajo 5.000 toneladas de grano húmedo. Los materiales a granel no son cargas intercambiables - cada uno crea una envoltura de presión, riesgo de corrosión y peligro de polvo diferentes. El diseño del edificio comienza con esta tabla:

Material almacenado Densidad aparente (kg/m³) Ángulo de fricción interna Perfil de presión de pared Requisito de acero
Trigo/maíz/soja 720–800 25 grados –28 grados Triangular - máximo en la base, disminución lineal hacia la parte superior Estándar Q235B o Q355B; correas galvanizadas; no se necesita recubrimiento químico
Fertilizantes (urea, DAP, NPK) 700–1,100 30 grados –35 grados Triangular + presión química por apelmazamiento Q355B mínimo; DFT Mayor o igual a 280 μm de capa superior de poliuretano epoxi -rica en zinc + resistente a productos químicos-; sujetadores de acero inoxidable en la unión de la pared-piso
Arena/grava/piedra triturada 1,400–1,900 35 grados –40 grados Triangular empinado - alta presión en la base, desgaste abrasivo en la zona de contacto con la pared Q355B; vigas de pared con una separación de 0,8 m (no estándar de 1,2 m); Placa de revestimiento de acero de 6 mm en los 2 m inferiores de la cara de la pared
Pellets de carbón/biomasa 650–900 30 grados –38 grados Presión moderada + riesgo de explosión Q355B; paneles de ventilación contra explosiones según NFPA 68; pisos conductores para evitar descargas estáticas; Puntos de conexión del sistema de recolección de polvo integrados en el marco.
Cemento/cenizas volantes (tipo silo-) 1,000–1,500 0 grados –10 grados Fluido-como - casi-hidrostático, presión base muy alta Q355B mínimo; Se prefiere la geometría cilíndrica o de múltiples lados a la rectangular; refuerzos de pared a 500 mm entre centros en el tercio inferior
Sal (descongelante-a granel, industrial) 1,100–1,300 28 grados –32 grados Corrosión por cloruro moderada + agresiva Q355B + galvanizado en caliente-todos los componentes, incluidos los sujetadores; DFT Mayor o igual a 300μm; No hay acero al carbono expuesto en ninguna parte dentro de la envolvente del edificio.

 

Si almacena productos mixtos en el mismo edificio, compartimos - cada compartimento tiene su propia especificación de pared. Si cambia los productos más adelante, el marco está diseñado para el material del peor-caso en su rango operativo. La diferencia en el peso del acero entre un edificio-solo grano y un edificio con múltiples-productos básicos suele ser del 8 % al 15 % - y ese 8 % al 15 % es el seguro más barato que comprará contra una falla en la pared.

 

Por qué la pared es la parte más difícil

En un almacén, la pared transporta el viento y el revestimiento. En un edificio de almacenamiento a granel, la pared soporta la presión lateral de cientos o miles de toneladas de material almacenado que presionan contra ella - continuamente, las 24 horas del día, durante años. Este no es un problema de carga de viento. Es un problema de muro de contención, solucionado con acero.

 

ZSL diseña cada viga de pared como una viga cargada continuamente, no como una simple viga de viento. Para materiales granulares (arena, grava, granos), la presión se calcula usando la fórmula de Janssen para el almacenamiento-en contenedores profundos, que tiene en cuenta la fricción de la pared que reduce la presión vertical en profundidad. Para materiales cohesivos (granos húmedos, algunos fertilizantes) que pueden formar puentes y luego colapsar, aplicamos un factor de impacto dinámico de 1,3 veces además de la presión estática.

