立筒仓钢结构仓顶设计的探讨.pdf

粮食与食品工业
Vol.21,2014,No.2
Cereal and food Industrv
粮油建鋭工程
立筒仓钢结构仓顶设计的探讨
黄海生,冯子江,陆建华
无锡中粮工程科技有限公司(无锡211035)
摘要:分析了立筒仓钢结构仓顶的设计、计算与难点,并同钢筋混凝土顶的设计进行对比
通过分析可以看出,钢结构仓顶适用于直径大、高度高、施工难度较大的立筒仓
关键词;立筒仓;仓顶;结构;设计
中图分类号:TU:318文献标识码:A文章编号:1672-5026(2014)02-056-02
Research on storehouse top design of steel structure of silo
Huang Haisheng. Feng Zijiang, Lu Jianhua
Wuxi COF(O Engineering &. Technology Co.. Itd. (Wuxi 214035
Abstract: The design, calculation and difficulties of steel structure on the top of the silo were
analyzed, compared with the design of the reinforced concrete rool. The analysis shows that the
steel structure is suitable for the soil of large diameter, high altitude and difficulty construction.
Key words: silo; top of storehouse; structure; design
目前粮食行业的大型立筒仓多采用混凝土仓等级为二级,结构重要性系数为1.0。建筑抗震设
顶,主要是从满足储存的建筑功能出发考虑。但对防烈度为?7度.设计基本地震加速度值为0.10g,设
于直径大、高度高的筒仓?混凝土顶的施工难度较计地震分组为第三组,建筑场地类别为Ⅱ类,基本风
大、工期较长,主要表现在两个方面:首先,仓顶施工压0.40kN/m2,地面粗糙度类别B类
必须搭设满堂脚手,平均支模高度一般都超过1.2结构布置
50m,属超高支模,技术难度非常大,脚手架费用很
钢结构形式主要有车福式和网架,本文主要介
不经济;其次,脚手和模板的搭设及拆除时间较长,绍车辑式钢结构设计。某立筒仓内径36m,檐口高
特别是建设一个筒仓群时,没有足够的脚手和模板度45.3m,仓顶中心为直径7m的平台(与传统混
让所有仓同时浇筑,必须分批施工总工期很长。钢凝士结构相似),四周均匀布置16根径向钢梁,钢梁
结构仓顶则能能较好的解决这个难题。本文结合一之间布置环向支撑杆件,结构平面布置如图1。径
个工程实例,介绍一种钢结构仓顶的结构设计,为同向钢梁为压弯构件,从顶部至根部轴力逐渐増大;环
类工程设计提供参考。
向支撑为轴心受压构件。结合构件受力特点,钢梁
采用変截面工字型钢,截面尺寸H(900mm
仓顶钢结构设计
600mm)X250mm×10mm×12mm;支撑采用无
1.1主要设计参数
缝钢管,主要截面为152mm×5.5mm。为了保
工程结构设计使用年限为50年,建筑结构安全证储粮安全,根据规范要求仓顶设有26根测温电
缆,全部吊挂在仓顶构件上,其中有8根设于支撑跨
收稿日期:201312-0
中,此处支撑形成压弯构件,因此截面改用双拼槽
作者简介:黄海生,男,1981年出生,工程师,主要从事粮油钢
工程的结构设计
结构设计中重点加强了两个方面的刚度,一个
91994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://www.cnki.net
粮食与食品工业 Cereal and Food Industr
Vol.21,2014,No
是中心平台的刚度,保证平合平面内无限刚;另一个表1 SATWE与 PMSAP主要构件计算内力情况的对比
是仓顶的整体刚度。圆形平台外围为环形钢梁,截
软件钢梁轴力钢梁弯矩钢梁剪力支撑轴力
面为焊接工字型钢,环内布置井字型钢梁,截面为国
,KN
/(kN?m)
/KN
标H型钢,在此基础上,环内钢梁上再浇筑8の mm SATWF.809
291
435,0
厚压型钢板复合楼面,这样就大大増强了平台的平
面内刚度。在整体布置上,根部的第二道支撑设置1.5设计难点
为垂直支撑,有效增强了结构的整体刚度。
(1)关键节点设计
径向钢梁轴心压力较大,钢梁下端点对筒壁的
作用力分解成一个水平推力和一个竖直向下的压
力。为便于节点受力合理和安装简便,在筒壁上埋
设预埋件,再焊接钢牛腿,钢梁支撑在牛腿上,梁端
与筒壁顶紧,利用筒壁抵抗水平推力,竖向力完全由
径向俐梁
牛腿焊缝承受,节点见图3
支X
填塞钢板焊接顶紧
环梁
图1钢结构顶平面布置图
顶咡件
1.3荷载取值
(1)恒荷载:包括屋面自重和栈桥恒载,自重取
为0.5k/m2,栈桥恒载按实际计算取值
倒牛腿
(2)活荷载:包括不上人屋面活荷载、栈桥荷載
及测温电缆荷载,不上人屋面活荷载为0.5kN/m2,
图3钢梁与筒壁连接节点示意
栈桥活荷载按实际计算取值,测温电缆荷载每点为
2)径向梁截面选择
200kN。
根据径向梁的受力特性,主要比选了两种方案,
(3)风荷载:50年重现期基本风压为
实腹式工字型截面和桁架形式,由于轴力是逐渐变
0.40kN/m2,风压高度変化系数为1.65,风载体型
化,从材料的利用来说,截面尺寸也应逐渐变化,桁
系数-0.5,风荷载不起控制作用。
架结构难以实现,而焊接工字型截面制作简单,施工
(4)地震作用:计算水平地震作用,根据GB也方便,因此最终选择采用焊接工宇型钢梁
50011-2010中要求,8、9度时的大跨度结构要计算
竖向地震作用,本工程抗震设防烈度7度,但跨度达2不同结构设计方案的对比
到36m,因此计算时考虑竖向地震作用。
建筑功能
1.4结构计算
(1)防水:混凝土顶一次成型.防水性能好;钢结
结构采用中国建筑科学研究院的PKPM软件构顶的钢构件之间及钢构件与混凝士之间的节点处
三维建模屋面自重及上人活载按面荷載施加,栈桥理难度大、繁琐,质量不易保证,尤其是彩钢板上洞
和测温电缆荷载按点荷载施加。采用 SATWE整
孔的防水处理非常棘手。
体计算,并用PMS.AP较核。结构布置对称,下部支
(2)密闭:混凝土顶密闭性能好:钢结构由于存
撑为筒体,整体抗扭性能好。表1为两软件计算的在多处接头,密闭处理难度大,成本高,且在气候等
杆件内力,两者结果基本一致。考虑到结构的安全
条件影响下密闭程度会越来越羞
性,构件的应力比控制在0.75以下。
(下转第61页)
91994-2015ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreservedhttp://ww