1、(;EB 中华人民共和国国家标准UDC GB 50884 - 2013 P 钢筒仓技术规范钢筒仓技术规范Code for design of steel silo structures 实施2013 -12 - 01 发布2013 - 06 - 08 守国计划生版挂A比查询酣串晶/飞盼申阁计划生版f.=电话400-670-9365网站9365.orgL可E主要叫唤学联合发布中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 统一书号:1580242.087 定价:20.00元S/N: 1 580242 .087 中华人民共和国国家标准钢筒仓技术规范Code for desig
2、n of steel silo structures GB 50884-2013 主编部门:中国有色金属工业协会批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:20 1 3 年1 2 月1 日中国计划出版社2013北京-，=-一一一一一-一中华人民共和国国家标准钢筒仓技术规范GB 50884-2013 为中国计划出版社出版网址: 地址.北京市西城区木樨地北里甲11号国宏大厦C座3层邮政编码100038电话:(010) 63906433 (发行部新华书店北京发行所发行北京世知印务有限公司印刷850mmX 1168mm 1/32 3.25印张80千字2013年10月第1版2013年10月第1次印
3、刷女统一书号:1580242. 087 定价:20.00元版权所有侵权必究侵权举报电话:(010) 63906404 如有印装质量问题，请寄本社出版部调换中华人民共和国住房和城乡建设部公告第52号住房城乡建设部关于发布国家标准钢筒仓技术规范的公告现批准钢筒仓技术规范为国家标准，编号为GB50884 2013，自2013年12月1日起实施。其中，第4.1.1、4.2.2、5.1.2，6.1.2条为强制性条文，必须严格执行。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国住房和城乡建设部2013年6月8日一一一前本规范是根据原建设部关于印发(2007年工程建设标准规范制订、修订
4、计划、(第二批)的通知(建标(2007126号)的要求，本规范由中国瑞林工程技术有限公司会同有关单位共同编制完成。本规范在编制过程中，规范编制组经广泛调查研究，认真总结钢筒仓工程建设经验，参考国内、外相关行业标准的有关内容，并在广泛征求意见的基础上编制本规范。本规范共分8章和4个附录，主要技术内容包括:总则、术语和符号、基本规定、荷载与荷载效应组合、圆形钢筒仓、矩形钢筒仓、支承结构与基础、内衬与防护等。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理，由中国瑞林工程技术有限公司负责技术
5、内容的解释。执行过程中如有意见或建议，请寄送中国瑞林工程技术有限公司技术质量部(地址:江西省南昌市红角洲前湖大道888号，邮政编码:330031)。本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:中国瑞林工程技术有限公司参编单位:天津水泥工业设计研究院有限公司中冶京诚工程技术有限公司西安有色冶金设计研究院中国矿业大学(北京)福州大学中国石化集团南京设计院 1 p-一一一一一一叩 主要起草人:徐世晖左菊林李大浪高连松关晓松吴灵宇陈军武吴丽丽林翔吕辉勇朱颂华沈虹波黄恒平董超任存斌主要审查人:熊进刚朱建平侯越郭立湘段建华李世虎叶菲李寿明刘惠东付国顺武力目次1总则2 术语和符号( 1 )
6、( 2 ) 2. 1 术语(2 ) 2. 2 符号3 基本规定( 3 ) ( 5 ) 3. 1 一般规定?. ( 5 ) 3. 2 材料(5 ) 3. 3 结构布置原则(7 ) 3. 4 结构选型( 8 ) 4 荷载与荷载效应组合门的4. 1 一般规定4. 2 贮料荷载4.3 地震作用(1 0) (1 0) (1 6 ) 149。L。UA口组应仓定效筒规载鸣般顶撞荷加一仓仓4圆123A吐FDFDR产同U5.4 仓底(31 ) 4667o quqquqOAA古仓应算造躏制制造构刷一结构5矩123户。 2 1 一一一一一千一一7 支承结构与基础8 内衬与防护附录A常用贮料的物理特性参数.(45)
