مباحث مهم در انتخاب سیلوهای بتنی و فلزی

نویسنده : مهندس امیرحسین حسینی

درانتخاب نوع سیلو برای نگهداری غلات و یا مواد پودری ، هزینه ساخت ، فرآیند ساخت ، نیروی کار انسانی ، بیمه ، عوامل ایمنی محیطی ، هزینه های تعمیر و نگهداری ، مصرف انرژی و جایگزینی سریع در هنگام خرابی ، اندازه سیلو ، مقاومت خاک ، سطح آبهای زیرزمینی ، پارامترهای تأثیرگذاری هستند. در این مقاله سعی شده است با اشاره به ده فاکتور تأثیرگذار به مقایسه سیلوهای بتنی و فلزی با نیم نگاهی به مقوله طراحی پرداخته شود:

اندازه سیلو :
برای سیلوهای با قطر کمتر از 30 فوت یا 9 متر ، استفاده از سیلوهای بتنی توصیه نمی گردد. مگر آنکه سایر عوامل محیطی و لجستیکی محل پروژه شرایط دیگری را رقم بزند.

بارهای عمودی و افقی :
در سیلوهای بتنی ، دیواره ها با استفاده از شبکه میلگرد فولادی تقویت و مسلح می گردند. مقدار و تراکم این شبکه بستگی به میزان تحمل بارهای افقی دیواره دارد. در واقع با تغییر مقادیر وزنی میلگردها با استفاده از سایز و فاصله آنها با یکدیگر میزان تحمل بارهای افقی تغییر می کند.

به عبارتی انعطاف پذیری در طراحی و ساخت یک سیلوی بتنی برای مقاومت در برابر اثرات بارهای غیر عادی یکی از امتیازات این نوع از سیلوها در برابر سیلوهای فلزی می باشد.

در سیلوهای فلزی ، اولین ملاحظه طراحی مربوط به بارهای عمودی است. در این سیلوها استحکام طولی یک پوسته استوانه ای با میزان خمیدگی ورقهای آن رابطه معکوس دارد. در واقع طراح می بایست با توجه به تحلیل نوع کاربری سیلو تغییرات احتمالی در شعاع سیلو را جهت مقابله با موارد خطر ساز مد نظر قرار دهد.

باید در نظر داشت در حالیکه میزان خمیدگی سیلو، ارتفاع سیلو و ضخامت ورق در سیلوهای فلزی میزان مقاومت لازمه در برابر بارهای عمودی را مشخص می سازد ، ضخامت و نوع اتصالات در سیلوهای فلزی ( اندازه و نوع پیچ و مهره ها و یا نوع و میزان اتصال جوشی ) بیانگر میزان مقاومت در برابر بارهای افقی خواهد بود. ضمن آنکه استفاده از استیفنرهای خارجی مقاومت خمشی و طولی دیواره ها را به مقدار قابل توجهی افزایش خواهد داد. در صورت نیاز المانهای افقی باد بند جهت مهار سیلوی خالی از مواد در هنگام وزش باد و یا زلزله نیز مد نظر قرار می گیرند.

پارامترهای خوردگی و ساییدگی
در سیلوهای عموما فلزی با ضخامت و کیفیت نامناسب گالوانیزه خوردگی میتواند در دیواره های داخلی بر اثر مواد ذخیره شده داخلی و در دیواره های خارجی به علت وجود رطوبت اتفاق بیافتد.

همچنین ساییدگی در دیواره های داخلی در سیلوهای فلزی از سرعت بیشتری نسبت به سیلوهای بتنی برخوردار است.

جزییات دیواره های داخلی
در سیلوهای فلزی ، لبه های اتصال ورقها به یکدیگر از طریق پیچ و مهره و یا اتصال جوشی میتواند عاملی برای افزایش فشار در دیواره ها باشد.

سطح اشغال زیربنا: با توجه به امکان استفاده از ارتفاع بیشتر در سیلوهای بتنی ، در یک ظرفیت ثابت میتوان از مساحت زیربنای کمتری برای احداث سیلو استفاده نمود.

بارهای ضربه ای
عموما سیلوهای بتنی بارهای ضربه ای را راحت تر تحمل می نمایند.

