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—sen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
】 , 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
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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:uro?code《)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】
— 《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
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【 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:
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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;
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! : 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】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】。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 》50153-—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!(li?feline en!g,inee《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 50】0,07-2011【第3.0.》2条、湿《陷,性黄土地区建筑【规范GB 5002!5-2004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
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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!
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C?18混?凝土碳化深度—一般达20mm~5!0mm有些工程【使用3年《~7年后C38混凝!。土碳化深度达10】mmC?28达1《。。5mmC《18达?25:mm1995年~1!9,98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10》m,m~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【。Fe2O3》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《
—C,O2+Ca(O【H)2→C》aCO3↓》。。+H:2O
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SO2+Ca】(O:H)2→C》aSO3↓+—。H2O
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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《。
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,
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G:。B :50:010-《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HRB40—0、HRB5—00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φ22!的HRB335或H!RB400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HR?B400、》HRB500钢筋要!根据构件的》使用功能《选择钢筋
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