钢筋混凝土矩形浅仓设计-.doc

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1、钢筋混凝土矩形浅仓设计摘要:根据钢筋混凝土筒仓设计经验，依据规范，对钢筋混凝土矩形筒仓在设计中如何选择合理的模型、如何分析各部分内力计算及各部位构造要求等问题提出的建议，可供工程设计参考。关键词:钢筋混凝土矩形仓;高壁浅仓；抗裂计算;承载力;概述：筒仓按结构计算方法可分为浅仓及深仓两大类。当仓壁计算高度(hn)与圆形筒仓内径或矩形短边之比大于或等于1.5时为深仓，小于1.5时为浅仓。深仓多用于贮存物料的设施，浅仓一般用作卸料、受料、配料与给料的设施。浅仓按平面形状分为矩形浅仓和圆形浅仓，矩形浅仓根据计算和构造的特点又可分为漏斗仓、低壁浅仓和高壁浅仓。当无竖壁时为漏斗仓，竖壁高度h与短边b之比小

2、于0.5时为低壁浅仓，大于或等于0.5时为高壁浅仓。矩形浅仓是应用最广的一种。本工程属于卸料仓，结构形式为钢筋混凝土矩形仓。因h/b1，所以按构造特点应为高壁浅仓。如图1所示。图1钢筋混凝土矩形浅仓对于矩形浅仓应在设计前熟悉工艺专业提供的布置图及贮料特性，如重力密度、内摩擦角、安息角、对仓壁摩擦系数、温度及湿度等,这些资料也可以通过查询钢筋混凝土筒仓设计规范GB50077-2003；而设计中应注意布置沉降观测点，并提出对筒仓首次装料和卸料作出观测记录要求。筒仓仓壁、筒壁及漏斗应尽量选用等截面。筒仓仓顶与地面之间应设有连接通道和安全出口，一般除利用上仓运输机栈桥作为通道外，尚应根据仓顶设备和操作

3、人员情况设置安全出口，通向地面的楼梯坡底应平缓，宜采用1：1角度。筒仓的基础埋深一般为建筑物总高度的1/12左右。当工艺要求利用地下部分空间时，应综合考虑后确定基础埋深。本工程建筑物总高度为23.6米，基础埋深2.5米，浅仓宽度7m，由四个漏斗联合组成矩形浅仓。荷载及贮料压力计算浅仓的荷载主要包括结构自重、其他构件及固定设置施加在仓上的作用力、土压力、填料及环境温度作用；贮料荷载、楼面活载、屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、筒仓外部地面的堆料荷载；地震作用。浅仓结构计算时，对不同荷载应采用不同的代表值。对永久荷载应采用标准值，对可变荷载应根据设计要求，采用标准值或组合值，对地震作用应采用标准值。

4、计算浅仓水平地震作用及基自振周期时，可取贮料总重80%作为贮料有效质量的代表值，重心取其总重的中心。高壁浅仓贮料重力流动压力应按下列规定计算：（1）仓底或漏斗顶面处单位面积上的竖向压力Pv(KPa)：Pv=Cs（2）仓壁单位面积上的水平压力Ph(KPa): Ph=KPV K=tan2(450-/2)（3）作用于漏斗壁单位面积的法向压力标准值：Pn=PV（4）计算作用于漏斗壁单位面积上的法向压力时，贮料作用于仓底或漏斗顶面处单位面积上的竖向压力标准值：漏斗顶面 Pv=Ch漏斗底面Pv=C（h+hh）式中：C-冲击影响系数；-贮料的重力密度(KN/m3)；-贮料的内摩擦角；s-贮料顶面或贮料锥体重

5、心至计算截面处的距离；-系数，=cos2+sin2，为漏斗壁与水平面之夹角；k-侧压力系数；Hh-漏斗高度(m) ；内力计算 当矩形浅仓的仓壁、漏斗及梁整体连接时，其计算模型可简化为由薄板、杆单元组成的一个空间体系。高壁浅仓仓壁、漏斗壁的拉力计算水平拉力计算：拉力沿竖壁高度分布，仓壁任一水平截面单位高度上的水平拉力设计值为：N h = Pha n /2竖向力和斜向力计算：对于竖壁底部，由斜壁传来的竖向力设计值为（因此工程漏斗为对称布置），所以公式为：N v =G1/2(a+b)仓壁及漏斗壁平面外的弯曲计算矩形浅仓仓壁、角锥形漏斗壁平面外的弯曲，按周边支承板计算。竖壁可根据实际情况分别按单向板或

6、双向板计算。斜壁按三角形板或者梯形板计算。仓壁的平面内弯曲对于高壁浅仓的平面内弯曲的计算，不考虑斜壁和竖壁的共同受力工作，仅由竖壁承担平台荷重，贮料荷载及仓自重。竖壁按深梁计算，包括分散配筋法和集中配筋法两种方法来计算深梁内力。高壁浅仓设计实例设计资料贮料物理特性：=12.4kN/m3;内摩擦角=35，k=tan2（45-/2）=0.271。a=6500mm，b=7000mm；=60。卸料口给料设备总重200 kN，仓体材料：混凝土为C30;钢筋级。竖壁、斜壁壁厚均为250mm，仓体平面尺寸为7m*6.5m，仓壁高7m，漏斗深3.8m。荷载计算竖壁水平压力标准值Ph=KPV=kCh=23.52

7、 kN/m2斜壁法向压力标准值=cos2+sin2=0.45Pn1=PV=39.1 kN/m2，Pn2=PV=76.1kN/m2垂直荷载标准值： 贮料荷载：V=V1+V2=434.2m;PK=V=5384.08 kN斜壁及给料设备总重力：GK=694.4 Kn竖壁上部荷载：竖壁自重g1=43.75 kN/m内力计算拉力计算竖壁水平拉力:中部NhA=QPbA* a/2=57.63 kN/m底部NhB=85.6 kN/m竖壁底部垂直拉力：NV=QPK+GGK/2（a+b）=299 kN/m斜壁斜向拉力：顶部Nt1=NV/sin=345 kN/m中部Nt=QPK+GGK/2（a+b）sin=243.

8、6 kN/m斜壁水平拉力：中部Nh=243.6 kN/m角部斜向拉力：Ntinc=241.5 kN/m平面外弯曲 斜壁按三边固定的等腰三角形板计算：Mx=19.1 kN*m/m ， My=15.2 kN*m/m ， MB=-35.6 kN*m/m ,MC=-45.8 kN*m/m竖壁按三边固定一边简支计算：Mx0=-45.8 kN*m/m ，My0=-56.1 kN*m/m ， Mx=17.0 kN*m/m ,My=15.4 kN*m/m平面内弯曲 竖壁为一个单跨简支深梁，根据混凝土结构设计规范的有关规定，可按普通梁计算内力：p=192.3 kN/m ， q=68.6 kN/m M=(pQ+qG)l2/8=2153.2 kN*m V=(pQ+qG)l/2=1230.4 kN结束语贮料压力是筒仓设计中的重要参数，其计算正确与否直接关系到筒仓是否安全、经济、可靠、合理。近几十年来，随着筒仓的不断完善和发展，有待我们进一步研究。8