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4。3,溫度作用.為解決單體筒倉溫度作用效應(yīng)的設(shè)計(jì)問題、本次修訂增加了第4,3、1條.第4、3,11條 但對(duì)于群倉的溫度作用 目前仍沒有一種簡(jiǎn)單易行且準(zhǔn)確可靠的計(jì)算方法.只能以設(shè)置溫度縫的辦法釋放溫度作用,減少其對(duì)群倉結(jié)構(gòu)的溫度效應(yīng)。沿筒倉高度的溫差假定是不變的、實(shí)際是有變化的.但不一定很大,若筒體上下溫差值的變化確實(shí)很大并嚴(yán)重影響計(jì)算結(jié)果時(shí),則應(yīng)按具體情況分段計(jì)算.條文中給出的各種溫度條件 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的工況進(jìn)行組合.眾所周知,溫度作用會(huì)使構(gòu)件產(chǎn)生伸長(zhǎng)或壓縮變形,當(dāng)這些變形不受任何約束時(shí).構(gòu)件是不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力的,反之將出現(xiàn)拉.壓應(yīng)力、約束越大應(yīng)力也就越大,鋼筋混凝土筒倉結(jié)構(gòu)不可能是理想的彈性體。又因其幾何特性.對(duì)溫度變形總是存在約束條件 但又不可能將變形完全約束。因此、可能出現(xiàn)一些微細(xì)裂縫,在環(huán)境溫度變化的條件下,只要出現(xiàn)裂縫甚至是很小的裂縫變形，都會(huì)改變其約束條件。從而使溫度變化產(chǎn)生的溫度應(yīng)力變小.本節(jié)條文中的公式完全是按彈性理論建立的、各種結(jié)構(gòu)計(jì)算程序也是按彈性理論原理編制的。若不考慮鋼筋混凝土的材質(zhì)并非完全彈性。而是有限彈性體的特性.將導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果并誤導(dǎo)設(shè)計(jì)者、為此在實(shí)際工程計(jì)算時(shí)、必須根據(jù)具體工況 將其計(jì)算結(jié)果乘以本條提供的剛度折減系數(shù)，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修正,由于圓柱形筒殼結(jié)構(gòu)的幾何特性、有內(nèi)外溫差時(shí).壁面的溫度梯度可按式.4，3，4，1.計(jì)算，筒倉溫度作用是按倉壁的壁面溫度而非筒倉周邊的環(huán)境溫度計(jì)算的,因此應(yīng)根據(jù)熱工專業(yè)提供的熱工參數(shù),通過溫度梯度 圖4.3，4,1，求得筒倉的壁面溫差進(jìn)行筒倉溫度作用的計(jì)算，圓形筒倉壁面的低溫側(cè)總是受拉的，反之受壓 4.3、3,4,3，5，當(dāng)筒倉的內(nèi)外溫差相同時(shí).倉壁或筒壁的溫度作用如同均勻氣壓的作用，只產(chǎn)生殼體的中面溫度應(yīng)力?？砂词?4,3。3。計(jì)算、但內(nèi)外溫差不同時(shí)、倉壁或筒壁的內(nèi)外表面將出現(xiàn)不同的溫度應(yīng)力及變形.可按圖4,3，4、1及式。4.3 4,3、計(jì)算,并可按第4，3。5條的規(guī)定進(jìn)行效應(yīng)疊加 太陽的輻射或日照對(duì)筒倉倉壁或其直射面。陽面。及陰面與季節(jié)大氣溫差產(chǎn)生的溫度作用是有區(qū)別的、輻射溫度往往大于大氣的環(huán)境溫度,對(duì)筒倉的溫度作用也是不可忽略的因素，4 3，6.當(dāng)倉壁或筒壁出現(xiàn)內(nèi)外溫差時(shí),倉壁或筒壁在其豎向或橫向.經(jīng)向或緯向?？