3 布置!原则及结构选型【
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,3.1? 一?般,规定
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3《.1.1 》 深、浅仓的—分类:。是为了简化》计算人为设定的国外!。大多数筒《仓设计规《范,。也如此划《分但并不完全统一】。人们:按贮料对仓壁作用力!的变化来划定一个】界限由于贮料在【仓壁上?产生的摩擦》力对其水平侧压力】的影响使贮料—作用于仓壁上侧压】。力的分布规》律,出现线性与非线性】。之别贮料深度越大摩!擦力的影响也就【越,大作用于仓壁上侧】压力的?分,布,也就越接近》非线性反之接近【线性但不等于线性(!图1)
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: 筒仓—贮料作用力的计【算世界各国的筒仓】规范大?多数釆用《Jansse—n理论其贮料作用】于,仓壁任意《高度处单位面—积上水平压力的【变化:为曲线如图》1所示
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由图【1,可以看出在》侧壁围?。成的有限空间中散体!物料对侧壁》的作用与在无—。限,。长壁上的作用特【性完全不同后者属】于散体力学的—平,面问题可按平面挡墙!计算:如槽:仓或小型矩形浅【仓但筒仓的》受力状态即使对于槽!仓,或,小,型矩形浅仓无疑【也,是属:于散体力学有限【空间:理论的范畴》釆,用,库仑或兰金》理论:进行计算也是一种】简化方法但》可以符合《工程:。设计的要求
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【 有些国家(如美国!)的筒仓规范—计算贮料的作用【时从来?不分深、浅仓完【全按Jansse】n,。公式计算仓》壁任意高《度处的贮料》压力按散体》。力学的原理物料在】仓壁上的作》。用也没?有深、浅仓之—分实践表明工程设】计不能脱离理论【但又不完全等于纯】理论在不《违背以上原》。则并确保结构安全且!便,于计算钢筋用—量及配置的前提【下将筒仓划分—为深仓和《浅仓是完全必要的也!是,。可行的各国对深仓】、浅仓的划分方法通!常有
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《 (1)按平】。面为圆?。形的筒仓仓壁的【高度与其直径之【比,或平面为矩》形的筒仓的》仓壁高度《与其短边《之比:来划分根据》国,内近年来广》大,。设计者对原规范深】仓、浅仓的》划,分提出的建议—按散体物《料在有限空》间,中对筒?仓作用?力,的分析参《考欧标(《Euroc》od:e)及其他国外筒】。仓设计规范》修订为h《n/bn小于—或等于0.》4为矩形浅仓h【n,/dn大于0.【4小于?或等于1.》0为圆?形浅仓hn/—dn:大于1.0》。且小:于1.5《。的圆形筒仓及hn/!bn大于0.4且小!于1.5《的矩形?筒仓是介于浅仓及】深仓之间《仓型由于《所储:物料的物理力—学参数?不同若按本标—准的计算方法—物,。料对:筒仓的作用》力在:某些情况下按浅仓计!算对结构的安全【有利在另一些条件下!可能按深仓计—算有利?为此遇到这类仓【型时可能得出完全】不同的结果筒仓【。。工程设计以保证工】程绝对安全为终极目!标故对于这种仓型】的筒:仓应釆用两种计算】结果中的最大值
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》对于:hn/d《n小于0.4—且底部为固定端【的圆形筒仓贮料对仓!壁,的作用?。与挡墙或小型矩形】。浅仓的作用无异【但仓壁的《基础:对仓壁无《约束作用时筒—仓设:计,则可能以环》向应力为《控制值
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— : 对于hn》/bn大于》0.4的矩形筒【仓可按?贮料的破裂面—划分:深仓及浅仓
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】无论哪一种划—分方法总有一个【突变界面总》。。要由贮料压》力的:不连续函数代替【连续函数在其临界】点处仓?壁压:力的计算值总会发生!突变因此只能取【。其计算的不》利值作为深仓或浅】仓物料压《力的设?计值
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: (2》)另一种划分方法是!按贮料的破裂面来】。划分当贮料破裂面与!。贮料顶面相交时为浅!仓贮料破裂》面与仓壁相》。交时为?深仓(图2)