7、附录B浅圆仓贮料压力计算公式(47)附录C贮料荷载计算系数. 附录D旋转壳体在对称荷载下的薄膜内力(54)本规范用词说明引用标准名录.附:条文说明 2 Contents 1 G巳neralprovisions ( 1 ) 2 Terms and symbols ( 2 ) 2.1 Terms ( 2 ) 2.2 Symbols ( 3 ) 3 Basic requirements . ( 5 ) 3. 1 General requirement .飞(5 ) 3. 2 Materials ( 5 ) 3. 3 Structure layout principle ( 7 ) 3. 4 Stru
8、cture selection ( 8 ) 4 Load and load effect combination ( 10 ) 4. 1 General requirement (10 ) 4. 2 Storage loading 4. 3 Earthquake action ( 10 ) ( 16 ) 4. 4 Load effect combination (19 ) 5 Circular steel silo ( 21 ) 5. 1 General requirement ( 21 ) 5. 2 Steel silo roof ( 21 ) 5. 3 Steel silo wall (
9、23 ) 5. 4 Steel silo hooper ( 31 ) 5. 5 Details ( 34 ) 6 Rectangular steel silo 6. 1 General requirement ( 36 ) ( 36 ) 6. 2 Structural calculation ( 37 ) 6. 3 Details . ( 40 ) 3 平气?一7 Structural support and foundation ( 42 ) 8 Lining and prot巳ction(43 ) Appendix A Common storage physical characteris
10、tics ( 45 ) Appendix B Storage presssure computational formula of shallow bin ( 47 ) Appendix C Load coefficient ( 51 ) Appendix D Film internal force of rotatory shell in symmetrical ( 54) Explanation of wording in this cod巳(59 ) List of quoted standards ( 60 ) Addition: Explanation of provisions (
11、 63 ) 1总JHH1 日只1. 0.1 为在钢筒仓设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规范。1. O. 2 本规范适用于符合下列条件的钢筒仓设计:1 建材、煤炭、冶金、化工、石化行业;2 水平平面形状为圆形或矩形;3 采用中心装、卸料方式;4 贮存的物料为固体散料。1. O. 3 钢筒仓的设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行的有关标准的规定。 4 1 一一一一一一-.一一牛牛二卢于十2.1术语2. 1. 11 排仓silos in line 按单线排列并联为整体的矩形钢筒仓。2. 1. 12 群仓group silos 三个或多于三个非单线
12、排列且联为整体的矩形钢筒仓02. 1. 13 填料filler 用于仓底构成卸料斜坡的填充材料。2. 1. 14 内衬liner 用于仓底，漏斗及部分仓壁的保护、抗磨耗且有利于贮料流动的衬砌。2 术语和符号2. 1. 1 钢筒仓steel silo 平面为圆形、方形、矩形、多边形或其他几何形状的贮存散料的直立钢容器。2. 1. 2 仓顶top of silo 封闭仓体顶面的结构。2. 1. 3 仓壁barrel 钢筒仓与贮料直接接触且承受贮料侧压力的仓体竖壁。2. 1. 4 漏斗hopper 仓体底部收小口的部分，卸出贮料的容器。2. 1. 5 筒壁supporting wall 平面与仓体相
