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3.3，結(jié)構(gòu)選型3。3。1 筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)六部分的劃分 是為了在設(shè)計(jì)中進(jìn)行技術(shù)比較時(shí),有一個(gè)統(tǒng)一的技術(shù)口徑 倉(cāng)上建筑物是指?jìng)}頂平臺(tái)以上的建筑，包括單層或兩層及以上的廠房.倉(cāng)頂是指?jìng)}頂平臺(tái)或倉(cāng)頂平臺(tái)及與倉(cāng)壁整體連接的鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)。用于大直徑筒倉(cāng)或倉(cāng)壁落地的圓形筒倉(cāng)的截錐殼或截球殼。大跨鋼結(jié)構(gòu)及大跨空間結(jié)構(gòu) 倉(cāng)壁是指直接承受貯料水平壓力的豎壁,倉(cāng)底是指直接承受貯料豎向壓力的結(jié)構(gòu) 是由平板.梁板式結(jié)構(gòu)加填料及各種殼體形成的漏斗等結(jié)構(gòu)。倉(cāng)下支承結(jié)構(gòu)是指?jìng)}底以下的筒壁、柱或墻壁 它是倉(cāng)壁,倉(cāng)底和基礎(chǔ)之間起承上啟下作用的支承結(jié)構(gòu).基礎(chǔ)是指落地倉(cāng)壁。筒壁，柱或墻壁以下的部分,圖3，3。1只代表筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)倉(cāng)型劃分的示意 未包括所有行業(yè)某種特定的倉(cāng)型.3.3 2.式 3，3,2 是選定圓形筒倉(cāng)倉(cāng)壁厚度的經(jīng)驗(yàn)公式，按此公式計(jì)算的壁厚,與我國(guó)已建成的直徑在15m及以下筒倉(cāng)的實(shí)際壁厚基本相符.可以滿足設(shè)計(jì)要求 直徑大于15m的筒倉(cāng)應(yīng)按公式的附注進(jìn)行調(diào)整、直徑大于30m或貯料重力密度較大的圓形筒倉(cāng)或大型圓形淺倉(cāng)、在初設(shè)階段可按本條附注的規(guī)定進(jìn)行估算。在此基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)驗(yàn)算后、再最終確定施工圖設(shè)計(jì)階段的筒倉(cāng)壁厚 3，3，4、如何選擇適當(dāng)?shù)膫}(cāng)底形式，是筒倉(cāng)設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)之一,根據(jù)煤炭系統(tǒng)多年來(lái)建成筒倉(cāng)的統(tǒng)計(jì)表明。圓形筒倉(cāng)倉(cāng)底結(jié)構(gòu)的鋼材消耗約占整個(gè)筒倉(cāng)鋼材消耗的17 35 平均約為30 而且在直徑，貯量相同條件下 由于倉(cāng)底結(jié)構(gòu)選型的差異。材料消耗指標(biāo)變化幅度很大 倉(cāng)底結(jié)構(gòu)的布置合理與否。倉(cāng)底與倉(cāng)壁的不同的連接方式、對(duì)于保證滑模施工的連續(xù)性以及對(duì)計(jì)算工作量的簡(jiǎn)化程度均有直接的影響.此外,倉(cāng)底是否合理，對(duì)于卸料暢通與否的影響也很大，倉(cāng)底選型的四項(xiàng)原則是基于上述幾個(gè)方面的情況.從筒倉(cāng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)出來(lái)的 對(duì)筒倉(cāng)設(shè)計(jì)具有指導(dǎo)意義。圖3 3 4只是幾種常用的倉(cāng)底形式。是結(jié)合國(guó)內(nèi)外筒倉(cāng)設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，技術(shù)上比較成熟.行之有效及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)比較合理的常用普通倉(cāng)底形式.它既有推薦的性質(zhì) 同時(shí)又未做硬性規(guī)定,以利于今后設(shè)計(jì)中推陳出新。對(duì)于倉(cāng)底與倉(cāng)壁的連接方式，在建材.水泥及電力等工業(yè)部門.為適應(yīng)特殊卸料設(shè)備的需要、還有其他的倉(cāng)底結(jié)構(gòu)形式,在這些工業(yè)部門也是行之有效的.圖3.3.4并不能代表各行業(yè)現(xiàn)有筒倉(cāng)的全部倉(cāng)型。