 

Especificaciones de la pared por profundidad del material almacenado:

Altura de almacenamiento Sección de revestimiento de pared Espaciado vertical de ceñidores Adicional
Hasta 3m C200×70×20×2,5 mm, acero G550 1.0m Conexiones atornilladas estándar
3m–6m C250×75×20×2,5 mm o 3,0 mm 0.8m Doble-perno en las conexiones de las columnas
6m–10m C300×80×25×3,0 mm 0.6m Placas de refuerzo en el tramo medio-; Pernos M20 Grado 10.9 en cada conexión
10m+ Vigas horizontales de sección-H-construidas que se extienden de columna-a-columna, con relleno de sección C-vertical 0.5m Análisis estructural completo por SAP2000 por proyecto; Momentos de la base de la columna comprobados para detectar vuelcos.

 

Las vigas de pared están diseñadas para que cualquier viga pueda retirarse y reemplazarse sin descargar el edificio. - colocamos tirantes de soporte secundarios a 45 grados detrás de la línea de viga, de modo que las trayectorias de carga se transfieran durante el mantenimiento.

 

Cómo entra y sale el material

Un edificio de almacenamiento a granel es un dispositivo de flujo. Si no puede llenarlo lo suficientemente rápido en el momento de la cosecha o vaciarlo lo suficientemente rápido en el momento del envío, la especificación del acero no importa - la operación falla.

 

Configuraciones de carga comunes:

- Carga superior-mediante transportador: una galería transportadora cubierta discurre a lo largo de la línea de cresta. El material cae a través de un carro tripper hacia el edificio de abajo. Esto requiere una abertura en el techo - enmarcamos una ranura de cumbrera continua con cubiertas removibles, diseñadas para soportar la misma carga de nieve y viento que el resto del techo. La estructura de soporte del transportador es una armadura de acero independiente montada en las columnas del marco principal - y no se asienta sobre las correas del techo.

 

Carga - lateral-a través de un camión volquete: un foso de recepción en una elevación larga, cubierto por una cubierta-de acceso. Los camiones se inclinan directamente hacia una tolva subterránea y un elevador de cangilones o una cinta transportadora inclinada eleva el material hacia el edificio. La marquesina es un marco de acero en voladizo separado de las columnas principales del edificio - sin columnas a nivel del suelo- en la zona de maniobras de camiones.

 

- Llenado neumático directo (cemento, cenizas volantes, polvos finos): tuberías de entrada en la parte superior del edificio, filtros de recolección de polvo ventilados a través del techo. El edificio actúa como un gran recipiente de contención. - las conexiones de pared y techo deben ser herméticas a la presión de funcionamiento especificada (normalmente de 2 a 5 kPa).

 

Configuraciones de descarga comunes:

- Parte inferior de la tolva por gravedad: el piso del edificio tiene una pendiente de 45 a 60 grados (dependiendo del ángulo de reposo del material) hacia un túnel de recuperación central. El túnel es una caja de hormigón armado o acero que discurre por debajo del edificio, dimensionada para una cinta transportadora y una pasarela de mantenimiento. Las paredes del túnel están diseñadas para soportar toda la presión de la columna de material de arriba.
- Cargador-frontal: grandes aberturas de puertas en un hastial, piso mantenido a nivel, el cargador entra y sale. La abertura de la puerta tiene todo el ancho del hastial - el marco del hastial de arriba debe abarcar la abertura sin columnas intermedias. Esto suele significar un marco de pórtico con una sección más profunda en el hastial que en los marcos interiores.
Extracción - lateral- mediante tornillo de recuperación: tornillos de recuperación horizontales corren a lo largo de la base de la pila almacenada y descargan a un transportador de recolección transversal. El ancho del edificio se adapta a la longitud de los tornillos -, normalmente de 6 a 10 m por tornillo, por lo que los edificios más anchos utilizan varios tornillos paralelos.

 

El polvo, la humedad y las cosas que matan un edificio grande años antes de que falle el acero

Los edificios de acero fallan estructuralmente por razones obvias: - sobrecarga, conexiones deficientes y refuerzos inadecuados. Los edificios de almacenamiento a granel fallan antes y más silenciosamente - debido a la corrosión provocada por la humedad atrapada contra el acero, al polvo que se acumula en las bridas de las correas del techo hasta que la carga muerta excede el diseño y a los ciclos de condensación que eliminan micrones de zinc cada año.