13、同，支承仓体的立壁。2. 1. 6 仓下支承结构supporting structure of silo bottom 钢筒仓基础以上仓体以下的支承结构。2. 1. 7 斜壁inclined wall 构成漏斗的倾斜仓壁。2. 1. 8 深仓deep bin 贮料计算高度儿与圆形仓内径dn或与矩形仓的短边bn之比大于或等于1.5时的钢筒仓02. 1. 9 浅仓shallow bin 贮料计算高度儿与圆形仓内径dn或与矩形仓的短边bn之比小于1.5时的钢筒仓。2. 1. 10 单仓single silo 不与其他建、构筑物联成整体的单体钢筒仓。2.2符号2.2.1 几何参数an一一矩形钢筒仓长边
14、;bn一一矩形钢筒仓短边;正方形钢筒仓边长;dn一一圄形钢筒仓内径;h一一仓壁高度;hn二一贮料计算高度;hh一一漏斗高度;r一一圆形钢筒仓的半径;t一一仓壁、漏斗或筒壁厚度;一一漏斗壁与水平面的夹角;二一钢筒仓水平净截面的水力半径。2.2.2 计算系数Ch一一贮料水平压力修正系数;Cv一一贮料竖向压力修正系数;Cf一一贮料摩擦压力修正系数;h一一侧压力系数;1一一相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值;Kp一一仓壁竖向受压稳定系数; 2 3 一一川一一二一二一一一一Y一一一一贮料重力密度;-一一贮料与仓壁的摩擦系数;一一贮料的内摩擦角。2.2.3 作用Fk一一一作用于矩形钢筒仓仓壁上的集
15、中荷载标准值;环线轴力标准值;P位一一贮料作用于计算截面以上仓壁单位周长土的总竖向摩擦力标准值;Phk一一贮料作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值;Pnk一一贮料作用于漏斗斜壁单位面积上的法向压力标准值;Pvk一一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;贮料顶面或贮料锥体重心以下距离h处单位面积上的竖向压力标准值;Pk-一一漏斗壁单位面积上切向压力标准值;Pyk一一均化仓仓壁上的水平压力标准值。2.2.4 作用效应Nh一一矩形浅仓仓壁的水平拉力;角锥形漏斗壁的水平拉力;Nv一一一矩形浅仓仓壁的竖向力;Ninc一一角锥形漏斗壁的竖向力;N一角锥形漏斗壁交角顶部的斜向拉力。2.2.5
16、 其他5一一贮料顶面或贮料锥体重心至所计算截面处的距离;一一一贮料的重力密度;E一一钢材的弹性模量;f一一钢材抗拉、抗压强度设计值;r一一对接焊缝抗拉强度设计值;f了一一对接焊缝抗压强度设计值;fl一一角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值;口一一受压构件临界应力。 4 3基本规定3.1一般规定3. 1. 1 钢筒仓结构的设计使用年限不应少于25年。3. 1. 2 钢筒仓结构的安全等级宜为二级，抗震设防类别宜为丙类，地基基础设计等级宜为乙级。当与其他建筑连为一体时，钢筒仓的安全等级、抗震设防类别及地基基础设计等级不应低于建筑物的等级和类别。3. 1. 3 钢筒仓的耐火等级应符合国家现行有关标准的规定
17、。3. 1. 4 储存粉尘及其他易爆性物料的钢筒仓，相关工艺专业应根据不同的贮料特性分别设置防爆、泄瀑、防静电、防明火及防雷电等设施。3. 1. 5 独立布置的钢筒仓应设置沉降观测点(岩石地基除外)。3. 1. 6 钢筒仓与毗邻的建(构)筑物之间或群仓地基土的压缩性有显著差异时，应采取防止不均匀沉降的措施。3. 1. 7 钢筒仓设计文件中，应对首次装卸料要求、沉降观测及标志设置等予以说明。3.2材料3.2.1 为保证钢筒仓的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度、工作环境和气候条件等因素选用钢材牌号和材性。3.2.2 钢筒仓
18、的材料宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢，其质量应分别符合现行国家标准碳素结构钢GB/T700和低合金高强度结构钢GB/T1591的有关规定，并不应低于B级。当采用其他牌号的钢材时，应符合现行国家标准钢结构设计 5 于:_-:;-:7:;:_= -.: -二规范)GB50017的有关规定。3.2.3 钢筒仓采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证，焊接结构还应具有碳含量以及冷弯试验的合格保证。3.2.4 钢筒仓仓壁为波纹板、螺旋卷边板、肋型钢板时，应采用热镀铮或合金钢板。3.2.5 钢铸件采用的铸钢材质应符合现行国家标准一般工程用铸造碳钢件)GBjT1