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【 《 式》中θ贮料破裂—角;
! 【 φ贮—。料内摩擦《角
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【 对于小》型,筒仓及大型》圆形:浅仓选择破裂面的】划,分方法更为简便但】设计者应考》虑,到破裂面可能有【不同的起始点—从漏斗的顶部或底部!作,为起始点《会有:不同:的结:果对:小型筒仓可按图2的!规,定进行计算》。仓壁落地的大型圆】形,。浅仓只能从仓壁【与底板的交接处作为!起始:点
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综】上所述本标准釆用】的划分方《法可以满足上述【压,力的分布原》则与其他的方法【相比更为简便同时也!能满足?筒仓:设,计的需要多年来我国!的实践表明选择【第一种划分法是适】宜的本次修订只对限!。定条件的《具体数值《做,了调整深仓、浅【仓的划分原》则没有?改变
】 《本,标准:系根据现《行国家?标准工程《结构:可,靠,性设计统一标—准,GB ?50153和建筑】结构:可,。靠度设计统一标准G!B 50《06:8的基本原则编制的!。根据这两个标准【本,标准制定了第3【.1:.1条~第3.1】.,5条的规定》一般情?况下钢筋混凝土【筒仓不作为》临时建筑也不是容易!更换的建《。筑结构筒仓具有不同!物料储、装、—运的使用功能设计使!。用年限及《相应的设计》基,。。准期均?为50年50—年的使用年》限,是与我国现行相【关标:准的规定《相一:致的:也是:根据我国《现有的技术条件(】材料特性、材料【的各种计算参数及施!工质量等《综合:技术指标《协调:后)确定的5—0年的使用年限系】指设计?者,必,须承担的法定技术】负责的年限超过5】0年的?有效期后不》。管工程出现任何问】题设计者将不再承担!设计责任钢筋混【凝土筒仓并非是只】要超过50年结构就!会立即破坏或—倒塌也就是说使用】5,0年后只要未—遭到不可抗拒的【自然及?人为:地破坏筒仓仍可能】具有继续使》用的:价值和能力但—。当,其,储存与原设计—不同的贮《料或改变原筒仓的】设计使用功能时就必!须确:定继续使《用,的技术条件和新【的,执行标准《并经有资质的鉴【定单位?进行必?要的鉴定认可后【方能继?续使用?否则:会因使用条》件及设计基》准期的改变造成工】。。程事:故严重者使》其破坏或倒塌;【本标准为国家钢筋】混凝土?筒仓设计的通用标准!并非某行业的行【业标准其适用范围在!总则第1《.0.2条中有【明确限定50—年,的设计使用年限也】可能不满足个—。。别行业、《个别工?程的要求但本标【准必须符合我国建设!标准的统一性对【使用年限超过5【0年的筒仓设计者可!按特殊工《。程处理;筒》仓结构在工》业,建筑中不是一个孤立!的,构筑物是工》业企业?贮,运系统的一》部分:贮存:原,料及成?品,的筒:仓其结构的破坏有可!能给:整个工业生产带来严!重的后果按照现行国!家标准工程结—构可:靠性设计统一标准】GB 501—53-?20:0,8,。。第A.?1.1条的》规定筒仓的安—全等级?不应低于二级用于】对国计民生有严【重影响的《工业企业的筒—仓可根据具体情况调!整其工?程设:计的安?。全等:级但也不《应低于二级筒仓【结构通常都与其他】。生产:工艺的工业》。建筑组合《或连接在一起不【。管所连建筑的等【级如何筒仓设计仍】按本条规定的—等级执行
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3.1.3【 生命线工程【。(li?fe:。li:ne eng—ineeri—ng)系指维持城】市生存功能》系统和?国计民生有重大影】响的:工程包?括供水、排水—、电力、燃气—及石:油,管线等能源供—给系:统的工程;》电话、?。广播电视及情报通讯!系统的工《。程;大型医疗、公】路、铁路交通系【统的重要工》程等筒仓作为—。。单独构筑物》不能算作生命线工】程,但会:是生命线工程系统中!重,。。要环节的组成部【分,。其工程质量》的优劣能严重影响】生命线工程的运【行如与人们生活【密,。切相关?的大型供《热、热电联产—。工程等为确保—其,在各种?灾害出现时满足安全!运行的要《求必须建造大型【。储煤筒?仓目前这种筒仓的最!。大直:径已达一《百多:米这:种大型圆《形,浅仓贮?料的重力荷载是【由,地,基直接承受》的其对地基》条件重要《性的要?求不亚于对》。其仓壁承载能力【的要:求现行国家标准【建筑地基基础—设,计,规范GB《。 50007-2】011第3.—0.2条、湿陷【性黄土?地区建筑规》范GB?。 50025-【2004第6.【1,.1条对设计等级】。为甲、乙级建—筑物的地《基均有?不同的明确规定因此!上述影响生命—线工程中筒仓—的地基?设计应比非》生命线工《程,的筒仓地基提高【。一级这也《是本标准《。制定本条规定必【须遵守的原》则和:依据