赡艹霈F(xiàn)彎曲,其彎矩值可按式 4 3。6 1。及式 4 3。6、2 計(jì)算,公式的推導(dǎo)及來源可參見Theory of、Plates。and，Shells.S、Timoshenko。1959,New,York,McGraw.Hill,Book,Company、及 特種結(jié)構(gòu) 2012年第1期，這兩個(gè)公式計(jì)算的都是按軸對(duì)稱圓柱形彈性薄殼在溫度作用下，倉壁或筒壁豎向及橫向截面上產(chǎn)生的彎矩。由于殼體是空間結(jié)構(gòu).在一個(gè)方向發(fā)生彎曲時(shí)，另一方向必然也有彎曲。其差值就是按泊松比的影響確定的.在計(jì)算倉壁或筒壁的彎曲溫度應(yīng)力時(shí)。同一點(diǎn)豎向及橫向的溫度狀態(tài)應(yīng)該是相同的.按橫向計(jì)算的彎矩值對(duì)豎向及按豎向計(jì)算的彎矩值對(duì)橫向、同一種材料的筒倉,都需乘以同樣的泊松比μ，因此可按本條的附注進(jìn)行計(jì)算。可參見Thin.Shell Concrete。Structures，David。P Billington，1982,New，York、McGraw、Hill、Book，Company。4,3，7 對(duì)高緯度地區(qū)的大型圓形淺倉,陽面與陰面的日照及輻射溫差較大,對(duì)筒倉溫度作用力的影響應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)貧庀筚Y料進(jìn)行設(shè)計(jì)，4,3，9 貯料的彈性模量應(yīng)由工藝專業(yè)通過實(shí)驗(yàn)確定.在沒有可供設(shè)計(jì)參考的資料時(shí)，可按本條的公式進(jìn)行計(jì)算.貯料的彈性模量有裝、卸料之分,由于卸料的彈性模量對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算是不利的 故作為計(jì)算釆用值 4 3.10 我國建材行業(yè)的水泥熟料 自出窯后經(jīng)過一系列的傳送設(shè)備，設(shè)施到達(dá)貯料筒倉。入倉溫度應(yīng)控制在200，以下.這是我國水泥工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)筒倉設(shè)計(jì)的要求 在正常情況下 貯料入倉的溫度在150，左右、非正常情況則超過200 據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)工作人員的反映、瞬間峰值溫度可達(dá)350，以上、這種溫度工況與煙囪相似 但電廠的高溫?zé)煔庾藻仩t排放后 經(jīng)各種除塵設(shè)備.引風(fēng)機(jī)及較長(zhǎng)的煙道進(jìn)入煙囪 已經(jīng)有一個(gè)很長(zhǎng)的降溫過程.因此.煙囪的煙氣溫度是可控的 即使超溫,煙囪筒壁的內(nèi)側(cè)都設(shè)置有耐火磚,空氣隔熱層,可有效地進(jìn)一步降低傳至煙囪內(nèi)壁面的溫度,煙囪設(shè)計(jì)是由于煙氣溫度大于150.時(shí),煙囪的底部.基礎(chǔ)在煙氣溫度,混凝土收縮，蠕變及其他復(fù)雜因素影響下,形成裂縫.為符合正常使用極限狀態(tài)下不出現(xiàn)裂縫的要求、確定煙氣的允許溫度為150。但該值并不是工程設(shè)計(jì)應(yīng)該計(jì)算的最不利設(shè)計(jì)值 鋼筋混凝土水泥熟料簡(jiǎn)倉倉壁的內(nèi)表面.除溫度作用外、還有貯料對(duì)倉壁的側(cè)壓力 摩擦力及裝料時(shí)貯料撞擊倉壁的作用力等 雖然筒倉的溫度作用看似與煙囪相同，但其使用功能完全不同。兩種構(gòu)筑物沒有可比性,筒倉不具備設(shè)置與煙囪相同的內(nèi)隔熱層的條件 如要將貯料入倉允許溫度控制在150。