本標(biāo)準(zhǔn)也未能全部列出 倉(cāng)底與倉(cāng)壁的連接方式一般有兩種.1,整體連接,倉(cāng)底結(jié)構(gòu)與倉(cāng)壁整體澆注,結(jié)構(gòu)變形互有影響.在連接范圍內(nèi).倉(cāng)壁和倉(cāng)底不僅有薄膜內(nèi)力 而且還存在彎矩和剪力、對(duì)于小直徑筒倉(cāng)，多釆用這種連接方式、其優(yōu)點(diǎn)是整體性好，缺點(diǎn)是不便于滑模施工、計(jì)算也比較復(fù)雜,漏斗與倉(cāng)壁整體連接點(diǎn)的內(nèi)力如圖3所示 圖3是一個(gè)最簡(jiǎn)單的漏斗與倉(cāng)壁的整體連接,只有將其連接部位各構(gòu)件間的內(nèi)力求解后.各構(gòu)件才能按靜定結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算、而且這些內(nèi)力還要傳遞一定的范圍后,才能忽略其對(duì)薄膜應(yīng)力的影響.下部筒壁由于受漏斗及環(huán)梁的影響.尤其是滑模施工時(shí)，施工至此必須停工,待漏斗及環(huán)梁施工完畢后、才能重新組裝模板,重新開(kāi)始滑模.2.非整體連接，倉(cāng)底通過(guò)邊梁或環(huán)梁簡(jiǎn)支于筒壁壁柱上，或與筒壁完全脫開(kāi)、由于沒(méi)有其他構(gòu)件的約束,倉(cāng)壁只產(chǎn)生薄膜內(nèi)力.減少了因薄壁筒殼剛度突變而產(chǎn)生的附加內(nèi)力、這種連接的主要優(yōu)點(diǎn)是便于滑模施工并簡(jiǎn)化了計(jì)算過(guò)程。正是由于有了滑模施工技術(shù)、圓形筒倉(cāng)這種結(jié)構(gòu)形式的構(gòu)筑物才得以迅速發(fā)展。得到工程界的普遍歡迎。在國(guó)外目前普遍釆用這種連接方式、我國(guó)近年來(lái)在煤炭及其他行業(yè)的筒倉(cāng)設(shè)計(jì)中也大量釆用 直徑15m以上的大型筒倉(cāng).釆用非整體連接方式 施工后效果較好、深受施工單位的歡迎、3，3，5、筒倉(cāng)倉(cāng)底結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)所耗的鋼材.水泥通常占整個(gè)筒倉(cāng)鋼材，水泥指標(biāo)的60.以上.因此選用合理的倉(cāng)底結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)形式，是體現(xiàn)筒倉(cāng)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的重要環(huán)節(jié)、當(dāng)筒倉(cāng)直徑在15m及以上時(shí)，如工藝允許 應(yīng)優(yōu)先考慮設(shè)內(nèi)柱.以減少倉(cāng)底和基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)跨度.3.3，6 筒倉(cāng)之間或筒倉(cāng)與其他建，構(gòu),筑物之間相互搭接的連接構(gòu)件或建筑結(jié)構(gòu),其連接形式釆用簡(jiǎn)支形式的支座，受力最明確 有利于結(jié)構(gòu)的計(jì)算和施工，地震區(qū)應(yīng)按防震要求設(shè)計(jì)抗震支座。以適應(yīng)地震作用產(chǎn)生位移及防止因地震振動(dòng)使連接構(gòu)件脫落.3.3，8、當(dāng)筒倉(cāng)直徑較小時(shí) 倉(cāng)頂結(jié)構(gòu)一般釆用鋼筋混凝土梁板結(jié)構(gòu)、對(duì)于大型圓形淺倉(cāng) 再釆用普通梁板結(jié)構(gòu)既不可能也不經(jīng)濟(jì)，本條所列大直徑筒倉(cāng)倉(cāng)頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式、是近年來(lái)我國(guó)大直徑筒倉(cāng)倉(cāng)頂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中普遍釆用的結(jié)構(gòu)形式、用于筒倉(cāng)倉(cāng)頂由桿件為受力主體.薄壁面層為輔助材料組成的空間殼體或網(wǎng)架構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu).應(yīng)防止出現(xiàn)機(jī)動(dòng)體系或瞬間可變體系的空間結(jié)構(gòu)，保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，鋼構(gòu)桿件應(yīng)驗(yàn)算其受力平面內(nèi) 外的穩(wěn)定性,對(duì)于直徑較大的普通筒倉(cāng)的倉(cāng)頂結(jié)構(gòu) 采用整體澆筑的截錐殼體 由于計(jì)算，施工都很復(fù)雜。