4.—3 : 温度作《用,
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— 为解决单体筒仓】温度作用效应的设计!问题本次修订增加】了,第4.3.》1条~第4.3【.11条但对于群】仓的温度《作用目前《仍没:有一种简单易—。行,且准确可靠的—计算方法《只能以设置温度缝的!办,法,。释放温度作》用减少其对》群仓结构的》温度效应
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【 沿筒仓高度的温】差假:定是不变的实—际是有变化的但【不一定很大若筒体】上下温差值的—变化确实很》大并严?重影:响计算结《果时则?应按具体情况—分,段计算条文中给出】的,各种温度条件设【计时应根据不同的工!况进行组合众所【周知温度《作用会?使构件?产生伸长《或压缩变形》当这些变形》不受:任何:约束:时构件是不会产生应!力,的反之将出现拉【、,压应:力约:。束越:大应:。。力也就越大;—钢筋混凝土筒仓【结构不可能是—理想:的弹性体又因其【几何特性对温—度变形?总是存在约束条件】但又不可能将变形】完全:。约束:因此可能出》现一些微细裂缝【在,环境温?度变化?的条件?下只要出现裂缝【甚,至是很小《的裂缝变形》都会改?变其约束条件—从而:使温度变化》产生的?。温度应?。力变小本节条—文中的公式完全是】按弹性理论建立【的各种结构计算程序!。也是按弹性理—论原理编制的若【不,考虑钢筋混凝土【的材质并非完全弹】性而:是有限?弹性体的《特性将导致错误的计!算结果并误导设计者!为此在实际工程计】算时:必须根?。据具体工况将其计算!结果乘以本条提【供的刚度折减系数对!计算结果进》行修正由于圆柱形筒!壳结构的几何—特,性有内外《。温差时壁面的温度梯!度,可按式?(4.?3.4-《1)计算筒仓温【度作用是按仓—壁,的壁面温度》而非筒仓周边—的环境温度计算【的因此应根》据热工专业》提供:的热工参数》通过温度梯度(图4!.3.4-1)求得!。。筒仓的?壁面温差进行—筒仓温?度作用?。的计算;圆形筒仓壁!面的低温《侧总是?受拉的反之受—压
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4.3【.3:~4.3.5 】当筒:仓的内外温差相【同,时仓壁或筒》壁的温度作》用如同均匀气压的作!用只产生壳体的中】面温度应力可按【式(4?.3.3)计算但】内外温?差不同时仓》壁或筒壁的内—外表面将出》现不同?的温度应《力及变?形可按图4.—。3.4-1》及,。式(4?.3.4-3—)计算并可按第4】.3:.5条?。的规定?进行效应叠加;太阳!的辐射或日照对【筒仓仓壁或其直射】面(阳?面)及阴面与季节】大气温?差产生的温度作用】是,有区别的辐射温度往!往大于?。大气:的环:。境温度对筒仓的温】。度作用也是不可【忽略的?因素
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4.3.6 ! 当仓?壁或筒壁出现内【外温差时仓壁—或筒壁在其竖向【或横向(经向或【纬,向)可?能出现弯曲》其弯矩值可按式【(4:.3.6-》1)及式(4.3】.6-?2)计?。算公式的《推,导及来源可参见T】h,eory《 of? Pl?at:。es ?and Shel】ls(S.Timo!shenk》o1959》N,ew YorkMc!Graw-Hill! Book Com!pany《)及特种结构—。(,2012年第—。1,期)这两个》公式计算的都—是按:轴,对称圆柱《形弹性?薄壳在温度作用下】仓壁或筒壁竖向【及横向截面上产【生的弯矩由》于壳体是空》间结构在一》个方:向发生弯曲时—另一方向必》。然也有弯曲》其差值就是按—泊松比的《影响确定的在计算】仓壁:或筒壁的弯曲温度】应力时同一点竖向及!横向的温度》状态应?该是相同的按—横向计算的弯矩值对!竖向及按竖向计算的!弯矩值对横向—。同一种?材料的筒仓》都需乘以同样的【。泊松比μ因此可按本!条的附注进行—。。计算可参见》Thin Shel!l Concret!e :Structu【res(David! P.Bi》lli?ngton19【82:New York】McGraw—-Hil《l Boo》k :Co:mpany)