19、1352的有关规定。3.2.6 对处于外露环境，且对耐腐蚀有特殊要求或在腐蚀性气体和固态介质作用下的筒仓结构，宜采用Q235NH、Q345NH和Q415NH牌号的耐候结构钢，性能和技术条件应符合现行国家标准耐候结构钢)GBjT4171的有关规定。3.2.7 钢筒仓的连接材料应符合下列要求:1 手工焊接采用的焊条，应符合现行国家标准非合金钢及细晶粒钢焊条)GBjT5117或热强钢焊条)GBjT5118的有关规定。选择的焊条型号应与主体金属力学性能相适应。对直接承受动力荷载或振动荷载且需要验算疲劳的结构，宜采用低氢型焊条;2 自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和相应的焊剂应与主体金属力学性能相适应，并
20、应符合现行国家标准埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂)GBjT5293和埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂)GBjT12470 的有关规定;3 普通螺栓应符合现行国家标准六角头螺栓C级)GBjT5780 和六角头螺栓)GBjT5782的有关规定。4 高强度螺栓应符合现行国家标准钢结构用高强度大六角头螺栓)GBjT1228、钢结构用高强度大六角螺母)GBjT1229、钢结构用高强度垫圈)GBjT1230、钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件)GBjT1231或钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副)GBjT3632的有关规定;5 圆柱头焊钉(栓钉)连接件的材料应符合现行国家标准电弧螺柱焊用圆柱头焊钉)GBj
21、T10433的有关规定;6娜钉应采用现行国家标准标准件用碳素钢热轧圆钢GBjT 715中规定的BL2或BL3钢;7 锚栓宜采用现行国家标准碳素结构钢)GBjT700中规定的Q235钢或低合金高强度结构钢)GBjT 1591中规定的Q345钢。3.2.8 钢筒仓结构及连接材料的设计指标，应按现行有关国家标准钢结构设计规范)GB50017和冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018的有关规定执行。3.3 结构布置原则3.3.1 钢筒仓的平面及竖向布置，应根据工艺、地形、工程地质和施工等条件，经技术经济比较后确定。3.3.2 钢筒仓仓群平面布置形式，圄形钢筒仓宜采用独立布置形式，矩形钢筒仓可采用仓体相
22、连的群仓布置形式(图3.3.2)。命e国(a)独立布置圆形筒仓(b)独立布置矩形筒仓(c)单排矩形筒仓(d)多排矩形筒仓图3.3. 2 钢筒仓仓群平面布置形式示意图3.3.3 钢筒仓的平面形状，除工艺特殊要求外宜采用圆形。3.3.4 跨铁路专用线的钢筒仓，应同时符合国家现行有关标准的规定。 7 了一一一一一v气一一一一一一一一一一一一3.3.5 靠近钢筒仓处不宜设置堆料场，当必须设置时，应验算堆载对钢筒仓结构及地基的不利影响。3.3.6 钢筒仓仓顶上不宜设置有筛分等振动设备。3.3.7 钢筒仓的安全通道、维护结构应符合国家现行有关标准的规定。3.4结构选型3.4.1 钢筒仓结构可分为仓上建筑物
23、、仓顶、仓壁、仓底、仓下支承结构(筒壁或柱)及基础六部分(图3.4.1)。/二忏人4 3 图3.4. 1 钢筒仓结构示意图l一仓上建筑物;2一仓顶;3一仓壁;4一仓底;5仓下支承结构(柱-支撑或柱-抗震墙);6一基础-3 4 / -.6 3.4.2 圆锥及角锥形漏斗壁与平面的夹角或漏斗壁的坡度应由相关工艺专业提供。3.4.3 钢筒仓仓底结构的选型应符合下列要求:1 荷载传递明确，结构受力合理;2 造型简单，施工方便;3 相关专业要求。3.4.4 钢筒仓可采用钢或钢筋混凝土仓底及仓下支承结构(图3.4.4)。直径较小时，宜采用柱或柱一支撑、外筒内柱支承的架空 8 式仓下支承结构及锥斗仓底;直径较
24、大时，宜采用落地式平底仓，地道式出料通道。图3.4.4常用钢筒仓仓底和仓下支承结构示意图l 筒仓底部;2框架梁;3一支撑;4一柱;5 钢筋混凝土抗震墙筒;6基础3.4.5 抗震设防区的钢筒仓结构选型应符合下列规定:1 钢筒仓的仓下支承结构，宜选用抗震墙、框架一抗震墙结构或框架支撑结构的型式;2 非落地钢筒仓支座宜设置在满仓工况时筒仓重心高度处。3.4.6 当钢筒仓之间或钢筒仓与其邻建(构)筑物之间需要连接时，宜采用简支结构相连。 9 一一一一一4 荷载与荷载效应组合4. 1一般规定4. 1. 1 钢筒仓设计，应计算下列荷载:1 永久荷载:结构自重，其他构件及固定设备重;2 可变荷载:贮料荷载、
