特種結構-第五章筒倉課件

特種結構6/7/2023參考規(guī)范煙囪設計規(guī)范GB50051-2002建筑地基基礎設計規(guī)范GB50007－2002給水排水工程鋼筋混凝土水塔結構設計規(guī)程CECS148：2002《建筑結構荷載規(guī)范》GB50009-2001《給水排水工程構筑物結構設計規(guī)范》GB50069-2002《室外給水排水和燃氣熱力工程抗震設計規(guī)范》GB50042-2004《給水排水工程鋼筋混凝土水塔結構設計規(guī)程》CECS148:2002給水排水工程結構設計手冊》(第二版).北京：中國建筑工業(yè)出版社，20076/7/2023第一章煙囪第二章?lián)跬翂Φ谌滤氐谒恼滤谖逭峦矀}

主要章節(jié)6/7/2023第五章筒倉6/7/2023概述筒倉的布置原則荷載計算筒倉的結構計算筒倉的構造計算例題§5筒倉貯存散裝物料的倉庫。分農業(yè)筒倉和工業(yè)筒倉兩大類。農業(yè)筒倉用來貯存糧食、飼料等粒狀和粉狀物料；工業(yè)筒倉用以貯存焦炭、水泥、食鹽、食糖等散裝物料。倉頂進料，倉底卸料。筒倉按材料分磚砌筒倉、鋼筋混凝土筒倉和鋼材筒倉。鋼筋混凝土筒倉又分預制裝配式和整體澆筑式，預應力與非預應力筒倉。整體澆筑的普通鋼筋混凝土筒倉應用最廣?！?

筒倉－5.1概述筒倉頂部煤倉混凝土攪拌站混凝土攪拌站筒倉的平面形狀有正方形、矩形、多邊形和圓形等。圓形的倉壁受力合理，應用最廣。根據(jù)高度和平面尺寸又分淺倉（短期）和深倉（長期）?！?

筒倉－5.1概述淺倉：H/b0(Ｄ0)≤1.5深倉：H/b0(Ｄ0)>1.5§5

筒倉－5.1概述5.2.1淺倉§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則筒倉的平面根據(jù)工藝、地形、工程地質和施工等條件，經技術比較后確定鋼筋混凝土淺倉一般設置在車間內部，由于車間柱網為矩形布置，所以淺倉平面一般為矩形，若布置上無特殊要求時，如果露天設置，通常采用圓形平面5.2.1淺倉§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則伸縮縫：矩形群倉超過36m或圓形群倉超過50m5.2.1淺倉無豎壁的漏斗淺倉帶豎壁的低壁淺倉：H≤0.5b0帶豎壁的高壁淺倉：0.5b0≤

H≤1.5b0帶豎壁的槽形淺倉：H/a0≤0.5

適用于貯料品種單一且要求多個卸料口的裝車倉§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.1淺倉單斜淺倉：平板式和梁板式（尺寸較大時采用）平底淺倉：用于排料口布置較復雜或貯存粒徑較大的物料，施工方便，增大結構物重力，出料不方便，填料形成漏斗，有死料§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.1淺倉倉壁厚度§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則圓形筒倉估算公式圓形淺倉內徑矩形淺倉倉壁厚度取其跨度的１／２０～１／３０5.2.2深倉通常長期貯存谷物、水泥等松散材料，一般設計成獨立的群倉，平面形式一般為圓形圓形群倉：體型合理、受力明確、計算與構造簡單、便于滑模施工、倉內死料少、有效貯存率高、經濟效果顯著?！?

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.2深倉連接方式有外圓相切和中心線相切一般采用外圓相切式，便于施工及配筋，對于直徑大于18m的群倉，還可克服地基不均勻沉降的特點?！?

