下载文档原格式
筒仓结构设计这里说的筒仓，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，其容纳贮料的部分为仓体。
筒仓结构一般由仓上建筑物、仓盖、仓壁、筒壁、漏斗、仓下建筑物等组成。
筒仓结构有时包含一个仓体，有时包含两个或多个仓体。
有时筒仓结构还包括楼梯。
YJK对筒仓结构的建模、前处理和计算仍采用和普通结构相同的流程和模块，因此总体的操作方法与其它结构相同，但是YJK在软件中针对筒仓结构设置若干了自动化专业化菜单，从而更方便操作。
特别是YJK可精细计算处理墙上面外荷载，为筒仓设计提供了基本的条件。
市面上有些专门的筒仓结构设计软件，这些软件多采用参数化为主的建模输入方式，并设置部分交互建模功能，但是这种交互方式需要用户专门学习，并且不够成熟和稳定，特别是难以适用筒仓多种实际模型的设计需要。
YJK采用通用建模计算结合专业菜单方式设计筒仓，这种方式便于用户学习掌握，且计算稳定，适应性强。
一、筒仓结构的建模YJK软件对筒仓结构的建模按照分层建模的方式，1、分层建模，即对仓下建筑、筒壁、仓体、仓上建筑等分层建模，最后全楼组装成筒仓结构；2、对仓体的仓壁采用圆弧墙或者直墙建模，对高大的深仓结构应分为几层建模，为的是准确计算筒仓侧壁的贮料荷载，同时分区给出计算配筋，即底部几层比上边层受力大配筋也大。
一般每层层高控制在3-4米；3）对漏斗部分可以按照斜墙建模，也可以按照斜板建模。
对于可按照斜墙的软件提供漏斗的参数化建模方式，可通过几个参数快速生成各种形式的漏斗，参数生成的漏斗是由斜墙组成的。
对圆漏斗可按斜圆弧墙输入。
按照斜板输入漏斗时，须输入斜的虚梁勾画漏斗的各块斜板。
漏斗上的荷载可用人工输入斜板房间上荷载的方式输入，上部结构计算时应对弹性板导荷参数选择“有限元计算方式”。
4、贮料产生的荷载主要有三种，作用在仓壁上的水平压力和竖向摩擦力，作用于仓底或漏斗顶面单位面积上的竖向压力。
这些荷载可当做活荷载输入。
钢筋混凝土筒仓结构设计河南科技下钢筋混凝土筒仓结构在水泥工业厂房中是应用最广泛的贮料构筑物，随着新的建筑材料及施工方法的开发，传统的水泥厂筒仓结构设计已经打破了传统的设计方法。
本文，笔者介绍了两种新的设计思路，以期对同行有所参考。
一、采用钢骨混凝土结构仓下支撑结构的选型应根据仓底形式、基础类别和工艺要求进行综合分析确定。
圆形筒仓仓下支撑结构有柱支撑、筒壁支撑、筒壁与内柱共同支撑等形式。
对于大直径的圆形筒仓，应优先采用筒壁支撑或筒壁与内柱共同支撑的形式。
唐山地区冶金系统的筒仓震害调查表明，柱支撑的筒仓的震害程度要高于筒壁支撑的筒仓。
本文，笔者以新疆托克逊地区某水泥熟料线Φ18m ×30m 熟料库为例，该地区抗震设防烈度为7度，地震加速度为0.1g 。
熟料库库底板以下采用两道通长混凝土墙体及4个混凝土柱共同支撑，考虑到该地区特有的砂石地貌，筒仓整体采用5m 深的箱型基础形式，混凝土柱净高9.9m 。
考虑到地震作用的影响，采用C30混凝土，柱的最大压应力组合设计值约12000kN ；考虑到抗震规范混凝土柱轴压比不得大于0.75的要求，采用钢筋混凝土结构时柱截面为1000mm ×1000mm ；考虑到工艺要求，库底板下的空间可作为电气控制室利用起来，几个大柱子放在电气室内部不利于工艺的布置，这种支承柱通常可视为轴心受压柱，为满足工艺的要求，降低混凝土柱的截面面积，可考虑采用钢骨混凝土柱。
钢骨混凝土结构是以钢结构为骨架，并外包以钢筋混凝土的埋入式组合结构。
它既有钢筋混凝土结构的特点，又有钢结构的特点。
随着我国建筑业的发展，钢骨混凝土柱在实际工程中的应用也越来越广泛。
根据钢筋混凝土所包的钢骨的不同，可将钢骨混凝土结构分为实腹式和空腹式两类。
实腹式钢骨可由型钢或钢板焊接而成。
空腹式钢骨构件的钢骨一般由缀板或缀条连接角钢或槽钢组成。
外包混凝土可以防止钢结构的局部屈曲，提高构件的整体刚度，不仅节约了钢材，还有效利用了钢材的强度。
圆形钢筋混凝土筒仓结构设计要点分析摘要：随着国家经济的高速发展，农业和工业作为国家经济的支柱行业也不断壮大。
筒仓作为工业和农业重要的物料储存设施，其具有容量大、占地少、储料和卸料方便等优势，在农业和工业的输储工程中深受欢迎。
由于筒仓荷载大，结构重心高、支承结构的上下刚度差异大等原因，对筒仓的结构设计带来了诸多困难。