 

Qué hacemos con cada uno:

  • Humedad: Especificamos una barrera de vapor continua debajo del revestimiento del techo para cualquier edificio que almacene materiales higroscópicos (granos, fertilizantes, sal). Las correas del techo están galvanizadas en caliente-a Z275 como mínimo - Z350 para sitios costeros o tropicales. El techo está diseñado con una pendiente mínima del 5% (no el 2% estándar para edificios industriales) para evitar encharcamientos. Los ventiladores de cumbrera recorren todo el edificio. - la convección natural elimina el aire cálido y húmedo antes de que se condense en la parte inferior de las láminas frías del techo.
  • Polvo: El polvo de los cereales, los fertilizantes, el carbón y el cemento se deposita en todas las superficies horizontales del interior del edificio. Con el paso de los años, el polvo acumulado en las alas inferiores de las correas y en los miembros de refuerzo agrega una carga muerta que nunca estuvo en el modelo estructural. Diseñamos todos los miembros horizontales a 1,15 veces la carga calculada para tener en cuenta esto, y especificamos la orientación de la correa para que el ala abierta mire hacia abajo - el polvo caiga y no se acumule.
  • Corrosión: Los fertilizantes (nitrato de amonio, urea, DAP) liberan amoníaco y otros gases corrosivos dentro de la envolvente del edificio. El almacenamiento de sal genera aire cargado de cloruro-. El revestimiento galvanizado estándar no es suficiente. Para estos entornos, especificamos un sistema de dos-capas: imprimación rica en zinc-epóxido (espesor mayor o igual a 80 μm) más una capa final de poliuretano resistente a productos químicos-(espesor seco mayor o igual a 120 μm). Las conexiones atornilladas utilizan sujetadores de acero inoxidable (grado A2-70 o A4-70) dentro de 2 m de la zona de contacto del material almacenado.

 

Kenia - Complejo de almacenamiento agrícola a granel

  1. Ubicación: región del Valle del Rift, Kenia
  2. Tipo de edificio: almacenamiento a granel de múltiples-productos - granos (maíz, trigo) + fertilizantes (DAP, urea) en compartimentos separados
  3. Dimensiones: 60 m de largo × 30 m de ancho × 10 m de altura del alero, dividido en dos tramos de 30 m × 30 m mediante un cortafuegos central
  4. Peso del acero: 142 toneladas Marco primario Q355B + estructura secundaria
  5. Recubrimiento: sistema rico en zinc-epóxido DFT de 280 μm en todas partes; capa final de poliuretano-resistente a productos químicos en el compartimento de fertilizantes; Todas las fijaciones para compartimentos de abono de acero inoxidable A4-70.
  6. Techo: 5 % de pendiente de una sola pendiente-con ventilador de cumbrera de longitud completa-; correas galvanizadas Z350; barrera de vapor debajo del revestimiento del techo

 

Lo que resolvimos:

1. Separación de productos en un solo marco: El cliente necesitaba almacenar cereales y fertilizantes bajo un mismo techo. El riesgo de corrosión de los fertilizantes significaba que las dos bahías no podían compartir las mismas especificaciones de recubrimiento o sujetadores. Diseñamos todo el edificio como un marco continuo (luz libre de 30 m, sin columnas interiores) con un cortafuegos central que separa los dos productos. El cortafuegos es una pared de paneles con aislamiento de doble-piel sobre su propio marco de acero secundario, con resistencia-al fuego de 120 minutos. El almacén de granos utiliza conexiones galvanizadas estándar. La bahía de fertilizantes utiliza el sistema de revestimiento resistente a productos químicos-con sujetadores de acero inoxidable - pero ambas bahías comparten las mismas columnas primarias, la misma estructura de techo y los mismos cimientos. Esto redujo el peso total del acero en un 14 % en comparación con la construcción de dos estructuras separadas.