在國(guó)外的筒倉(cāng)設(shè)計(jì)中基本不再釆用,在國(guó)內(nèi) 凡設(shè)計(jì)理念合理的筒倉(cāng).也以其他簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)形式代替這種繁雜的截錐殼倉(cāng)頂,3、3、10 多年來(lái)的實(shí)踐證明，直徑大于或等于21m.尤其是貯料重力密度大并按裂縫控制配筋的筒倉(cāng)、釆用普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)和施工很難滿足正常使用極限狀態(tài)的要求、故本條規(guī)定,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同貯料的工藝對(duì)裂縫控制的要求。釆用全預(yù)應(yīng)力或部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu),3,3,11 在倉(cāng)頂設(shè)置有廠房框架柱時(shí).支柱應(yīng)直接作用于倉(cāng)壁頂部的環(huán)梁上.有利于支柱通過(guò)環(huán)梁將集中荷載分布在倉(cāng)壁上 避免應(yīng)力集中 本條規(guī)定是通過(guò)總結(jié)多年來(lái)我國(guó)筒倉(cāng)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)確定的。3、3,12,筒倉(cāng)的抗震能力主要取決于倉(cāng)下的支承結(jié)構(gòu),海城.唐山及近年來(lái)我國(guó)發(fā)生的大地震.對(duì)煤炭 冶金及建材等系統(tǒng)筒倉(cāng)震害的資料表明。柱承式方倉(cāng)震害嚴(yán)重，筒壁支承的圓形筒倉(cāng)最輕.其中唐山地區(qū)柱支承筒倉(cāng)的倒塌及嚴(yán)重?fù)p害率。在9烈度區(qū)約為22,2、10烈度 11烈度區(qū)約為46。6 其震害破壞部位大都在柱與其上部倉(cāng)壁或與其基礎(chǔ)的連接部位。筒壁支承的圓形筒倉(cāng)的倒塌幾乎沒(méi)有 由此可見(jiàn)筒壁支承或筒壁與內(nèi)柱共同支承的倉(cāng)下結(jié)構(gòu)形式，其抗震性能優(yōu)于柱支承的倉(cāng)下結(jié)構(gòu)形式、從結(jié)構(gòu)特征上分析 圓形筒倉(cāng)的筒壁因其為空間軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)殼體結(jié)構(gòu)，剛度較大、抗變形適應(yīng)能力強(qiáng)，抗扭轉(zhuǎn)性能也較好,地震時(shí)剛度大的結(jié)構(gòu)耗能明顯加大。對(duì)地震作用效應(yīng)的消能作用有明顯的效果 國(guó)內(nèi)外研究表明,筒壁支承的筒倉(cāng) 其可靠度比柱支承的筒倉(cāng)大，是震害較輕的原因之一、另外。上部倉(cāng)體與倉(cāng)下支承結(jié)構(gòu)連接處。筒壁支承的筒倉(cāng)與柱支承的筒倉(cāng)相比.截面變化緩和、不像柱支承筒倉(cāng)那樣發(fā)生巨大的剛度突變,從而消除了應(yīng)力集中.減少地震作用效應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞、此外。筒壁支承或筒壁與內(nèi)柱共同支承的筒倉(cāng) 一般釆用條形、環(huán)形或筏形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)與地基接觸面較大,相應(yīng)的阻尼也大,筒倉(cāng)整體穩(wěn)定性好 這也都是筒壁支承抗震性能優(yōu)于柱支承的有利條件,1976年唐山地震前，在唐山地區(qū)設(shè)計(jì)的筒倉(cāng)是沒(méi)有抗震設(shè)防的,震后的筒壁支承筒倉(cāng)的破壞 如上所述是最輕的 由此可見(jiàn)筒壁支承的圓形筒倉(cāng)的可靠度是相當(dāng)大的，對(duì)于柱支承的筒倉(cāng)、其結(jié)構(gòu)形式是典型的上大下小，上重下輕的雞腿結(jié)構(gòu),造成倉(cāng)下支柱的軸壓比較大。且大多數(shù)工程釆用單獨(dú)基礎(chǔ)，倉(cāng)體穩(wěn)定性差。上部倉(cāng)體與倉(cāng)底支柱的連接處.其剛度往往有較大的突變 使支柱的延性較差，在排倉(cāng)或群倉(cāng)貯料不對(duì)稱時(shí).地震效應(yīng)的扭轉(zhuǎn)作用將會(huì)加劇筒倉(cāng)的破壞 雖然柱承式筒倉(cāng)的抗震能力差。