通过简述圆形钢筋混凝土筒仓的结构计算和设计要点，对钢筋混凝土筒仓的设计和施工提出合理化建议。
关键词：钢筋混凝土筒仓；结构计算和设计；合理化建议引言筒仓主要由仓上建筑、仓顶、仓壁、仓下支承结构、漏斗和基础组成，通过对筒仓整体和各构件的受力性能分析，总结设计要点，解决钢筋混凝土筒仓的设计难题。
1筒仓布置原则和结构选型1.1筒仓布置原则筒仓的平面形状有圆形、正方形、矩形、正多边形等。
参考国内已建筒仓，平面为圆形的薄壳筒仓与方形、矩形等筒仓相比，其仓壁和漏斗主要受环向张力，仓体结构受力清晰明确，体形合理，计算和构造简单。
而方形筒仓由于隅角的存在，导致此处应力集中且整个仓壁因为隅角的支座效应导致仓壁受力不均匀，力学计算复杂。
筒仓的平面布置一般采用圆形群仓、圆形排仓、圆形仓群、矩形群仓、矩形排仓的方式布置。
群仓、排仓之间的距离，群仓、排仓与其他仓之间的距离，仓群各单仓之间的距离，应满足生产工艺和建筑防火间距的要求，也应满足结构抗震缝宽度的要求。
由于群仓和排仓为多个单仓通过仓壁连接为整体的筒仓，结构分析时应综合考虑各仓之间不同的贮存状态对相邻仓体的影响，及应充分考虑空仓、满仓、加料、卸料以及偏心卸料等各种工况下各连接仓体间的相互影响，按最不利的原则进行受力分析与计算，其受力复杂，计算过程冗杂。
仓群为多个单仓不连接为整体的筒仓，与单仓状态一样，即各单仓之间不相互关联，其受力简单，便于构造。
故筒仓最好用单仓或仓群的形式布置。
1.2结构选型筒仓主要由仓上建筑、仓顶、仓壁、仓下支承结构、漏斗和基础组成。
仓上建筑可选用钢筋混凝土框架结构，最好选用钢结构，不得采用砌体结构。
简述钢筋混凝土筒仓设计摘要：筒仓结构具有容量大、占地少、卸料方便等优点，在输储煤工程中深受欢迎，通过实际工程简述钢筋混凝土筒仓的计算过程，总结钢筋混凝土筒仓设计、施工中遇到的问题，提出改进的方向。
关键词：筒仓计算钢结构改进1筒仓设计流程钢筋混凝土筒仓经常用于工业贮料贮存，但由于结构较为复杂，计算前需要明确筒仓的受力构件的设计思路；筒仓主要由基础、支撑立柱、漏斗、筒壁、仓壁、仓顶环梁锥壳、仓上构筑物等部分组成。
根据《钢筋混凝土筒仓设计规范》（GB50077-2017）,筒仓设计分为深仓和浅仓，筒仓内贮聊计算高度Ho与圆形筒仓内径dn或矩形筒仓的短边bn之比大于或等于1.5时为深仓，小于1.5时为浅仓。
浅仓与深仓的计算方法存在比较大的差异，正确的划分深浅仓为筒仓计算的重要一步。
荷载筒仓结构上的荷载作用应分为下列三类:1、永久荷载:结构自重、其他构件及固定设备施加在仓体上的恒定作用力、预应力、土压力、填料及温度作用等；其中温度作用也划分到永久荷载，钢筋混凝土筒仓，特别是大筒仓的温度效应，尽管温度在不断变化,但作为筒仓壁计算应力时，注重的是一个大值，因此，亦可视为是一个恒载。
2、可变荷载:贮料荷载、楼面活荷载、屋面活荷裁、雪荷载、风荷载、可移动设备荷载、固定设备中的物料荷载及设备安装荷载、积灰荷载、筒仓外部地面的堆料荷载及管道输送产生的正、负压力等；3、地震作用。
计算筒仓水平地震作用及其自振周期时，可取贮料总重的80% 作为贮料重力荷载的代表值，重心应取其总重的中心。
1.2 筒仓构件计算：仓上建筑物位于筒仓的最上部，现有条件下将其与筒仓整体计算尚有难度的情况下，往往将其作为一个独立的构筑物在结构软件输入；此时风荷载及地震做用的输入均需重新修正。
风荷载需要考虑风压高度变化系数及风振系数的影响。
地震作用根据《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）第5.2.4条进行抗震验算时，需要考虑地震作用的放大即：采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3；根据《钢筋混凝土筒仓设计规范》（GB 50077-2017）第5.1.6条：1、筒壁支承的仓上建筑物的地震作用增大系数可采用4.0；2、柱支承的仓上建筑物的地震作用增大系数，可根据仓上建筑物计算层的侧移刚度与其支承结构的侧移刚度比h 及仓体与仓上建筑物计算层的质量比M 选用；表1 柱支承的仓上建筑物的地震作用增大系数注：k 为支承结构的侧移刚度与仓上建筑物计算层的层间侧移刚度比；M为仓体质量、贮料质量与仓上建筑物计算层的质量比。