25、楼面活荷载、屋面活荷载、雪荷载、凤荷载、可移动设备荷载、固定设备中的活荷载及设备安装荷载、积灰荷载、钢筒仓外部地面的堆料荷载及管道输送产生的正、负压力;3 温度作用;4 地震作用。4. 1. 2 钢筒仓结构计算时，对不同荷载代表值及荷载组合应按现行国家标准建筑结构荷载规范)GB50009的有关规定执行。4. 1. 3 钢筒仓的风荷载体形系数的取值可符合下列规定:1 仓壁稳定计算:取1.0; 2 钢筒仓整体计算:独立钢筒仓取0.8，仓群取1.3。4.2贮料荷载4.2.1 散料的物理特性参数应由工艺专业提供，也可按本规范附录A所列数值选用，但应经工艺专业确认。4.2.2 计算贮料荷载时，应采用对结
26、构产生最不利作用的贮料品种的参数。计算贮料对波纹钢板仓壁的摩擦作用时，应取贮料的内摩擦角。4.2.3 深仓贮料重力流动压力的计算应符合下列规定(图4.2.3) : 10 占主d巾n或bn) -应按表4.2. 6选用。表4.2.6深仓贮料压力修正系数钢筒仓部位系数名称修正系数当Shn/3时水平压力修正系数Ch仓壁当Shn/3 日才摩擦压力修正系数Cf钢漏斗仓底竖向压力修正系数Cv平板注:1本表不适用于设有特殊促流或减压装置的钢筒仓;2 当hn/dn3时，表中Ch值应乘以1.1; 3 对于流动性能较差的散料，Ch值可乘以系数0.9;1十3S/hn2.0 1. 1 2. 0 1 漏斗填料最大厚度大于
27、1.5m的钢筒仓可取1.0; 2 其他情况钢筒仓可取1.4。4 对于群仓的内仓及边长不大于4m的方仓，Ch=Cv = 1. 0, 4.2.7平面为圆形、矩形或其他几何形的浅仓贮料压力(图4. 2. 7)的计算，应符合下列规定:1 贮料顶面或贮料锥体重心以下距离s处，作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值Fhk应按下式计算:Fhk=kys (4.2.7-1) 13 兰兰?丁一一:;._O)._一二二_-_-司-一一一一a A 2 同dn(an或bn)图4.Z. 7 浅仓贮料压力示意图a 1 贮料顶为平面;2一贮料顶为斜丽;3一贮料锥体重心;4一一计算截面2 钢筒仓的贮料计算高度hn与其内径dn或其
28、他几何平面的短边bn之比等于1.5时或贮料计算高度儿大于10m且钢筒仓内径dn大于或等于12m时，贮料水平压力除按公式(4.2.7-1)计算外，尚应按本规范公式(4.2.3-1)计算贮料压力，二者计算结果取其大值。此外，还应按下式计算钢筒仓内壁单位面积上的竖向摩擦力标准值:Ffk=kys (4.2.7-2) 3 贮料顶面或贮料锥体重心以下距离5处，单位面积上的竖向压力标准值Fvk应按下式计算:Fvk =ys (4.2.7-3) 4 贮料计算高度儿小于或等于O.5倍的钢筒仓内径dn，且dn大于或等于24m的大型浅圆仓仓壁上水平压力标准值Fhk的计算应计入仓壁顶面以上堆料的作用，可按本规范附录B
29、14 计算。4.2.8 作用于仓底圆形漏斗壁上的贮料压力标准值应符合下列规定:1 漏斗壁单位面积上的法向压力标准值，深仓、浅仓可按下列公式计算:深仓:F nk = CvF vk (cos2+k sin2) (4. 2. 8一1)浅仓:F nk = Fvk (cos2+k sin2) (4.2.8-2) 式中:p出一一贮料作用于漏斗斜壁单位面积上的法向压力标准值(N/mm2); (cos2十ksin2) 可按本规范附录C查表。2 漏斗壁单位面积上切向压力标准值，深仓、浅仓可按下列公式计算:深仓:Ftk=CFvk(1-k)cosasin (4.2.8-3) 浅仓:Ftk=Fvk(1-k)cosas
30、in (4.2.8-4) 式中:Ftk一一漏斗壁单位面积上切向压力标准值(N/mm2)。4.2.9 贮料作用于仓底或漏斗壁顶面处单位面积上的竖向压力标准值Fvk应按下列规定取值:1 对于深仓，在漏斗高度范围内均应采用漏斗顶面之值;2 对于浅仓，在漏斗顶面和漏斗底面可按下列公式计算:漏斗顶面Fvk=hn(4.2.9-1) 漏斗底面Fvk=(hn+hh) (4.2.9-2) 式中:Fvk一一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(N/mm2); hh一一漏斗高度(mm)。4.2.10仓内贮料为流态的均化仓仓壁上的水平压力标准值Fyk，可按液态压力计算:Fyk=0.6yhn (4.2.