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.2深倉伸縮縫：超過60m；宜采用貫通式，將基礎斷開，兼作沉降縫，縫寬還應符合防震縫；沉降縫：毗鄰的建筑物或構筑物與筒倉之間；地基土的壓縮性有顯著差異處。其寬度應確?；A傾斜時，能防止縫兩側的筒倉或其他建筑物內傾而相互擠壓§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.2深倉連接結構：當筒倉與筒倉之間或筒倉與臨近建筑物之間隔開一定距離，因工藝要求又必須相互連接時，其連接結構應采用能自由沉降且有足夠支撐長度的簡支結構，也可采用懸臂結構§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.2深倉注意：緊挨筒倉不宜設置堆料場，當必須設置時，應考慮堆料對倉體筒壁產生的側向壓力以及地基不均勻沉降等不利影響，限制筒倉傾斜率在允許之內或采用防止地基下沉的措施§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.2深倉深倉結構：倉底倉下支撐結構倉壁倉頂倉上建筑物基礎§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.2深倉倉底§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則直接承受貯料垂直壓力的漏斗、平板加填料漏斗等結構倉底結構結構耗鋼量約為整個筒倉的３０％，因此倉底的形式是否合理，對于材料指標、滑模施工的連續(xù)性、計算工作量以及卸料的通暢等均有很大影響5.2.2深倉倉底§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則選型原則：卸料通暢荷載傳力明確、結構受力合理造型簡單，施工方便死料較少5.2.2深倉倉底§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則錐形漏斗優(yōu)點：整體性好缺點：計算復雜，不便滑模施工5.2.2深倉倉底§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則平板加填料漏斗優(yōu)點：施工方便，計算簡單，經濟指標好缺點：死料多5.2.2深倉倉下支承結構柱子支承：受力明確經濟指標好筒壁支撐：抗震性能好筒壁和內柱共同支撐：直徑大于１０m§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.2深倉倉壁現(xiàn)澆鋼筋混凝土結構，滑模施工，也可采用圓形截面的預應力混凝土倉壁，有些情況也可采用預制倉壁倉上建筑物筒倉直徑>10m，倉頂廠房不宜超過2層。若必須設，應采用與倉壁等厚的圓環(huán)形壁到頂。倉壁頂部應設環(huán)梁，框架柱直接落在環(huán)梁上，柱底應設縱橫連系梁。§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.2深倉倉頂直徑≤12m，鋼筋混凝土梁板結構直徑>12m，鋼筋混凝土梁板結構或正截錐殼、正截球殼，以較少倉頂結構內力。倉頂挑檐300～400mm；倉頂為殼體結構時，環(huán)梁外邊應與筒壁外表面一致，環(huán)梁斷面尺寸由計算確定；為梁板結構時不設圈梁?！?

筒倉－5.2筒倉的布置原則§5

筒倉－5.2筒倉的布置原則5.2.2深倉基礎選型：根據(jù)地基條件、荷載大小和上部結構形式綜合分析確定圓形筒倉宜采用筏基或樁基；地質條件好，承載力較大時，可采用環(huán)形基礎或獨立基礎5.3.1荷載與荷載組合荷載恒荷載：自重活荷載：貯料荷載、樓面屋面活載、雪荷載、積灰荷載、筒倉外部堆料荷載、風荷載；地震作用：計算水平地震作用和自振周期時，有效重力取貯料總重的80％，重心取貯料總重的重心§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.1荷載與荷載組合荷載組合恒載與活載取全部當?shù)卣鹱饔门c下列荷載組合時：恒載取全部，貯料荷載取貯料總重的90％，雪荷載取50％，風荷載不考慮；樓面活荷載按等效均布荷載考慮時，取50％～70％，按實際情況考慮時取全部，并不再乘折減系數(shù)§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.2貯料壓力貯料計算高度上端：貯料頂面水平，取至頂面貯料頂面斜坡，取至錐體中心下端：倉底為鋼筋混凝土或鋼錐形漏斗，取至漏斗頂面；倉底為填料做成的漏斗，取至填料表面與倉壁內表面交線的最低處；倉底為平板無填料漏斗時，至倉底頂面。§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.2貯料壓力深倉貯料壓力（詹森法）§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.2貯料壓力深倉貯料壓力１）詹森法計算貯料在靜態(tài)時的豎向壓力和水平壓力受力分析上料層向下的垂直壓力下料層向上的垂直反力dh層料的自重深倉側壁水平反力深倉側壁豎向摩擦力§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.2貯料壓力深倉貯料壓力平衡方程由平衡條件得：§5