زاویه اصطکاک دیوار
تخلیه مواد در سیلوهای بتنی سختتر از سیلوهای فلزی می باشد. این امر به علت میزان اصطکاک بیشتر بین بار غلات و دیواره های داخلی در سیلوهای بتنی می باشد. بطوریکه این امر باعث افزایش نیروی دراگ اصطکاکی روی دیواره ها و کاهش فشار عمودی و ثقلی در سطح بدنه استوانه ای سیلو می شود. نتیجه این امر ایجاد اشکال در جریان مواد در سیلوهای بتنی می گردد. بنابراین در طراحی سیلوهای بتنی ، جهت سهولت تخلیه مواد ، نیاز به جزییات و ملاحظات بیشتری می باشد. هرچند با لحاظ این ملاحظات میتوان به سرعت تخلیه بالاتر نیز دست یافت.

کیفیت ساخت و نگرانی نظارت و بازرسی فنی
عموما سیلوهای بتنی در مقایسه با سیلوهای فلزی فرآیند ساخت پیچیده تری دارند. در واقع برخی از عوامل بیرونی همچون کیفیت بتن آماده شده و یا شرایط آب و هوایی زمان ساخت سیلوها به شدت بر روی کیفیت سیلوی ساخته شده تأثیرگذار خواهند بود.

بطوریکه عواملی نظیر هوای گرم و سرد ، وزش باد و رطوبت روی ساخت بتن ، بتن ریزی و عمل آوری بتن تأثیر می گذارند. برای دستیابی به نتیجه مطلوب بهتر است دمای محیط ، دمای مصالح و بتن ، اوضاع جوی ، سرعت و جهت وزش باد ، رطوبت نسبی محیط و سایر اطلاعات به طور روزانه ثبت و در کارگاه جمع آوری گردد. به عنوان مثال دمای بتن در عملیات بتن ریزی می بایست در محدوده 24 الی 38 درجه سانتیگراد باشد و یا درجه حرارت آب مورد نیاز ساخت بتن ، سیمان ، آرماتور و حتی میکسر می بایست در محدوده های مجاز و استاندارد قرار گیرند. نوع شن و ماسه و سیمان مورد استفاده نیز بسته به شرایط آب و هوایی متغیر خواهد بود.

این در حالیستکه در سیلوهای فلزی به خصوص سیلوهای فلزی با اتصالات پیچ و مهره ، در صورت خرید از یک سازنده معتبر جهانی و در دسترس بودن آزمایش های کیفی ورقها و اتصالات مورد استفاده در ساخت سیلوها ، نظارت بر عملیات ساخت بسیار راحتتر خواهد بود هرچند که عملیات نصب سیلوها نیز باید به دقت و به خوبی انجام گیرد.

به هر حال این موارد اهمیت استفاده از یک پیمانکار حرفه ای و متعهد به اصول اخلاق کاری را به خصوص در ساخت سیلوهای بتنی نشام می دهد.

مقاومت در برابر زلزله
مبحث مقایسه مقاومت سازه های فلزی و بتنی صنعتی و یا مسکونی در برابر بار زلزله مقوله چندان ساده و مشخصی نیست چه آنکه پارامترهای ساخت متریال و نحوه مونتاژ و اتصال در سیلوهای فلزی و یا آرماتور بندی و بتن ریزی در سیلوهای بتنی و همچنین مقدار بار مرده سازه در میزان مقاومت در برابر زلزله بسیار تأثیر گذار خواهند بود.

با اینحال حساسیت ساخت در سیلوهای بتنی با توجه به این مورد نیز به مانند آیتم قبلی بیشتر خواهد بود در حالیکه در سیلوهای فلزی نیز تأمین مصالح از سیلوسازان معتبر بسیار حیاتی است. باید به این نکته هم اشاره نمود که سیلوهای بتنی در صورت صدمه دیدن در زلزله ناشی از کیفیت پایین فرآیند ساخت سیلوها ، به ندرت قابل اصلاح و تعمیر هستند.

ذخیره سازی مواد پودری
در صورت ذخیره سازی مواد پودری به دلیل احتمال بالای تبدیل آنها به مایع ، گرد و غبار و افزایش احتمال انفجار ، سیلوهای بتنی در ذخیره سازی اینگونه مواد ، عملکرد بهتری خواهند داشت.