31、10) 式中:Fyk一一均化仓仓壁上的水平压力标准值(N/mm2); 一一贮料的重力密度(N/mm3); 15 一一一一一一一-一一一一一一hn一一贮料的计算高度(mm)。4.3地震作用4.3.1 计算钢筒仓水平地震作用及其自振周期时，应取贮料总重80%作为贮料有效质量的代表值，重心应取其贮料总重的重心。4.3.2 钢筒仓构件抗震验算时，结构构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，应计算全部重力荷载代表值和水平地震作用的效应。计算重力荷载代表值的效应时，除贮料荷载外，其他重力荷载分项系数可取1.勾当重力荷载对构件承载能力有利时，其分项系数不应大于1.0。在计算水平地震作用效应时，地震作用分
32、项系数应取1.3。水平地震作用的标准值应乘以相应的增大系数或调整系数。4.3.3 钢筒仓可按单仓计算地震作用，落地式平底钢筒仓可不计算竖向地震作用。4.3.4 钢筒仓的水平地震作用可按单质点或多质点体系模型，采用底部剪力法或振型分解反应谱法计算。当按底部剪力法计算时，仓上建筑分配的水平地震作用应乘以增大系数3，但增大部分不应向下传于仓壁构件。4.3.5 钢筒仓的水平地震作用，可采用下列简化方法进行计算:1 钢筒仓底部的水平地震作用标准值可按下式计算:FEk=1 (Gsk十Gmk)(4.3.5-1) 式中:FEk一一钢筒仓底部的水平地震作用标准值(N); 1一一一相应于结构基本自振周期的水平地震
33、影响系数值;Gsk一一钢筒仓自重的重力荷载代表值(N); Gmk-一一贮料总重的重力荷载代表值(N)。2 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值吨，应按现行国家标准建筑抗震设计规范)GB50011-2010第5.1.4条和第5.1.5条的规定确定。对于落地式钢筒仓，水平地震影响系数值可按下式计算:1-max (4.3.5-2) 3 水平地震作用对钢筒仓底部产生的弯矩标准值可按下式计算:MEk=1 (Gskhs +Gmkhm) (4.3.5-3) 式中:MEk一一钢筒仓底部的水平地震作用标准值(Nmm); hg一一一钢筒仓自重的重心高度(mm);hm一一贮料总重心高度(mm)。4 沿钢筒仓高
34、度第t质点分配的水平地震作用标准值可按下式计算:F;k = FEK 吨G;kh_;_ (4.3.5-4) :lGzkhz式中:F;k一一-沿钢筒仓高度第i质点分配的水平地震作用标准值(N); G也一一集中于第z质点的重力荷载代表值(N); h;-第i质点的重JL;高度(mm)。4.3.6 地震作用下贮料对于仓壁的局部压力计算应符合下列规定(图4.3.6-1、图4.3. 6-2) : qk=O 地震力方向qk一-一一一一-qkL一(a)圆形钢筒仓(b)矩形钢筒仓图4.3.6-1 地震作用下贮料对钢筒仓筒壁局部压力平面分布示意图, 17. 了一一dn(an或bn)图4.3. 6-2 地震作用下贮料
35、对钢筒仓筒壁局部压力竖向分布示意图1一贮料锥体中心;2一计算截面1 圆形钢筒仓垂直筒壁地震压力标准值分布应按下式计算:也=(z)号ycose(4. 3. 6-1) 式中:qk一一圆形筒仓垂直筒壁地震压力标准值(N/mm2); (z)一-z高度处钢筒仓水平地震影响系数;dn一一圆形钢筒仓内径(mm); Y一一贮料重力密度(N/mm3)。2 圆形钢筒仓垂直筒壁地震压力标准值应同时符合下列公式的要求:qk至二(z)hbycose(4. 3. 6-2) qk三(z)(3z)ycose(4.3.6-3) 式中:hb一一钢筒仓的总高度，即钢筒仓底部平板或底部漏斗出料口到贮料顶面或顶部锥体重心的距离(mm)