但由于工藝設(shè)計(jì)的需要 在抗震設(shè)防區(qū)也無(wú)法完全避免建造柱承式筒倉(cāng) 即使是筒壁支承的圓形筒倉(cāng) 當(dāng)倉(cāng)下筒壁開(kāi)洞過(guò)大時(shí) 也會(huì)影響筒倉(cāng)的抗震能力,因此對(duì)這類筒倉(cāng)。應(yīng)釆取措施滿足抗震要求,倉(cāng)頂建筑物在地震荷載作用下，受鞭梢效應(yīng)的影響，有動(dòng)力放大的作用.從實(shí)際震害中可以看到.在遼南地震中,建在7，8烈度設(shè)防區(qū)內(nèi)的筒倉(cāng)。不論釆用何種材料.倉(cāng)頂建筑物只要設(shè)計(jì)合理.絕大多數(shù)均未倒塌,在唐山地震中、由于地震烈度高至9、10烈度甚至更高。倉(cāng)頂建筑物絕大多數(shù)倒塌,其中砌體結(jié)構(gòu)破壞更為突出,而鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu) 特別是鋼結(jié)構(gòu)承重、輕質(zhì)圍護(hù)墻的倉(cāng)頂建筑物,破壞程度明顯減輕，有的還相當(dāng)完好，因此倉(cāng)頂建筑物應(yīng)盡量采用輕質(zhì)且耐火的建筑結(jié)構(gòu)、是制訂本條規(guī)定的依據(jù),有些工業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) 經(jīng)常將筒倉(cāng)倉(cāng)頂作為工業(yè)場(chǎng)地制高點(diǎn)設(shè)置與筒倉(cāng)功能無(wú)關(guān)附屬建筑 構(gòu)筑物。如水塔 給排水設(shè)施,避雷塔架等構(gòu)筑物。對(duì)筒倉(cāng)安全運(yùn)行非常不利。因此本條規(guī)定不應(yīng)在倉(cāng)頂設(shè)置與筒倉(cāng)無(wú)關(guān)的建,構(gòu)筑物。3，3 13、近年來(lái).為了裝料通暢 有些設(shè)計(jì)在輸送機(jī)頭部不加擋板及溜槽,造成物料呈拋物線形式直接砸向倉(cāng)壁 尤其是塊狀物料,致使倉(cāng)壁開(kāi)裂破壞、嚴(yán)重者造成倉(cāng)壁大面積崩塌。因此筒倉(cāng)裝料應(yīng)防止采用拋物及不均勻的裝料方式、至于偏心裝料,只要偏心距 e.不大于臨界值 可忽略其影響.3。3、14,有些大直徑筒倉(cāng),為了支撐大跨度倉(cāng)頂結(jié)構(gòu)、在倉(cāng)內(nèi)設(shè)置立柱.支架或筒形支柱、在有限空間中。料流對(duì)這些構(gòu)件的作用力很不明確，對(duì)這些構(gòu)件的磨損.撞擊造成的破壞也不易發(fā)現(xiàn)、形成安全隱患，這些構(gòu)件還將嚴(yán)重影響貯料的重力流動(dòng),甚至造成堵倉(cāng)，設(shè)計(jì)不應(yīng)顧此失彼 為確保筒倉(cāng)安全運(yùn)行，設(shè)計(jì)合理.應(yīng)按本條的規(guī)定執(zhí)行、3，3 15，由于圓形筒倉(cāng)設(shè)計(jì)充分利用了薄壁筒殼的結(jié)構(gòu)優(yōu)越性.使這種筒倉(cāng)得到大量的推廣和使用,其壁厚與筒徑之比幾乎與雞蛋皮相似 因此在筒壁或倉(cāng)壁內(nèi)側(cè)壁面上設(shè)置吊掛構(gòu)件 螺旋溜槽及其他影響物料流動(dòng)的設(shè)施 將使軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)薄殼結(jié)構(gòu)的受力非常不明確.作用力不對(duì)稱,不均勻及應(yīng)力集中,這種受力狀態(tài)對(duì)薄壁結(jié)構(gòu)非常不利 若干年前,國(guó)外曾在較小的筒倉(cāng)的倉(cāng)壁內(nèi)側(cè)設(shè)置過(guò)固定在倉(cāng)壁上的螺旋溜槽，其使用效果并不理想，正是由于以上原因。這種設(shè)計(jì)已被淘汰 我國(guó)的筒倉(cāng)設(shè)計(jì)者不應(yīng)把已經(jīng)過(guò)時(shí)的設(shè)計(jì)理念作為新發(fā)現(xiàn)，我們的工藝設(shè)計(jì)者應(yīng)汲取別人的教訓(xùn)。不應(yīng)再顧此失彼 3.3、16,預(yù)應(yīng)力倉(cāng)壁上需要設(shè)置埋件時(shí)，應(yīng)釆用預(yù)埋。若施工后再設(shè)置埋件，其埋件的錨筋必然要經(jīng)過(guò)鉆孔后埋置，鉆孔將會(huì)影響傷及預(yù)應(yīng)力筋，這將會(huì)影響預(yù)應(yīng)力倉(cāng)壁的局部甚至整體結(jié)構(gòu)的安全 為此必須明確這種后置埋件的施工要求，