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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Jans—s,。en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Jans!se: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(E【urocode【)及其他国外筒【仓设计规范修—订为h?n/b?n小:于或等?于0.4《为矩形浅仓》hn/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/b》n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/dn!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
》
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,
! 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
】 (《。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;
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】 《 , φ贮料内》摩擦角
】
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《
— 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G【。B 50153【和建筑结构》可靠度设计统—一标准GB》 50068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5》0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50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?50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50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】53-2008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(lifeli】n,。e en《gin?。e,e,ring)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— 5:0007-20【11:第3.0.2条、湿!。陷性黄土地区建【筑规范GB —50025-200!4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
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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
!。 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20mm!~50mm有些【工程使用3年~7年!后C3?8,混,凝,土碳:化深度达10m【mC28《达15mmC18】达25mm》。1,995年~》19:98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10《mm~73mm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pH!值一般?大于12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Fe!。2O3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C!O2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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CO2+—Ca(OH)2→C!a,CO3↓+H2O】
—。SO2+Ca(【OH)2→Ca【SO3↓+H—2O:
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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
【
》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
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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
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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.:11: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30—m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
【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
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:。3.:1.12 混凝】土结构设计规范【GB 5001【0-:2,010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HRB4【00、HRB—500?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.《213m《。m时要配置》5根:直径φ2《。2的HRB33【5,或HRB4》00钢筋并不能【因为配置了高—强、高性能的HR】B400《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HR》B400、》HRB500钢筋】要,根据构件的》使用功能选择钢筋】
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