3.4 结构选型
3.4.1 钢筒仓结构六部分的划分,是为了在设计中进行技术比较时,有一个统一的技术口径。仓上建筑物是指仓顶平台以上的建筑物,包括单层或两层及以上的厂房。仓顶是指仓顶平台或仓顶平台及与仓壁整体连接的梁板结构、用于大直径钢筒仓或筒壁落地的浅圆仓的截锥壳或截球壳、大跨钢结构及大跨空间结构。仓壁是指直接承受贮料水平面压力的竖壁。仓底是指直接承受贮料竖向压力的,由平板、梁板式结构加填料及各种壳体形成的漏斗等结构。仓下支承结构是指仓底以下的筒壁、柱子或墙壁,是仓壁、仓底和基础之间起承上启下作用的支承结构。基础是指筒壁、柱子或墙壁以下的部分,图3.4.1仅是钢筒仓结构划分的示意图。
3.4.3 如何选择适当的仓底形式,是钢筒仓设计的重要环节之一。根据多年来建成钢筒仓的统计,圆形钢筒仓仓底结构的钢材消耗约占整个钢筒仓材消糙的25%~50%,而且在直径、贮量相同条件下由于仓底结构选型的差异,材料消耗指标变化的幅度很大。仓底结构的布置合理与否,对计算工作量的简化程度均有直接的影响。此外,仓底是否合理,对于卸料的畅通与否,影响也很大。仓底选型的三项原则,是基于上述几个方面的情况,从钢筒仓设计经验中总结出来的,对钢筒仓设计具有指导意义。
3.4.4 图3.4.4示意的几种常用的仓底型式,是结合国内外钢筒仓设计的实践,技术上比较成熟、行之有效、技术经济指标比较合理的常用普通仓底型式,钢筒仓仓底结构和基础所耗的钢材通常占整个钢筒仓钢材用量较大,因此选用合理的仓底结构和基础形式,是体现钢筒仓设计经济合理的重要环节。钢筒仓直径大于12m时,仓底宜采用落地式平底仓,利用地基承担大部分贮料自重,更经济合理。当钢筒仓直径较大、工艺又不允许做落地式平底仓时,应优先考虑设内柱,以减少仓底和基础的结构跨度。
3.4.5 钢筒仓的抗震能力,主要取决于仓下的支承结构。筒壁支承或筒壁与内柱共同支承的仓下结构形式,其抗震性能优于柱支承的仓下结构形式。从结构特征上分析,筒壁因其为壳体结构,刚度较大、变形适应能力强、抗扭性能较好。地震时刚度大的结构耗能明显加大,对地震作用效应的消能作用有明显的效果。另外,仓体与仓下支承结构连接处,筒壁支承的钢筒仓与柱支承的钢筒仓相比截面变化缓和,不像柱支承钢筒仓那样产生巨大的刚度突变,从而消除了应力集中,减少地震作用效应对结构的破坏。此外,筒壁支承或筒壁与内柱共同支承钢筒仓,一般采用条形、环形或筏形基础,基础与地基接触面较大,相应的阻尼也大,钢筒仓整体稳定性好,这也都是筒壁支承抗震性能优于柱支承的有利条件。对于柱支承的方仓或圆形钢筒仓,其结构形式是典型的上大下小、上重下轻的结构,造成仓下支柱的轴压比较大。大多为单独基础,仓体稳定性差。上部仓体与仓底支柱的连接处,刚度往往有较大的突变,使支柱的延性较差。在排仓或群仓贮料不对称时,地震的效应的扭转作用将会加剧钢筒仓的破坏。因此,需框架-抗震墙结构或框架-支撑结构的形式,以提高支承结构的抗震性能。
3.4.6 钢筒仓之间或钢筒仓与其他建(构)筑物之间连接结构的支座,采用简支形式受力最明确,有利于结构计算和施工。地震区应按防震要求设计其支座。