】。。3.:1.4 《 筒仓的贮料不【应包括易《。爆物:料筒仓的爆炸源主】。要是易爆气体及粉】尘当其浓度到达【起爆条?件时便会产》生爆炸因《此贮料?工艺:设计应釆取必要的】防尘、通风设施【在此条件下对不可控!的有害气《体、粉尘易爆的危】害性及对筒仓结构】设计的要求》应由相关工艺设【计专业提供筒仓必须!釆取防爆、泄爆【措施时可按工艺专业!。提供的?泄爆:要,求在仓壁的》顶部:开洞洞口宜釆用【。易破裂?。的材料封闭以—便在爆炸产》生时能及时泄—爆使爆炸《能量得到释》放从而减《少爆炸对结构—的破坏作《用除发生《爆炸频繁的》筒仓外对发生爆炸概!。率很小的筒仓筒【仓设计完全没有必要!按爆炸力的大小【计算:筒仓承?载力:若,工艺专业所提供【的爆炸力不准—确反而给工程带【来隐患或浪费设【计,提,前设置好《泄爆设施比没有把】握的计算更可靠【;有:。些地区的煤仓由【于卸料不《。通,畅,竟釆:用雷管?。在仓内?进行爆?破致使仓壁破裂或】倒塌这?种粗放的《管,理也是筒仓爆炸的原!。因之一应该》绝对避?免为了?避免:以上原因造成的工】程损坏及《人员的伤亡本条作】为强制性条文—必须严?格执行
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3.1.5 】建筑物防《雷保护?。按年平均雷暴—日的大小和建筑物】的,高度划?分为三类筒仓的【贮料种类繁》多特性复杂不同地区!的雷暴日各不—相同且差异很大【过细的定量》分类很难确定为此本!条规定?存储具有粉尘、含毒!害气体及其他易爆】贮料且具有爆炸危】险的筒?仓其防?雷保护不应》低于:。二类其他筒仓可按三!类防雷保《护设计
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!圆,形筒:仓施工时由于—沿筒仓?仓壁圆周布置的纵】向受力?钢筋外形《相同或相似釆用筒仓!受力钢筋作为—避雷:引下线时在混凝【。土,分,层浇注?后无法再《。找到原已施焊的钢筋!继续施焊未》施焊的钢筋在混凝】土振:捣过程中极》易错位利用》。错位不连续施焊的】。钢筋作避雷》引下:线无:法保证?。良,好的导电《性众:所周:知钢筋混凝》土通常被认为是耐久!性良好是重》要建筑结构必用【的重要材《料,。之一其耐久性有【时甚至超过了—。钢结构但很多钢筋】混,凝土:建,筑结构在远没有【达到设计使用年限之!。前就开始破坏了混凝!土结构破坏后—的修复比钢结构【还要困难原国—家建委组织的对【重庆、南京》、无锡等地》一些使用三十多【年的建筑物调查【表,明C18混凝—土碳:化深:度一般达2》0mm~5》0mm有些工程使用!3年~7年后C3】8混凝土碳化深度】达10mm》C28达1》5,。mmC18达—25:mm1995年~】1998年间煤炭】系统对全国煤矿44!项50年代~80年!代后期建成的工程】调查表?明,碳化厚度为》10mm《。~7:3mm设计界以往】釆用的办《法是加厚钢》筋的保护层然而混】凝土的?碳化主要是在外因条!。件影响下内部发【。生变化?造成的混《凝土碳化《前初始的p》H值:一般:大于1?2呈弱?碱,性混凝土《中所有化学反应都是!带电离子的电化反】应钢筋表面会形成一!种稳定、《致密钝化的保护【膜(难溶于水的F】e2O3和F—e3O4)可—有效抑制电位差造成!的电化学《反应当将钢筋焊接连!通,作为避雷引下线后】将形:成电子?通路避雷引下—线(导线《)中的?。电流:将改变钢筋》钝,化膜的?电位差无疑将—会加速电化学反应】混凝土的《不均匀性《成千上?万相互贯通的—微细孔隙造成—。CO2和SO2等】酸性气?体或酸性软水如酸雨!等,进入混?凝土内与混凝土内的!。空隙溶液氢氧化【钙[Ca(OH)2!]发生化学反—应生成?。中性的?。盐和:水方程如下》
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CO—2+Ca(OH【。)2:→CaCO3↓+H!2O
S!O2+Ca(OH】)2→C《aS:O3↓+H2—O