以下，勢(shì)必要將現(xiàn)有水泥工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程,設(shè)備。設(shè)施進(jìn)行系列改造.這顯然是不可行的事、為此、在高溫條件下，筒倉結(jié)構(gòu)釆用受熱鋼筋混凝土是解決熱貯料問題的最易行的辦法,按受控最高溫度不大于200。的最不利值進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不是與之相反、才能確保水泥熟料筒倉在符合正常使用極限狀態(tài)下安全運(yùn)行的要求、鋼筋混凝土筒倉結(jié)構(gòu)能否承受不大于200、的溫度作用，只要了解了我國有關(guān),的科研部門以大量的科學(xué)檢測(cè)、試驗(yàn)及工程實(shí)踐調(diào)查為依據(jù)確定的鋼筋混凝土在高溫作用下的物理力學(xué)特征及國際.國內(nèi)有關(guān)設(shè)計(jì)資料。就能得到滿意的答復(fù) 鋼筋混凝土在高溫作用下的物理力學(xué)特征,1.混凝土的臨界溫度達(dá)到580，后 其表面會(huì)產(chǎn)生大量裂縫。并發(fā)生爆裂和露筋現(xiàn)象 冷卻后的構(gòu)件出現(xiàn)爆裂和露筋，說明構(gòu)件截面的溫度梯度變化很大。混凝土在高溫作用下及高溫冷卻后的力學(xué)性能基本上是隨溫度的升高而降低、混凝土的強(qiáng)度隨溫度的變化與混凝土的強(qiáng)度等級(jí) 骨料品種。溫度持續(xù)時(shí)間及冷卻方式等因素有關(guān)。但隨著溫度的升高、這些因素的影響并不明顯?？偟内呄蚴菑?qiáng)度隨著溫度的升高而下降 溫度升至100.時(shí) 混凝土空隙中的游離水開始大量蒸發(fā)，混凝土內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)基本未受到大的影響，混凝土的力學(xué)性能稍有下降 但沒有太大的改變，當(dāng)溫度升到200 300,時(shí)?；炷林械奈锢砘瘜W(xué)結(jié)合水逐步排出并氣化逸出，水泥石有一定的收縮而骨料卻無大的膨脹，雖然造成了一部分微觀破壞。但由于內(nèi)部水分大量的逸出、需要提供相應(yīng)的熱能。從而使混凝土內(nèi)的熱應(yīng)力的作用減少、同時(shí),混凝土水泥石中未反應(yīng)的水泥殘存熟料重新加速水化、使混凝土強(qiáng)度減小的因素小于使混凝土強(qiáng)度增大的因素,因此。在此溫度作用范圍內(nèi)、混凝土的強(qiáng)度不但沒有減小反而會(huì)出現(xiàn)略高于在正常溫度下的強(qiáng)度這一有趣的現(xiàn)象、當(dāng)溫度升到400,后?；炷林械乃嗍a(chǎn)生相反的變形,膨脹、因此。在骨料與水泥石界面之間引起變形差異，混凝土的內(nèi)應(yīng)力在骨料與水泥石之間的膠結(jié)面上產(chǎn)生、混凝土的力學(xué)性能進(jìn)一步的下降,隨著溫度的升高,達(dá)到500,以后 由于水泥石中的氫氧化鈣等水化物的脫水，分解導(dǎo)致水泥石破壞 水泥石與骨料之間的變形增大 裂縫由此產(chǎn)生,在此溫度下混凝土的抗壓強(qiáng)度下降約1，3,在高溫冷卻后的強(qiáng)度下降1，2.其中水冷卻比自然冷卻的抗壓強(qiáng)度下降得更大,當(dāng)溫度達(dá)到700，800。以后.骨料的熱膨脹加劇、開始分解、使骨料與水泥石的熱變形差異劇增.混凝土的粘結(jié)力破壞 接觸界面裂縫進(jìn)一步發(fā)展 混凝土在此溫度作用下的抗壓強(qiáng)度降低約2 3，在自然冷卻后的抗壓強(qiáng)度降低也約為2。3，在水冷卻后的抗壓強(qiáng)度下降得更大，這就是高溫作用下混凝土折減系數(shù)制訂的依據(jù),2.