特种结构-第五章筒仓课件.ppt

1、2022年6月5日4时46分特种结构特种结构2022年6月5日4时46分参考规范参考规范烟囱设计规范GB 50051-2002建筑地基基础设计规范GB 500072002给水排水工程钢筋混凝土水塔结构设计规程CECS148：2002建筑结构荷载规范GB 50009-2001给水排水工程构筑物结构设计规范GB 50069-2002室外给水排水和燃气热力工程抗震设计规范GB 50042-2004给水排水工程钢筋混凝土水塔结构设计规程CECS 148:2002给水排水工程结构设计手册(第二版). 北京：中国建筑工业出版社，20072022年6月5日4时46分 第一章第一章 烟囱烟囱 第二章第二章 挡

2、土墙挡土墙 第三章第三章 水池水池 第四章第四章 水塔水塔 第五章第五章 筒仓筒仓主要章节主要章节2022年6月5日4时46分概述筒仓的布置原则荷载计算筒仓的结构计算筒仓的构造计算例题5 5 筒仓筒仓贮存散装物料的仓库。分农业筒仓和工业筒仓两大类。农业筒仓用来贮存粮食、饲料等粒状和粉状物料；工业筒仓用以贮存焦炭、水泥、食盐、食糖等散装物料。 仓顶进料，仓底卸料。筒仓按材料分砖砌筒仓、钢筋混凝土筒仓和钢材筒仓。钢筋混凝土筒仓又分预制装配式和整体浇筑式，预应力与非预应力筒仓。整体浇筑的普通钢筋混凝土筒仓应用最广。 5 5 筒仓筒仓5.1概述筒仓顶部筒仓顶部煤仓煤仓混凝土搅拌站混凝土搅拌站混凝土搅拌

3、站混凝土搅拌站筒仓的平面形状有正方形、矩形、多边形和圆形等。圆形的仓壁受力合理，应用最广。根据高度和平面尺寸又分浅仓（短期）和深仓（长期）。5 5 筒仓筒仓5.1概述浅仓：H/b0(0) 1.5深仓：H/b0(0) 1.55 5 筒仓筒仓5.1概述5.2.1 浅仓5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则筒仓的平面根据工艺、地形、工程地质和施筒仓的平面根据工艺、地形、工程地质和施工等条件，经技术比较后确定工等条件，经技术比较后确定钢筋混凝土浅仓一般设置在车间内部，由于钢筋混凝土浅仓一般设置在车间内部，由于车间柱网为矩形布置，所以浅仓平面一般为矩车间柱网为矩形布置，所以浅仓平面一般为矩形，若布置上无特

4、殊要求时，如果露天设置，形，若布置上无特殊要求时，如果露天设置，通常采用圆形平面通常采用圆形平面5.2.1 浅仓5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则伸缩缝：矩形群仓超过伸缩缝：矩形群仓超过36m36m或圆形群仓超过或圆形群仓超过50m50m5.2.1 浅仓无竖壁的漏斗浅仓带竖壁的低壁浅仓：H0.5b0带竖壁的高壁浅仓：0.5b0 H1.5b0带竖壁的槽形浅仓：H/a00.5 适用于贮料品种单一且要求多个卸料口的装车仓5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.1 浅仓单斜浅仓：平板式和梁板式（尺寸较大时采用）平底浅仓：用于排料口布置较复杂或贮存粒径较大的物料，施工方便，增大结构物重力，出料不方

5、便，填料形成漏斗，有死料5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.1 浅仓仓壁厚度5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则1008010001Dt圆形筒仓估算公式圆形筒仓估算公式圆形浅仓内径圆形浅仓内径矩形浅仓仓壁厚度取其跨度的矩形浅仓仓壁厚度取其跨度的5.2.2 深仓通常长期贮存谷物、水泥等松散材料，一般设计成独立的群仓，平面形式一般为圆形圆形群仓：体型合理、受力明确、计算与构造简单、便于滑模施工、仓内死料少、有效贮存率高、经济效果显著。5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.2 深仓连接方式有外圆相切和中心线相切一般采用外圆相切式，便于施工及配筋，对于直径大于18m的群仓，还可克服地基不

6、均匀沉降的特点。5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.2 深仓伸缩缝：超过60m；宜采用贯通式，将基础断开，兼作沉降缝，缝宽还应符合防震缝；沉降缝：毗邻的建筑物或构筑物与筒仓之间；地基土的压缩性有显著差异处。其宽度应确保基础倾斜时，能防止缝两侧的筒仓或其他建筑物内倾而相互挤压5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.2 深仓连接结构：当筒仓与筒仓之间或筒仓与临近建筑物之间隔开一定距离，因工艺要求又必须相互连接时，其连接结构应采用能自由沉降且有足够支撑长度的简支结构，也可采用悬臂结构5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.2 深仓注意：紧挨筒仓不宜设置堆料场，当必须设置时，应考虑堆料