36、。3 矩形钢筒仓垂直筒壁地震压力标准值分布应按下式计算:qk=(z)专(4.3.6-4) 式中:一一一矩形钢筒仓平行于地震力方向的边长(mm)。4 矩形钢筒仓垂直筒壁地震压力标准值应同时符合下列公式要求:qk I t3、1/3ts=12(-:十.s.一+te;十:n (2) b. b ， 12 J 式中:t一一仓壁厚度;As -加劲肋的横截面面积;Is -加劲肋截面对平行于仓壁的本身截面形心轴的惯性矩;b 加劲肋间距(弧长); es 加劲肋截面形心距组合截面中心的距离;e，一一仓壁钢板截面形心距组合截面中心的距离。折算后的壳壁，在加劲肋加强方向上进行壳壁的抗拉、抗压强度计算时，应采用按抗拉强度
37、相等的原则确定折算厚度;抗弯和稳定验算时，应采用按抗弯刚度相等的原则确定折算厚度。5.3.4 计算折算应力的公式(5.3. 4-3) ，是根据能量强度理论，保证钢材在复杂应力状态下处于弹性状态的条件。由于钢筒仓属于薄壁结构，在仓壁厚度方向上应力一般较小，故按双向应力状态进行计算。其余计算公式是根据现行国家标准钢结构设计规范GB 50017的有关规定给出的。5.3.5 有加劲肋的钢筒仓按简化方法进行强度计算时，加劲肋与仓壁的组合构件，在竖向荷载作用下截面实际受力较为复杂，且卸料时还有动载影响，宜完全按弹性进行强度计算，不允许截面有塑一一一一一一一性开展。加劲肋为薄壁型钢时，其截面尺寸取值尚应符合
38、现行国家标准冷弯薄壁型钢结构技术规范)GB50018的有关规定。参考欧洲规范，增加了波形板仓壁加劲肋之间的水平间距要求。钢筒仓仓壁为波纹钢板时，仓壁的竖向荷载将全部经连接传给加劲肋;仓壁为平钢板或螺旋卷边钢板时，仓壁的竖向荷载仅有部分经连接传给加劲肋。为简化计算，在设计仓壁与加劲肋的连接时，不分仓壁钢板类型，偏于安全按仓壁的竖向荷载全部经连接传给加劲肋来考虑。连接强度计算公式是根据现行国家标准钢结构设计规范)GB50017的有关规定给出的。5.3.7 钢筒仓仓壁在竖向荷载作用下的稳定计算，包括空仓时及竖向荷载作用下、满仓时竖向荷载与贮料水平压力共同作用下及局部集中荷载作用下仓壁的稳定计算。1
39、弹性稳定理论分析，理想中圆筒壳在轴压下的稳定临界应力为cr=0.605E言，但大量试验证明，实际圆筒壳的临界应力比理想圆筒壳的理论计算值要少1/22/3，失稳破坏时的稳定系数仅为O.150. 3，而不是0.6050厚筒壳的轴压临界应力在很大程度上取决于初始形状缺陷，随着初始形状缺陷的增大，临界应力明显下降，下降幅度可能达到50%之多。经过对国内外有关试验资料及分析结果相比较，同时考虑设计计算的方便，采用了前苏联1 ，100t、3/8B.T利律等人提出的稳定系数表达式:kp气()作为在空仓时验算仓壁的稳定系数。当仓壁半径与厚度之比R/t在1500以下时，此式计算结果和大量的试验结果可很好地符合;
40、当R/t在20002500时，按此式计算结果比试验分析结果略大(约10%)。另考虑到贮料钢筒仓多为现场组装，与试验条件有较大差异，取初始形状缺陷影响系数0.5，则得到空仓时验算仓壁的稳定系数计算公式(5.3.7-2)。钢筒仓在竖向荷载作用下进行稳定验算时，仓壁的竖向压应力应参照本规范第5.3.1条和5.3.2条的规定，按可能出现的最不利荷载组合进行计算;2 钢筒仓在满仓时，仓壁受到竖向压力及内部水平压力的共同作用，内压可以减少筒壳初始缺陷的影响，而使稳定临界应力有所提高。衡量内压影响的大小，参考国外有关资料，采用无量纲参P，R、2= (: )。在内压P作用下，筒壳稳定临界力的提高程度与参数P有
41、关。经对美国、前苏联等国外有关试验结果及经验公式的对比计算，采用了前苏联B.T.利律等人提出的算式，即:是=kp+O.265币，由于钢筒仓在卸料时，贮料压力可能会不均匀分布，在计算参数P时不考虑贮料压力动力修正系数，同时因内压P对仓壁整体稳定起有利作用，取其分项系数为1.0，故取贮料对仓壁的静态水平压力标准值来计算参数P。经整理即为钢筒仓在满仓时仓壁的稳定系数计算公式(5.3. 7-4) ; 3 仓上建筑支承于钢筒仓壁顶端时，仓壁将局部承受竖向集中荷载，为防止仓壁局部应力过大而导致局部失稳，应在局部竖向集中的荷载作用处设置加劲肋。假定竖向集中荷载经加劲肋向仓壁传递的扩散角为300，并且考虑到钢
