浅析筒仓仓顶结构设计.pdf

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1、文章编号：1009—9441(2010)11一0027—02浅析筒仓仓顶结构设计口口高红斌(山西省建筑材料工业设计研究院，山西太原030013)摘要：利用结构力学的基本原理，对大直径筒仓仓顶的钢与混凝土组合梁结构进行了力学分析，讨论了影响钢与混凝土组合梁结构结构设计的主要因素。关键词：钢筋混凝土筒仓；仓顶；组合梁；组合板中图分类号：TU398文献标识码：B引言筒仓是指平面为圆形、方形、矩形、多角形及其他几何外形的贮存散料的直立容器，用来贮存松散的粒状或小块状原料(如谷物、水泥、矿石、煤及化工原料等)的贮藏结构。筒仓按所

2、用材料的不同，可分为钢筋混凝土筒仓、钢筒仓与砌体筒仓。筒仓常作为水泥生产企业调节、运转和贮存物料的设施。随着国民经济的快速发展，建材企业的生产规模越来越大，对贮存材料容器的容量要求不断提高，大容量筒仓的应用已相当广泛。大直径的筒仓由于仓体高，支模工程量大，施工难度大，仓顶不再采用传统的混凝土梁板结构，而多采用钢与混凝土组合梁结构。1筒仓仓顶设计结构布置钢与混凝土组合梁是由混凝土翼板与钢梁通过抗剪连接件组成的组合梁。组合梁的翼板可采用现浇混凝土板，也可采用混凝土叠合板或压型钢板一混凝土组合板。水泥厂筒仓仓顶通常采用压型钢

3、板一混凝土组合板。压型钢板一混凝土组合板是指通过(或不通过)剪力连接件连成整体的构件。这种结构采用l一1．2mm厚的压型钢板做混凝土底模，钢与混凝土形成整体而共同受力。它能够按其各组成部件所处的位置和特点，充分发挥钢材抗拉和混凝土抗压性能好的优点，承载力较高。同时整体稳定性与局部稳定性均得到改善，结构刚度较大。在施工时，压型钢板可以用作模板，加快了施工进度，缩短了施工周期，具有良好的经济效益。2组合梁的支承形式筒仓仓顶平面结构布置一般是由几根跨度较大、相互平行的大梁作为主梁，主梁之间布置次梁，主梁可以直接伸入仓壁，主梁

4、支座用螺栓固定在仓壁上，施工较简单方便。这种支承形式在仓壁上必须留孔，由于开孑L处仓壁钢筋被截断，致使仓壁的完整性受到影响。另外一种支承形式是在仓壁上的钢筋混凝土牛腿，主梁支座用螺栓固定在牛腿上，也可以直接焊在牛腿顶面的预埋件上。这种支承形式仓壁是完整连续的，但钢筋混凝土牛腿施工时支模比较麻烦，增加了施工难度。对于生料均化库和水泥均化库，由于对仓壁的完整性和密实性要求较高，因而常采用这种形式。3压型钢板与混凝土组合板的支承形式组合梁的翼板与钢梁之间的抗剪连接件宜采用栓钉，也可采用槽钢、弯筋或有可靠依据的其他类型连接件。

5、钢与混凝土组合梁中的抗剪连接件是其结缺的一环，设计人员在严格遵守规范的同时，应从全[2]GB50016--2006，建筑设计防火规范·局出发，合理设定建筑物的耐火等级和构件的耐火[3]GB50229--2006，火力发电厂与变电站设计防火规范·极限，并在分析比较中寻找更合适的方案，以解决发[4]DL／T5094--1999，火力发电厂建筑设计规程·电厂厂房工艺流程与火灾安全防范之间的矛盾，真[5]GB50222----95，建筑内部装修设计防火规范·正做到统筹兼顾。作者简介：阮莉莉(1982一)，女，广东阳江人，助理工

6、程师，参考文献：现主要从事电厂建筑设计工作。收稿日期：2010—09-27[1]DL5000---2000，火力发电厂设计技术规程．(编辑盛晋生)建材技术与应用11／2010·27·构形式和内力传递的重要部分。带头栓钉是最常见的一种抗剪件形式，它属于柔性连接，即在传递混凝土板与钢梁之间的剪力时，会发生较大的变形，压型钢板与混凝土组合板作为多跨连续板，板的中间跨简化为两端固定的板，边跨简化为一端固定，另一端简支。对于上述’4种破坏模式，垂直剪切破坏只有在板的跨高比很小，而荷载又很大时才出现；冲切破坏在薄板承受较大的集中荷

7、载时，才可能起控制作用。这两种破坏模式可通过采取构造措施予以避免。因此，在结构设计时，主要是针对弯曲破坏和纵向剪切破坏这两种模式。4压型钢板与混凝土组合板的破坏模式5结语取出压型钢板一混凝土组合板的一个单元进行简化计算，如图1所示。将压型钢板截面按照面积和惯性矩相等的原则等效为工字钢截面。工字钢截面的上下翼缘宽度、厚度和腹板高度与压型钢板截面相等，工字钢截面的腹板厚度为：t。=2t／cosa(1)图1组合截面的简化压型钢板与混凝土之间的组合效应，主要依靠它们之间的粘结和机械咬合效应产生纵向抗剪强度来实现。压型钢板一混凝

8、土组合板有4种破坏模式，如图2所示。图2组合板破坏模式示意图(1)弯曲破坏，见图2中的截面1—1。其破坏特征是：构件在达到抗弯承载力极限时，纵向抗剪承载力依然满足要求。(2)纵向剪切破坏，见图2中的截面2q。其破坏特征是：靠近支座附近的集中荷载处的混凝土首先出现斜裂缝，混凝土与压型钢板开始竖向分离，随即压型钢板与混凝土之间丧失剪切