7、对仓体筒壁产生的侧向压力以及地基不均匀沉降等不利影响，限制筒仓倾斜率在允许之内或采用防止地基下沉的措施5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.2 深仓深仓结构：仓底仓下支撑结构仓壁仓顶仓上建筑物基础5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.2 深仓仓底5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则直接承受贮料垂直压力的漏斗、直接承受贮料垂直压力的漏斗、平板加填料漏斗等结构平板加填料漏斗等结构仓底结构结构耗钢量约为整个筒仓底结构结构耗钢量约为整个筒仓的，因此仓底的形式是仓的，因此仓底的形式是否合理，对于材料指标、滑模施否合理，对于材料指标、滑模施工的连续性、计算工作量以及卸工的连续性、计算工作量以及

8、卸料的通畅等均有很大影响料的通畅等均有很大影响5.2.2 深仓仓底5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则选型原则：选型原则：卸料通畅卸料通畅荷载传力明确、结构受力合理荷载传力明确、结构受力合理造型简单，施工方便造型简单，施工方便死料较少死料较少5.2.2 深仓仓底5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则锥形漏斗锥形漏斗优点：整体性好优点：整体性好缺点：计算复杂，不便滑模施工缺点：计算复杂，不便滑模施工5.2.2 深仓仓底5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则平板加填料漏斗平板加填料漏斗优点：施工方便，计算简单，经济指优点：施工方便，计算简单，经济指标好标好 缺点：死料多缺点：死料多5.2.2 深仓仓下

9、支承结构柱子支承： 受力明确 经济指标好筒壁支撑： 抗震性能好筒壁和内柱共同支撑： 直径大于m5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.2 深仓仓壁 现浇钢筋混凝土结构，滑模施工，也可采用圆形截面的预应力混凝土仓壁，有些情况也可采用预制仓壁仓上建筑物 筒仓直径10m，仓顶厂房不宜超过2层。若必须设，应采用与仓壁等厚的圆环形壁到顶。仓壁顶部应设环梁，框架柱直接落在环梁上，柱底应设纵横连系梁。5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.2 深仓仓顶 直径12m，钢筋混凝土梁板结构 直径12m，钢筋混凝土梁板结构或正截锥壳、正截球壳，以较少仓顶结构内力。 仓顶挑檐300400mm；仓顶为壳体结构时

10、，环梁外边应与筒壁外表面一致，环梁断面尺寸由计算确定；为梁板结构时不设圈梁。5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5 5 筒仓筒仓5.2筒仓的布置原则5.2.2 深仓基础选型：根据地基条件、荷载大小和上部结构形式综合分析确定 圆形筒仓宜采用筏基或桩基；地质条件好，承载力较大时，可采用环形基础或独立基础5.3.1 荷载与荷载组合荷载恒荷载：自重活荷载：贮料荷载、楼面屋面活载、雪荷载、积灰荷载、筒仓外部堆料荷载、风荷载；地震作用：计算水平地震作用和自振周期时，有效重力取贮料总重的80，重心取贮料总重的重心5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算5.3.1 荷载与荷载组合荷载组合恒载与活载取全部当地震作用与下列

11、荷载组合时：恒载取全部，贮料荷载取贮料总重的90，雪荷载取50，风荷载不考虑；楼面活荷载按等效均布荷载考虑时，取5070，按实际情况考虑时取全部，并不再乘折减系数5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算5.3.2 贮料压力贮料计算高度上端：贮料顶面水平，取至顶面 贮料顶面斜坡，取至锥体中心下端：仓底为钢筋混凝土或钢锥形漏斗，取至漏斗顶面；仓底为填料做成的漏斗，取至填料表面与仓壁内表面交线的最低处；仓底为平板无填料漏斗时，至仓底顶面。5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算5.3.2 贮料压力深仓贮料压力（詹森法）5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算5.3.2 贮料压力深仓贮料压力）詹森法计算贮料在静态时的 竖向压力 和

12、水平压力u受力分析上料层向下的垂直压力下料层向上的垂直反力dh层料的自重深仓侧壁水平反力深仓侧壁竖向摩擦力5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算ApVs下ApdApRssAdhGiSdhpThiSdhpNhihpsp5.3.2 贮料压力深仓贮料压力u平衡方程由平衡条件得：5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算SdhppAdAdhhs积分后，并将圆形时 正方形时 代入可得40DSA40bSASkhAsekSAp/1SkhAheSAp/15.3.2 贮料压力深仓贮料压力）贮料的竖向压力考虑料拱的崩塌及贮料处于流动状态时的不利因素，按静态计算的 应乘以放大系数C）贮料的水平压力5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算spsp