鋼筋在高溫和冷卻后的強(qiáng)度折減系數(shù)由于各種鋼筋所含成分、制造工藝的不同，在高溫作用下其抗拉強(qiáng)度的變化也略有不同、普通熱軋低碳鋼筋在溫度大于200.時(shí)屈服消失 出現(xiàn)強(qiáng)化顯現(xiàn)。各種鋼筋在溫度小于400,時(shí)強(qiáng)度下降不明顯,溫度大于400。后強(qiáng)度下降顯著.溫度達(dá)到600、后 各種鋼筋抗拉強(qiáng)度下降的趨勢(shì)相同，說明鋼筋已達(dá)到變態(tài)點(diǎn)溫度、而鋼筋冷卻后其屈服點(diǎn)及抗拉強(qiáng)度與常溫相比降低有限、其延伸率也是如此、3.混凝土在高溫作用后、其彈性模量及混凝土與鋼筋間的粘結(jié)強(qiáng)度隨溫度的升高而降低.溫度達(dá)到400。以后、混凝土彈性模量Ec下降的速度比混凝土抗壓強(qiáng)度降低的速率更為迅速.下降約60。左右,在此溫度下、由于混凝土與鋼筋間的粘結(jié)強(qiáng)度的降低.HPB23級(jí)鋼筋與HRB33級(jí)鋼筋本身的摩阻力和咬合力不同、因而在高溫作用后粘結(jié)強(qiáng)度的下降程度也有所不同。HPB235級(jí)鋼筋在500、以后粘結(jié)強(qiáng)度下降50 HRB335級(jí)鋼筋下降不到20，溫度達(dá)到700 800、以后?；炷恋膹椥阅Ａ繋缀鯙榱恪４藭r(shí),混凝土與HPB235級(jí)鋼筋間的粘結(jié)強(qiáng)度已全部喪失，HRB335級(jí)鋼筋也喪失了60、這就是在高溫作用下.混凝土及鋼筋各折減系數(shù)制訂的依據(jù) 混凝土高溫作用下的抗壓強(qiáng)度折減系數(shù)，混凝土高溫自然冷卻后抗壓強(qiáng)度折減系數(shù),混凝土高溫水冷卻后抗壓強(qiáng)度折減系數(shù)，高溫冷卻后混凝土彈性模量折減系數(shù),高溫冷卻后混凝土與鋼筋粘結(jié)強(qiáng)度折減系數(shù) 高溫作用下鋼筋強(qiáng)度折減系數(shù)和HRB335鋼筋高溫冷卻后強(qiáng)度折減系數(shù)見表2.表8，綜上所述。按以上論證可以確定,筒倉熱貯料的控制溫度不大于200.對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響.因此本標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合我國多年來水泥筒倉設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、參考、冶金工業(yè)廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗熱設(shè)計(jì)規(guī)程 YS、12。79,火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn).CECS、252。2009.國際混凝土協(xié)會(huì)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，法國筒倉設(shè)計(jì)與計(jì)算，歐洲筒倉規(guī)范,Eurocode、EN,1992。3，104.This，code is。valid、for、stored.materials。which,are,permanently。at,a，temperature,between,40。and、200,的規(guī)定及本標(biāo)準(zhǔn)附錄E規(guī)定的受熱鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)參數(shù)等 釆用控制溫度不大于200，設(shè)計(jì)熱貯料的筒倉,完全是可行的 且能達(dá)到安全運(yùn)行的要求、