 

2. Control del polvo del maíz: El grano de maíz genera polvo combustible. El edificio incluye paneles de ventilación contra explosiones en el techo (área total de ventilación de 12 m² según los cálculos de NFPA 68), un conducto de recolección de polvo que corre a lo largo de la cumbrera conectado a un filtro de mangas fuera del edificio y todos los equipos eléctricos dentro del edificio clasificados para Clase II División 2 (polvo combustible) según el artículo 500 de NEC.

 

3. Tasa de llenado estacional: el cliente recibe el 80% del volumen anual de grano en un período de cosecha de 6-semanas. El transportador de carga superior-fue dimensionado para 200 toneladas/hora - el edificio se llena desde el vacío hasta su capacidad en 12 días operativos. El lado de descarga utiliza el fondo de una tolva por gravedad para un transportador de túnel de recuperación que funciona a 100 toneladas/hora, alimentando a los camiones en un muelle de carga de paso en el extremo del hastial.

 

4. Sísmica del Valle del Rift: El sitio se encuentra en el Valle del Rift sísmicamente activo de Kenia. El marco está diseñado según KS 2190 (código sísmico de Kenia, equivalente al Eurocódigo 8 para la zona sísmica 3). Marcos de portal resistentes al momento-en ambas direcciones, refuerzos-cruzados en las cuatro elevaciones y placas de base de columna ancladas con pernos-de sujeción-fundidos diseñados para el momento de vuelco total en el terremoto de diseño.

 

Este edificio fue enviado desde Dalian en contenedores de 8×40HC. Listas de empaque organizadas por bahía y elevación. Cajas de pernos codificadas por colores-. Certificados completos de fábrica y registros de calificación de procedimientos de soldadura suministrados para revisión de terceros-. El cliente puso en marcha el edificio 64 días después de que los contenedores salieran del puerto de Mombasa.

 

Preguntas frecuentes

P: ¿Puedo almacenar varios materiales en un edificio?

R:Sí, - con compartimentación. Cada bahía obtiene especificaciones de pared, revestimiento y ventilación independientes que se adaptan al material almacenado. El marco principal abarca todos los tramos como una estructura continua, lo que reduce el peso del acero y el costo de los cimientos en comparación con los edificios separados.

 

P: ¿Cuál es la altura máxima de almacenamiento?

R:ZSL ha diseñado edificios de almacenamiento a granel con una altura de pared de hasta 12 m (grano, fondo-plano). Por encima de los 12 m, la geometría cilíndrica tipo silo-se vuelve más rentable-que los edificios rectangulares. Le diremos si su requisito de altura cruza esa línea.

 

P: ¿Cómo se evita la condensación en la parte inferior del techo?

R: Barrera de vapor debajo del revestimiento del techo, ventilación continua en cumbrera y rejillas de entrada de aire a nivel del alero-con un tamaño para entre 6 y 8 cambios de aire por hora bajo convección natural. En sitios tropicales o de alta-humedad, agregamos extractores eléctricos con sensores de humedad.

 

P: ¿Suministran el transportador, la tolva y el equipo de recuperación?

R:No, - ZSL suministra la estructura de acero del edificio, incluidas las aberturas, el acero de soporte y los puntos de conexión para su equipo. Los proveedores especializados en manipulación de materiales suministran transportadores, elevadores de cangilones, tolvas y tornillos de recuperación. Coordinamos las dimensiones de la interfaz y los puntos de carga durante la ingeniería.

 

P: ¿Qué cimientos necesita un edificio de almacenamiento a granel?

R:El marco principal se asienta sobre cimientos de hormigón armado, al igual que cualquier edificio de acero. El piso varía según el método de descarga: losa plana para el acceso del cargador frontal-, fondo de tolva inclinado con túnel de recuperación para descarga por gravedad o piso elevado con transportador debajo-del contenedor para almacenamiento tipo silo-. La ingeniería de cimientos la realiza el ingeniero estructural local del cliente utilizando los datos de reacción de las columnas que proporcionamos.

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