13、ssspCphphhhpCp5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算5.3.2 贮料压力深仓贮料压力）偏心卸料时的贮料压力H/D01.5或偏心距e00.2R时 可不考虑偏心卸料影响偏心卸料时仓底压力增值按下时确定：在仓壁下部H高度范围内， 为常数假设增值 沿圆周均匀分布5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算hhppRe.2500hphp5.3.2 贮料压力深仓贮料压力）竖向摩擦力在深度h以上贮料作用于仓壁单位周长上的总的竖向摩擦力为5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算mpAphASpsmSAphpsm5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算sp5.3.2 贮料压力浅仓贮料压力）贮料的竖向压力贮料顶面以下h深度处单位面积的竖向压

14、力当由卡车、火车等散料瞬间直接卸入浅仓，应考虑冲切影响，乘以相应的冲切系数hps5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算hp5.3.2 贮料压力浅仓贮料压力）贮料的水平压力贮料顶面以下h深度处作用于仓壁单位面积的水平压力hkphk侧压力系数侧压力系数规范规定：当圆形浅仓贮料计算高度规范规定：当圆形浅仓贮料计算高度Hm且直且直径径Dm时，还需要按深仓计算其贮料压力，时，还需要按深仓计算其贮料压力，二者取大值二者取大值5 5 筒仓筒仓5.3荷载计算fp5.3.2 贮料压力漏斗壁上的贮料压力）法向压力）切向压力22sincoshsfpppqpcossinsincoshsqppp5.4.1 一般规定强度计算：筒

15、仓的仓顶、仓壁、仓底、筒壁多属于薄壁结构，由于筒仓贮料荷载和其他荷载是在不同方向作用于这些薄壁构件的，因此应对构件的水平、竖向及控制截面进行强度计算；其他非薄壁构件按钢筋混凝土构件进行计算；壳体或平板结构，通常按薄板或薄壳的小挠度理论计算。变形验算：一般壁厚符合规范可不必验算变形。若有特殊要求，应对仓顶、仓底进行变形验算。5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.1 一般规定裂缝宽度验算：仓壁和仓底进行验算，0.2mm。基础底边缘最小压力0，否则验算整体抗倾覆。5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算矩形浅仓的几何尺寸平面尺寸由柱网确定出料口的大小根据贮料颗粒大小及卸料方法由

16、工艺设计提供仓高根据单仓贮料体积决定漏斗倾角为保证贮料能够连续且全部自动卸出，漏斗倾角应比贮料内摩擦角大 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算矩形浅仓的几何尺寸5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算01010001000226baabaaHHbaVL5.4.2 浅仓计算低壁浅仓的内力分析仓顶平台：按一般的梁板楼盖计算竖壁： 平面外：有平台，铰支板；无平台，悬臂板 平面内，简支梁漏斗壁：需计算水平拉力、斜向拉力、平面外弯曲5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算低壁浅仓的内力分析竖壁平面外的竖向弯矩顶端自由（无平台）顶端有平台或楼盖时 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓

17、的结构计算261HpMhdHpNhfd212151HpMhdHpNhfd525.4.2 浅仓计算低壁浅仓的内力分析竖壁平面内的竖向拉力 出料口在中心的对称低壁浅仓，在竖壁底部与漏斗壁交接处由漏斗壁传来的单位宽度上竖向拉力认为是均匀分布的 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算baGNNsbsa25.4.2 浅仓计算低壁浅仓的内力分析竖壁平面内的水平拉力 竖壁A、B底部水平拉力为 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算20bNNfdha20aNNfdhb5.4.2 浅仓计算低壁浅仓的内力分析竖壁平面内的弯曲 竖壁在弯矩和竖向拉力作用下按偏心受拉构件计算竖向配筋，竖向钢筋直径不宜小于8，间距不宜大于2

18、00mm 竖壁在平面内弯曲所求得的水平钢筋和竖壁在水平拉力作用下求得的钢筋应合并配置在竖壁底部 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算低壁浅仓的内力分析漏斗壁水平拉力 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算低壁浅仓的内力分析漏斗壁斜向拉力 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算低壁浅仓的内力分析漏斗壁平面外弯曲 漏斗壁平面外弯曲计算可近似按四边支撑板考虑，漏斗壁之间及漏斗壁与竖壁连接处按固定端考虑，相邻壁交接处的支座弯矩可平均分配 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算漏斗浅仓的内力分析漏斗壁：水平拉力、斜向拉力、平面外弯