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4.—3.7 对—高纬度地区的大【型圆形浅仓阳面与】阴面的日照及辐射】温差较大《对筒仓温度作用力的!。影响应依据当—地气:。象资料进行设计
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4.3【.9 贮料的弹】性模量应由工艺专业!通过实验《。确定在没《有可供设计参考的】。。资料时可按本条的公!。式进行计算;贮料的!弹性模量有装、卸料!之分由于卸料的【。。弹性模量对》结构计算是不利【的故作?为计算釆《用,值
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4.3.!10 ? ,我国建材行业的【水泥熟料自》。出,窑,后经过一系列的【传送设备、》设施到达贮》料筒仓入仓》温度应控《制在200℃以下这!是我国水泥工—。业生产系统》对筒仓设计的要【求在正?常情况下贮料入仓】的温度在15—0℃左右非正常【情况则超过20【0℃据现场生产工作!人员的反映瞬间峰值!温度可达350【℃以上这种温度工】。况,与烟囱相《似但电厂的高—温烟气?。自锅炉排放》后经各种除尘设备】、引风机及》较长:的烟:道进入烟囱已经有一!个很长的降温过程】因此烟囱的烟气温】度是可控的即使超温!烟囱:筒壁的内《侧都设?置有耐?火砖:、,空气隔?热层可有效》地进:一步降低传至—烟,囱内:壁面的温度》烟囱:设计是由于烟—气温:度大于150℃时】烟囱的底部、基【础,在,烟气温度、混凝土收!缩、:蠕变及其他复杂因素!影响:下形成裂缝》为符合正常使用极】。限,状态下不出现裂【缝的:要求确定烟气的【允许温度为》150℃但该值并不!是工程设计应该【计算的最不》利设:计值;钢筋》混凝土水泥》熟料简仓《仓壁的内表面除【温度作用外还—有贮料对仓》壁的:。侧,压力、摩擦力及【。装料时贮料撞—击仓壁的作用力等虽!。然筒仓的《温,度作用看似与—烟囱相同但其使【用功能完全不同两种!构筑物没有可比性筒!仓不具备设》置,与烟囱相同的内隔】热层的条《。件如:要将贮料入仓允许】。温度控制在150】℃以下势必要—将现有?水泥工业生产系统】的工艺流程、—设备、?设施进行系列改【造这显?然是不?可行的事《为此在高《温条件下《筒仓结构釆用受热钢!筋混凝土是解决热】。贮料问题的最易行】的办法按受控最高】温度不大《于,200℃的最—不利值进行设计而】不是与之相反—才能确保水泥熟料】筒仓:在符合正常使用【极限状态下》安全运行的要求【钢筋混?凝土筒仓结构—。能否承受不大于【200℃《的温度作用只要【了解:了我:国有关 的》科研部?门,以大量的科学检测、!试验及工程》实践调?。查为依据确定的钢】筋混:凝土:在高温作《用下的物理力学特征!及国际、国内—有,。关设计资料就—能得到满意的—。答,复,
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【 ,。钢,筋混凝土在高—温作用?下的物理力学—特征:
—。 (1)【混凝土的临界温【度达到580—℃后其表《面会产生《大量裂缝并发—生爆裂和《露筋现象冷却—后的构?件出现爆裂和露【筋说明构件截面【的温度梯度》变化很大
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: 混凝》土,在高:温作用下及》高温冷却《。后的力?学性能基本》。。上是随温度的升【高而:。降低混凝土的强度】随温度的变化与混凝!。土的强?度等级、骨》料品种、温》度,持续时间及冷却【方式:。等因素有关但—随着温度的升—高这些因素的影响并!不,明显总的《趋向是强度随着【温度的?升高而下《降温:度,升至100℃时混】凝土空隙中》的游离水《。开,始大量蒸发混凝土】内的微观结》构基本未受到大【的,影响混凝土的—力学性能稍》有下降但没有—太,大的改变当》温度升到20—0℃~300—℃时混?凝土中的《物,理化学结合水逐步排!出并气化逸出水【泥石有一《定的收?缩,而骨料却无大—的膨胀虽然造成了一!部分微观《破坏但由于内部水分!大量的逸出需要提供!相应的热能从而【使混凝土内的—热应力的作》用减少同时》。混凝:土水:泥石中未《反应的水泥残存熟料!重新:加速水化使混—凝土强度减小的因素!小于使混《凝土强度增大—的因素因此》在此温度《作用范围内混凝土的!强度不但《没有减?