42、筒仓顶端区段内压较小，在本规范公式(5.3.7日中，仓壁临界应力的计算不再考虑内压的影响，总体来讲是偏于安全的。5.3.8 风荷载对仓壁表面产生不均匀的径向压力、使仓壁整体弯曲而产生的竖向压应力，使仓壁整体剪切而产生水平剪应力，都可能引起钢筒仓仓壁失稳破坏。风荷载使仓壁整体弯曲而产生的竖向压应力，应与可能同时出现的其他荷载产生的竖向压应力进行组合，并按本规范第5.3.7条进行竖向荷载下仓壁的稳定验算。在常用的钢筒仓高度范围(35m以下)，风荷载使仓壁整体剪切而产生水平剪应力，对仓壁稳定一般不起控制作用。风荷载对仓壁表面产生不均匀的径向压力，假定在钢筒仓的整个高度上均匀分布而沿周向不均匀分布的压
43、力，按有关理论分析研究，中长筒壳(h二三Z5$t)在筒壁失稳时的临界荷载相当于轴对称加载时的临界荷载，相应计算公式可写成为PC，= O. 9ZkE ( ! 3/2土。式中的h为筒壳的初始形状缺陷影响系数，其值随R/tR) h 增大而减小。参考欧洲规范:走取值采用外部压力屈曲系数和风压力分布系数表达。5.4仓底5.4.1 由于在圆锥漏斗仓底与仓壁的连接处设置有环梁，漏斗壁的计算不必再考虑连接处由于曲率的变化而引起的附加内力的影响，漏斗壁的径向、环向均按轴向受力进行强度计算。5.4.2 仓底环梁与仓壁及漏斗采用连续焊接连接时，则成为一个整体，可考虑部分壁板与环梁共同工作。不同曲率的壳体相连接，由率
44、剧烈变化，由于壳壁径向力的作用将在壳体相连处产生附加环向力，能够有效地承受这种附加环向力的壳体宽度范围，按理论分析为kFt(r为由率半径)。而圆筒壳与锥壳相连，当锥壳倾角为30060。时，走=0.6。所以本条规定与环梁共同工作的壁板有效范围采用0.5，fri，同时考虑此范围若过大，会由于壁板中应力的不均匀而使此范围壁板不能充分发挥作用，参照现行国家标准钢结构设计规范)GB50017中受压时厚比阳有关规定，限制此范围亦不应大于山JT。5.4.3 仓底环梁的荷载，应考虑仓壁传来的竖向力，漏斗壁传来的斜向拉力及荷载偏心引起的扭矩。在环梁高度范围内的贮料水平压力，由于数据较小且对环梁的径向受压稳定起有
45、利作用，故偏于安全不计其影响。5.4.4 仓底环梁是分段制作、安装，环梁段在径向压力作用下的稳定可按圆弧拱进行分析，其平面内与平面外的临界荷载均可用EI 公式Nc，=k丁来计算，且随圆弧角度的增大，平面内外的稳定系r 数是值均减小，当圆弧角度为2时，稳定系数最小值k=0.6，即本规范公式(5.4.4)。5.5构造5.5.1 最常见的仓上建筑为输送廊道，用于安装输送设备并有操作荷载。本条强调仓上建筑的支架要支搁在下张力环或上张力环上，使仓顶结构整体承受仓上建筑的荷载，并应注意防止仓顶结构偏心受力。对于装有清理、计量等设备的仓上建筑，需用落地支架，独立承担仓上建筑的荷载。5.5.4 根据对贮料钢筒
46、仓使用情况调查，仓顶板与斜梁采用外露螺栓连接时，极易在连接处出现锈蚀和渗水而影响钢筒仓安全贮料。5.5.5、5.5.6卸料时，贮料与仓壁的摩擦产生的竖向压力，使仓壁承受竖向压应力，此时仓壁与竖向加劲肋共同工作。因此，竖向加劲肋的长度与仓壁的连接对仓壁稳定、安全使用至关重要。根据对一些发生事故的钢筒仓的调查分析，有些焊接连接的加劲肋与仓壁未能焊实或焊缝长度不够;螺栓连接的螺栓脱落或剪断，致使钢筒仓破坏。因此这两条提出加劲肋与仓壁的连接必须可靠，保证仓壁与加劲肋共同受力;加劲肋接长采用等强度连接。除根据计算设置加劲肋外，其接头错开布置，以保证内力均匀传递。 87 一一一一一-.- -_.-一一中一一一一一一一一6 矩形钢筒仓6.1一般规定6. 1. 1 钢筒仓的高度与平面尺寸均不大C4m以下)，而仓壁计算内力又较小时，仓壁宜采用钢板加劲肋。平面尺寸不大C5m6m)、高度在4m5m的漏斗，其水平加劲肋宜采用角钢加劲肋。平面尺寸不大但较深C7m8m)的漏斗，宜同时设置水平加劲肋和垂直加劲肋;水平加劲肋采用角钢或其他型钢，垂直加劲肋采用钢板。6. 1. 2 作用在筒仓