19、曲、平面内弯曲；边梁：水平方向按闭合框架计算；竖向按简支梁计算5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算漏斗浅仓的内力分析漏斗壁平面内弯曲 漏斗壁平面内弯曲计算可近似将每块漏斗壁近似当作单独的三角形深梁，三角形深梁可简化为按材料力学公式计算 计算时，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时，取其实际高度 深梁下部应力值向三角形尖顶按直线递减为零 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算漏斗浅仓的内力分析漏斗壁平面内弯曲由贮料重和漏斗壁所产生的在漏斗壁上的折算荷载为则漏斗壁A、B平面内的跨重弯矩为 5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2

20、 浅仓计算漏斗浅仓的内力分析边梁竖直方向按简支梁计算水平方向按闭合框架计算柱上反力5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算高壁浅仓的内力分析其他同低壁浅仓竖壁：在贮料水平压力作用下，按单跨双向板计算，交接处按平均值取其弯矩；平面内弯曲计算，视为深梁；最后按偏心受拉构件计算配筋。5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.2 浅仓计算低壁槽仓的内力分析按无弯矩理论分别研究纵、横向作用。竖壁和斜壁在平面内弯曲计算按无弯矩折板结构理论进行，单列槽仓按两面折板内力分析；双列槽仓，对中间柱单元需做三面折板内力分析；平面外弯曲计算按1m宽单元折板结构展开，按连续板近似计算。端壁按矩形梁计算

21、。5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.3 深仓计算（圆形深仓）仓壁的内力分析按无弯矩理论计算环向拉力竖向压力5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算2DpNhDGNs1贮料自重产生贮料自重产生的竖向摩擦力的竖向摩擦力ssphDN425.4.3 深仓计算（圆形深仓）仓底的内力分析圆锥形漏斗仓底：环向拉力和径向拉力圆形平板仓底：均布荷载下简支圆板肋形梁板仓底：一般肋形楼盖5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.3 深仓计算（圆形深仓）仓顶的内力分析圆形平板仓顶：简支于仓壁的圆板肋形梁板仓顶：一般肋形楼盖圆锥壳仓顶：按壳体薄膜理论计算圆球壳仓顶：按壳体薄膜理论计算群仓中的星室顶板：支撑于仓壁

22、的双向板5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.4.3 深仓计算（圆形深仓）仓下支撑结构的内力分析可直接支承于环形基础或整块基础板上做成落地式深仓；支撑等距离柱子上，每个柱子承担的竖向荷载均匀分配，应设柱帽；支撑结构为仓壁时，应验算水平截面强度，一般为仓底及洞口截面。若洞口间筒壁宽度5倍筒壁厚，按柱子计算。5 5 筒仓筒仓5.4筒仓的结构计算5.5.1 一般规定混凝土强度等级C30钢筋：HPB235，HRB335保护层厚度30mm5 5 筒仓筒仓5.5筒仓的构造5.5.2 圆形筒仓的仓壁和筒壁最小厚度150mm，滑模施工160mm直径8，间距70200mm钢筋连接：宜焊接；绑扎时，搭接长度50

23、d，错开距离1个搭接长度&1m仓下支撑结构为筒壁时，钢筋延续到下面，高度6倍仓厚5 5 筒仓筒仓5.5筒仓的构造5.5.2 圆形筒仓的仓壁和筒壁仓壁水平钢筋最小含钢率0.4，筒壁0.25。环向每隔24m设两侧平行的焊接骨架。5 5 筒仓筒仓5.5筒仓的构造5.5.2 圆形筒仓的仓壁和筒壁仓底与仓壁整体连接时，距离仓底以上1/6的仓壁高度内，在水平和竖向两个方向设连系筋。5 5 筒仓筒仓5.5筒仓的构造5.5.2 圆形筒仓的仓壁和筒壁群仓仓壁之间、筒壁之间的连接设附加钢筋。5 5 筒仓筒仓5.5筒仓的构造5.5.3 矩形筒仓的仓壁混凝土C30，厚度150mm，保护层30mm，设腋角，双层配筋。5

24、 5 筒仓筒仓5.5筒仓的构造5.5.4 洞口洞口高宽均宜1m，并在洞口四周配筋。5 5 筒仓筒仓5.5筒仓的构造5.5.5 漏斗混凝土C30，厚120mm，保护层30mm受力钢筋8，间距70200mm，双层配筋，各方向最小配筋率0.3，宜采用分离式配筋，锚固长度50d。5 5 筒仓筒仓5.5筒仓的构造5.5.6 抗震措施仓下支承柱最小配筋率箍筋加密：柱与仓壁、环梁交接处及以下部位、柱与基础交接处及以上部位的柱长边或柱净高1/6且不小于1m的范围内加密，间距100mm，7、8度时直径8，9度10，双层配筋，配筋率 0.45 5 筒仓筒仓5.5筒仓的构造5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题5 5 筒仓筒仓5.6计算例题Thank You !谢谢 谢谢 ! !