3 【布置原则《。及结构?选型
—
《
3?。.1 一般—规定:
》。。
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)
】
【
筒仓】贮料作用力》。的计算世界各国【的筒仓规范大多【。数釆用Jan—sse?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
】 : 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
》
? 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】。sen?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
】
】(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(Eur】oco?de)?及其他国《外筒仓设计规—范修订为hn/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/!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
! 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/】b,n,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)《
!
《
》 】式中θ贮料破裂角】。;
:
! ? : 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 5【0068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5:0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—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5】0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50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 50】153-2》008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
!
3.1.!3 生《命线工?程(:lifeline】 engine【ering)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》-,2011第3.【0.2条、》湿,陷性黄土地区建【筑规范GB 50】025-2》0,04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
》。
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~50!mm有些《工程使用3年—~7年后C》38混凝《土碳化深度达—10mmC2—8达15mmC1】8,达25mm1—995年~19【98年间《煤炭系统对全—国煤矿44项5【0年代~80年【代,后期建成的》工程调查表明碳化厚!度为10mm—。~,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p》H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:。Fe2?O3和?Fe3O4)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S》O2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(O【H)2]发生化【学反应生成》中性的盐《和水方程如下
!
CO》2,+Ca(OH—)2→C《aCO3《。↓,+H2O
!
SO?2+Ca(OH)】2,→CaSO3↓【+H2O
!
, 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
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》。
》
3.1.1—0 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3》0m: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—
—3.1.12 【 混凝土结构设【计规:范GB 50010!-201《0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0.21!3mm时要配—置5根直径》φ,22的HR》B335或HRB4!00钢筋并不能因为!配置了高强》、高性能的》HRB4《00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》HRB?400、《HRB500钢筋要!根据构件的使用功能!选择钢筋
》
,