筒倉－5.3荷載計算積分后，并將圓形時正方形時代入可得5.3.2貯料壓力深倉貯料壓力２）貯料的豎向壓力考慮料拱的崩塌及貯料處于流動狀態(tài)時的不利因素，按靜態(tài)計算的應乘以放大系數(shù)C３）貯料的水平壓力§5

筒倉－5.3荷載計算§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.2貯料壓力深倉貯料壓力４）偏心卸料時的貯料壓力H/D0<1.5或偏心距e0<0.2R時可不考慮偏心卸料影響偏心卸料時倉底壓力增值按下時確定：在倉壁下部H／３高度范圍內，為常數(shù)假設增值沿圓周均勻分布§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.2貯料壓力深倉貯料壓力５）豎向摩擦力在深度h以上貯料作用于倉壁單位周長上的總的豎向摩擦力為§5

筒倉－5.3荷載計算§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.2貯料壓力淺倉貯料壓力１）貯料的豎向壓力貯料頂面以下h深度處單位面積的豎向壓力當由卡車、火車等散料瞬間直接卸入淺倉，應考慮沖切影響，乘以相應的沖切系數(shù)§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.2貯料壓力淺倉貯料壓力２）貯料的水平壓力貯料頂面以下h深度處作用于倉壁單位面積的水平壓力k側壓力系數(shù)規(guī)范規(guī)定：當圓形淺倉貯料計算高度H≥１８m且直徑D０≥１５m時，還需要按深倉計算其貯料壓力，二者取大值§5

筒倉－5.3荷載計算5.3.2貯料壓力漏斗壁上的貯料壓力１）法向壓力２）切向壓力5.4.1一般規(guī)定強度計算：筒倉的倉頂、倉壁、倉底、筒壁多屬于薄壁結構，由于筒倉貯料荷載和其他荷載是在不同方向作用于這些薄壁構件的，因此應對構件的水平、豎向及控制截面進行強度計算；其他非薄壁構件按鋼筋混凝土構件進行計算；殼體或平板結構，通常按薄板或薄殼的小撓度理論計算。變形驗算：一般壁厚符合規(guī)范可不必驗算變形。若有特殊要求，應對倉頂、倉底進行變形驗算。§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.1一般規(guī)定裂縫寬度驗算：倉壁和倉底進行驗算，≤0.2mm?；A底邊緣最小壓力≥0，否則驗算整體抗傾覆?！?

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算矩形淺倉的幾何尺寸平面尺寸——由柱網確定出料口的大小——根據(jù)貯料顆粒大小及卸料方法由工藝設計提供倉高——根據(jù)單倉貯料體積決定漏斗傾角——為保證貯料能夠連續(xù)且全部自動卸出，漏斗傾角應比貯料內摩擦角大５°～１０°§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算矩形淺倉的幾何尺寸§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算低壁淺倉的內力分析倉頂平臺：按一般的梁板樓蓋計算豎壁：

平面外：有平臺，鉸支板；無平臺，懸臂板平面內，簡支梁漏斗壁：需計算水平拉力、斜向拉力、平面外彎曲§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算低壁淺倉的內力分析豎壁—平面外的豎向彎矩頂端自由（無平臺）頂端有平臺或樓蓋時

§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算低壁淺倉的內力分析豎壁—平面內的豎向拉力出料口在中心的對稱低壁淺倉，在豎壁底部與漏斗壁交接處由漏斗壁傳來的單位寬度上豎向拉力認為是均勻分布的

§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算低壁淺倉的內力分析豎壁—平面內的水平拉力豎壁A、B底部水平拉力為

§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算低壁淺倉的內力分析豎壁—平面內的彎曲豎壁在彎矩和豎向拉力作用下按偏心受拉構件計算豎向配筋，豎向鋼筋直徑不宜小于φ8，間距不宜大于200mm

豎壁在平面內彎曲所求得的水平鋼筋和豎壁在水平拉力作用下求得的鋼筋應合并配置在豎壁底部§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算低壁淺倉的內力分析漏斗壁—水平拉力

