5 结构计算
5.1 一般规定
5.1.1 筒仓的仓体是由多种部、构件组成的,包括基础在内直至筒仓的仓顶及以上建筑,都应该是筒仓仓体的一部分。构成筒仓的每一部分都具有自身功能特性的要求,对一个完整的物体而言,仓体包括筒仓的全部更符合“整体”的概念。筒仓的仓顶、仓壁、仓底及筒壁等构件都是薄壁结构,但由于筒仓贮料荷载首先作用于仓壁部分,该部分与一般的梁板构件的计算有原则的区别,故原规范强调仓体贮存贮料的部分作为仓体进行计算也是允许的。其他荷载经常可能在不同方向作用于这些薄壁构件上,考虑到这种受力特性,故在承载能力极限状态计算时,应与一般的混凝土梁板构件有所不同,即应对构件的水平、竖向和需要控制的截面进行强度计算,按各种不同的作用效应控制截面。其他非薄壁构件可按一般钢筋混凝土构件进行计算。
壳体结构多为空间受力体,当其厚度与中面最小曲率半径之比小于1/20时,按薄壳计算。平板结构,当其厚度与最小支承间的长度之比小于1/5时,按薄板计算,其挠度值与板厚之比小于1/5时,按小挠度理论计算。这是薄壁结构区别于厚壁、厚壳、厚板及大挠度弹性理论计算的基本原则,简仓属于薄壁结构,其计算应属于前者。
近年来出现了一些筒仓设计软件,由于筒仓结构形式变化较多,薄壁壳体具有不同的边界条件,设计者在使用软件时,一定要考核所釆用的软件是否与自己设计的筒仓结构相适应,否则可能导致错误的计算结果。本条为强制性条文,必须严格执行。
5.1.4 对于小型圆形筒仓的仓壁和圆锥形漏斗壁,其环向刚度较大,受力后变形很小,故可不进行变形验算。对于矩形浅仓,其形式、容积的大小及散料的重力等,都是影响仓壁及漏斗壁变形的主要因素。当其壁厚符合本标准第3.3.2条的规定时,其变形值很小,故可不进行变形验算。不满足以上条件时,仍需按正常使用极限状态的要求,进行必要的验算。
对仓顶、平台及仓底梁板等构件,还应根据不同的工艺设计及其设备的运行要求,确定筒仓的正常使用极限状态条件,进行变形验算。
5.1.5 钢筋混凝土筒仓的使用范围非常广泛,所处环境也非常复杂,各种工艺的使用要求也各不相同。因此不能对筒仓构件裂缝宽度的控制采用同一个标准。本条根据我国的不同地理环境及贮料条件做了不同的规定。裂缝宽度的计算方法按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010执行。
5.1.6 在我国的震害调查中,筒壁落地的筒仓,无论是圆形还是矩形,筒仓的仓壁和仓底几乎没有破坏或破坏轻微,破坏较严重者多为柱支承筒仓的支承机构。因此,除后者外的筒仓,对仓壁和仓底可不进行抗震验算。对于筒仓这样的特种结构,地震作用的效应是很复杂的,目前尚无法用一个简单的表达式来表示。对震害较严重的柱承式筒仓,建议按单质点方法计算,亦可参照现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191的有关规定进行设计。
5.1.7 筒仓结构本体的几何不对称性及排仓、群仓不均匀的贮料,在地震时都可能使仓下支承柱产生扭转及弯曲。连接在一起的3个~6个筒仓的扭转增大系数,可按表5.1.7-1选用1.10~1.25。柱端弯矩增大系数,可根据抗震设防烈度(7度~9度)选用1.15~1.60,有实验依据时,可不受该系数值的限制。
5.1.8 本标准有关地震的条文内容,可能与现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191有部分重复,但在条文解释部分,本标准的条文解释可能更详细些,为此本次修订时,仍保留了本章的内容。