小反而会出》现略高于在正常【温度下的《强度这一有趣的现象!当温:度升:到40?0℃后?混凝:土中的?水泥石产《生,相反的变《形膨胀因此在—骨料与水泥石界【面之间?引起变形差异混凝土!。的,。内应力?在骨料?与水:泥石之?间,的胶结面上》产生混凝土的力学性!能进:一步的下降随着温】度的升高达到5【00℃以后由于【水泥石中的氢—氧化钙等《。水化物?的脱:水、:分解导致水泥石【破坏水?泥石:与骨料之间的变【形增大裂缝由此产】生在此温度下混凝土!。的抗压强度》。下降:约1/?3在高温冷却后【的强:度下降1/2—其中水?冷却比自然冷却的】抗压强?。度,下降得更《大,当温度达到700】℃~800℃以【后骨料?。的热膨胀《加剧开始分》解使骨料与水—泥石的热变形差异】剧增混凝土的—粘结力?破坏接?触界面裂缝》。进一:步发展混凝土—在此温度作用下的】抗压强?度降低约《2/3在《自,然冷却后的抗压【。强度降?低也约为2/—3在水冷却》后的抗压强度—下,降得更?大这就是高温作【。。用,下混凝土折减系【数,制订的依据
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》 (2)钢筋在高!温和冷却后的—强度折减《系数由?于各种钢《筋所含成分、制【造工艺的《不同在高温作用下】其抗拉强度的变化也!略有:不,同普通?热轧低碳钢筋在【温度大于200℃时!。屈服消失出》现强化显现各种【钢筋在?温度小于《400℃时强度【下降不明《显温度大于4—00℃后强》度下降显著温度达】到600《℃后各?。种钢筋抗拉强—度下降?的,趋势相同说明钢【筋已达到变态点温度!而钢筋?。冷却后其屈服点及抗!拉强度与常温相【。。比降低有限其延【。伸率也是如此—
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—(3)?混凝土在《高温作用后其弹【性模量及混凝—土与钢筋间的粘【。结强度随温》度的升高《而降低温《度达到400℃【以,后,混凝:。土弹性模量》Ec下降的速度比混!。凝土抗压强度降【低的速率更为迅【速下降约6》0%左右在此温【度下由于《混凝:。土与钢筋间的—。粘结:强度的降低》HPB23级钢【筋与HRB》33级钢《筋,本身的摩阻力和咬合!力不同因而在高温作!用,后粘结强《度的下降程度也【有所不同HPB【23:5级钢筋在》500℃以后粘结】强度下降50%【HRB?33:5级:钢筋下降不到20%!温度达到70—0%~800—℃以后混《凝,土的弹性模量几【乎为:零此时混凝土与H】PB235级钢筋间!的粘结强度已全部丧!失HRB335级钢!筋,也丧失了60—%
! 这就是在高【温作用下混凝土【。及钢筋各折减—系数制订的依据混】凝土高?。温作:用下的?抗压强度折减系数、!混,凝,土高:温自然冷《却后:抗压强度折减系【。数,、混凝土高温水冷却!后抗压强度折减系】数、高温冷却后【混凝土弹《性模量折减系—。数、高温冷却—后混凝土与钢筋粘】结,强度:折减系数、高温作用!。下钢:筋强:。度折减系数和H【RB335》钢筋高温冷却后【强度折减系数见【。表2~表《8
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】 综上—所述:按以上论证可以确定!筒仓热贮料的控制】温度:不大于200℃对】钢筋:混凝:土,结构几乎没有影响因!。此本标准结合我国多!年,来水泥筒仓设计【的实:践经:验参考冶金工业【厂房钢筋混凝土结构!抗,热设计规《程YS 12-79!、火灾后《建筑结构鉴定标准C!ECS 252:2!009、国际—。混凝土协会混—。凝,土结构设计法国筒仓!设计与计算、欧【洲筒仓规范(E【uroc《od:e EN-1—992-3)—“,(104《。),This《 c:ode is— valid 【for store!d mat》erials 【whi?ch ?。are perma!nen?tly at 【a tempera!ture bet】w,een? 40℃and+2!00:℃,”的:规定:及,本标:准附:录E规?定的受热钢》筋混凝土的设计参数!等,釆用控制温度—不,大于2?00℃设计热贮料的!筒仓完全是可行的且!。能达到安全运行【的要求
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