§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算低壁淺倉的內力分析漏斗壁—斜向拉力

§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算低壁淺倉的內力分析漏斗壁—平面外彎曲漏斗壁平面外彎曲計算可近似按四邊支撐板考慮，漏斗壁之間及漏斗壁與豎壁連接處按固定端考慮，相鄰壁交接處的支座彎矩可平均分配

§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算漏斗淺倉的內力分析漏斗壁：水平拉力、斜向拉力、平面外彎曲、平面內彎曲；邊梁：水平方向按閉合框架計算；豎向按簡支梁計算§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算漏斗淺倉的內力分析漏斗壁—平面內彎曲漏斗壁平面內彎曲計算可近似將每塊漏斗壁近似當作單獨的三角形深梁，三角形深梁可簡化為按材料力學公式計算計算時，漏斗壁斜壁的高度取其跨度的1/2，若斜壁高度小于跨度的1/2時，取其實際高度深梁下部應力值向三角形尖頂按直線遞減為零

§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算漏斗淺倉的內力分析漏斗壁—平面內彎曲由貯料重和漏斗壁所產生的在漏斗壁上的折算荷載為則漏斗壁A、B平面內的跨重彎矩為

§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算漏斗淺倉的內力分析邊梁豎直方向——按簡支梁計算水平方向——按閉合框架計算柱上反力§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算高壁淺倉的內力分析其他同低壁淺倉豎壁：在貯料水平壓力作用下，按單跨雙向板計算，交接處按平均值取其彎矩；平面內彎曲計算，視為深梁；最后按偏心受拉構件計算配筋。§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.2淺倉計算低壁槽倉的內力分析按無彎矩理論分別研究縱、橫向作用。豎壁和斜壁在平面內彎曲計算按無彎矩折板結構理論進行，單列槽倉按兩面折板內力分析；雙列槽倉，對中間柱單元需做三面折板內力分析；平面外彎曲計算按1m寬單元折板結構展開，按連續(xù)板近似計算。端壁按矩形梁計算。§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.3深倉計算（圓形深倉）倉壁的內力分析按無彎矩理論計算環(huán)向拉力豎向壓力§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算貯料自重產生的豎向摩擦力5.4.3深倉計算（圓形深倉）倉底的內力分析圓錐形漏斗倉底：環(huán)向拉力和徑向拉力圓形平板倉底：均布荷載下簡支圓板肋形梁板倉底：一般肋形樓蓋§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.3深倉計算（圓形深倉）倉頂?shù)膬攘Ψ治鰣A形平板倉頂：簡支于倉壁的圓板肋形梁板倉頂：一般肋形樓蓋圓錐殼倉頂：按殼體薄膜理論計算圓球殼倉頂：按殼體薄膜理論計算群倉中的星室頂板：支撐于倉壁的雙向板§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.4.3深倉計算（圓形深倉）倉下支撐結構的內力分析可直接支承于環(huán)形基礎或整塊基礎板上做成落地式深倉；支撐等距離柱子上，每個柱子承擔的豎向荷載均勻分配，應設柱帽；支撐結構為倉壁時，應驗算水平截面強度，一般為倉底及洞口截面。若洞口間筒壁寬度≤5倍筒壁厚，按柱子計算。§5

筒倉－5.4筒倉的結構計算5.5.1一般規(guī)定混凝土強度等級≥C30鋼筋：HPB235，HRB335保護層厚度≥30mm§5

筒倉－5.5筒倉的構造5.5.2圓形筒倉的倉壁和筒壁最小厚度≥150mm，滑模施工≥160mm直徑<6m，配單層鋼筋；≥6m，雙層鋼筋鋼筋：>Φ8，間距70～200mm鋼筋連接：宜焊接；綁扎時，搭接長度≥50d，錯開距離≥1個搭接長度&1m倉下支撐結構為筒壁時，鋼筋延續(xù)到下面，高度≥6倍倉厚§5

筒倉－5.5筒倉的構造5.5.2圓形筒倉的倉壁和筒壁倉壁水平鋼筋最小含鋼率0.4％，筒壁0.25％。環(huán)向每隔2～4m設兩側平行的焊接骨架?！?

筒倉－5.5筒倉的構造5.5.2圓形筒倉的倉壁和筒壁倉底與倉壁整體連接時，距離