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? 当弱碱性的pH!值降到?临界值?后,钢筋表面的钝化膜】将消失钢筋开始锈】蚀,、膨胀致使保护层脱!落达到一定程度【后使结构《承载能力退》。化直至失效甚—至,。。造成筒仓的崩—裂、破坏和倒—塌从而大大缩短结】构的:使用:。年限
】。 混》凝土碳?。化理:论的研究表明虽然碳!化后可以提高—混凝土?的抗压强《度但直接利用—结构的?受力钢筋《作为避雷引下线【又是促使混凝土碳化!的重要原因之一故】本标准?规定严禁使用—。受,力钢筋作为避雷引】下线并?作为强制《性规:定筒:仓避雷设计可釆用】外置专用引下线【的传统?做法引下线》的预埋件不应与仓内!的钢筋连接》。。本条第1款、第2】款和第3《款为强?制性条款必须—严格执行《本条规定与其他标】准规范有矛盾时筒】。。。。仓设计应《按本标?准执行
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,3.1.6 实】践表:明,在,。仓,壁内、外增》加抹面容易》掩盖:混,凝土:的施工缺陷》影响工程质》。量的验收《抹面往往不能与仓】壁混凝土牢》固连:接脱落后不》易发现?且不易修复这—种,面层对混凝土也不能!起到有效的保护作】用而:。且还会给施工带来】麻烦:没有特殊《的理由不应再设【抹面层
!3,.1.7 》 为:了提高混凝土早【期强度、钢筋防【锈及防?止混凝土碳化后严】。重影响混凝土结【构设计使用年限等原!因掺入混凝土的【各种添?加剂及?涂层的使用》必须:符合环保要》求对于食品工业使用!的筒仓尤为重—要筒:仓结构设计者若需】要,。在混凝土内加入添加!剂或涂料时》除应保证不影—响筒:仓设:计使用年限外还应得!到相关工艺专业的认!可本条?为强:制,性条文必须》严,格,执行
3!.1:.9 ? 筒仓与一般—建筑结构相》比通常荷载大—且,比较集中在软弱地】基上筒仓《沉降较大与相邻建】构筑物的沉降差【设计时应根据—荷载及?地基参数严格控制投!产后应将按》本标准第3.1.1!1条的要求设—置,的观测点的实测资】料与设计值进行比】。较以便釆取措—施控制变形所谓【。防止不均《匀,沉降的措施主要是指!。两个方面《的措施一个措—施是预留沉降—缝另一个措施是对】两,个建(?构)筑?物之:间的连接结构—釆用简支结构或悬臂!结构使之适应—因地:基变形对其产生的影!响或:增加地基《处理措施减少—或控制地基的不均】匀变形
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3.1.10! 一般工程地质钻!探深度除《特殊要?求外通常只涉—及地表以下30m左!右地质特性;—在我国?。广大矿?区及西南地》区经:常会:遇到釆空《区及各种溶洞等【地,质特征这《些溶洞及釆空区【的,深度往往超过一般工!程地质控《制的范围因此在筒仓!工程的选址时—除必:须了解?基础的地基持—力层及下卧》层之外还应特—别注意其下层包括】古墓、古河道等有】害,。地质:这些地质的稳定与】否,。并不完全取》。。决于地表工程的【附加:荷载经常是自身的】地质:构造在其自然环境改!变时造成的局部【或大面?积塌陷由此将严【重影:响甚至造成》地面建筑物的损【坏和倒塌在我国【由此出现的工程【事故屡见不》鲜这是筒仓工程设计!者,不应忽视的问题
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:。3.1.11 一!般情况下《筒仓工程都是工业建!筑的特种《构筑:物结:构设计必《。须控制?筒仓:的变形不能影—响投产后的》使用为了《监测、控制投产【后的实际《变形或沉降应设【沉降观测点群—仓及仓群各组—群的沉降观测点【应单独设《置
3.!1.12 混凝土!结构:设,。计,规范G?B 500》10:-2010第—4.:2.1条第1款规】定提倡?釆用高强、高性能钢!。筋在:构件:按承载?。能力极限状态控【制配:筋时采?用HR?。B400、HRB】50:0可:发挥高强钢筋的高性!。能作:用从而减少》用量:但对于按正》常使用极限状态控】制,。配筋:时高强、高性能钢】筋并不?能,起到应有的作用如】对某构件的裂缝控制!在0.213mm】时要配置5根—直径φ22的HRB!335或HRB4】00:钢筋并不《能因为配置了—高,强、高性《能的:HRB400—。钢,筋而减少钢筋—的用量反而》由,于釆用?高强钢筋增加了工】程造价因此在筒仓】设计中?若按正常《使用极限状态控制配!筋,时不宜使用HRB4!00:、HRB《500钢筋要根据】。。构件的使《。用功能选择钢筋
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