YJK筒仓结构设计北京盈建科软件股份有限公司2016.05目录一、筒仓结构介绍 (99)1、筒仓概念（SILO） (99)2、群仓的平面布置 (100)3、筒仓结构组成 (101)4、相关规范与软件说明 (101)二、规范要点 (102)1、深仓和浅仓 (102)2、结构体系的选择 (103)3、仓壁和漏斗壁 (104)4、筒仓的贮料压力 (104)1）深仓仓壁荷载 (105)2）仓底或漏斗顶面处单位面积上的竖向压力pv (106)3）深仓仓底漏斗荷载 (106)4）浅仓仓壁水平荷载 (107)5）浅仓仓底或漏斗顶面处单位面积上的竖向压力pv (107)6）浅仓仓底漏斗荷载 (108)5、荷载效应组合 (108)1）基本组合、可变荷载分项系数 (108)2）可变荷载组合系数 (108)3）贮料的重力荷载代表值 (108)4）抗震验算的相关规定 (108)6、筒仓的结构计算 (108)1）多仓结构 (108)2）壳元计算 (109)3）基础和上部结构整体分析计算 (109)三、YJK的操作流程 (109)一）筒仓结构的建模 (109)二）漏斗的输入 (111)1、漏斗壁按斜墙输入 (111)2、漏斗的参数化快速布置 (111)3、多个漏斗时的处理 (112)4、圆形漏斗 (112)5、对漏斗按照斜板输入 (113)三）贮料荷载 (113)1、人工输入方式 (114)2、参数输入方式 (114)四）贮料荷载当作自定义活荷载输入 (116)1、可处理贮料荷载特殊的荷载分项系数和组合系数 (117)2、进行多仓情况的活荷载不利布置计算 (118)五）计算前处理 (121)1、计算参数 (121)2、对楼板设置为弹性板6 (122)3、地震计算各层质量的调整 (123)4、显示仓体墙面外荷载 (123)六）计算结果查看 (125)1、筒仓结构在贮料活荷载等下的变形动画 (125)2、等值线菜单查看应力云图 (125)3、等值线菜单中“切割线”功能可得到筒仓任意剖面的弯矩剪力图 (127)4、仓体墙的配筋计算结果 (128)四、典型例题 (130)1、赛鼎煤仓 (130)2、河南煤仓 (132)3、多个方仓组合（44613） (133)4、水泥仓（25454） (140)一、筒仓结构介绍筒仓，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，其容纳贮料的部分为仓体。
筒仓结构一般由仓上建筑物、仓盖、仓壁、筒壁、漏斗、仓下建筑物等组成。
筒仓结构有时包含一个仓体，有时包含两个或多个仓体。
有时筒仓结构还包括楼梯。
可以参考《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077-2003第2.1术语了解相应专业名词。
1、筒仓概念（SILO）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，其容纳贮料的部分为仓体。
YJK对筒仓结构的建模、前处理和计算仍采用和普通结构相同的流程和模块，因此总体的操作方法与其它结构相同，但是YJK在软件中针对筒仓结构设置若干了自动化专业化菜单，从而更方便操作。
特别是YJK可精细计算处理墙上面外荷载，为筒仓设计提供了基本的条件。
市面上有些专门的筒仓结构设计软件，这些软件多采用参数化为主的建模输入方式，并设置部分交互建模功能，但是这种交互方式需要用户专门学习，并且不够成熟和稳定，特别是难以适用筒仓多种实际模型的设计需要。
YJK采用通用建模计算结合专业菜单方式设计筒仓，这种方式便于用户学习掌握，且计算稳定，适应性强。
2、群仓的平面布置多种的群仓平面布置示意图3、筒仓结构组成4、相关规范与软件说明目前做筒仓设计应用规范主要如下：《钢筋混凝土筒仓设计规范GB 50077-2003》（简称《筒仓规范》）；《钢筒仓技术规范GB 50884-2013》；《混凝土结构设计规范GB 50010-2010》；《建筑抗震设计规范GB 50011-2010》；本文档是按照YJK 1.7.1.0版本来实现的。
*程序目前仅支持普通钢筋混凝土筒仓，不支持预应力钢筋混凝土筒仓。
*钢筒仓只计算输出内力，不进行设计。
二、规范要点1、深仓和浅仓筒仓分为深仓和浅仓，这是筒仓一个比较重要的概念。
《筒仓规范》1.0.3条：筒仓设计应分为深仓和浅仓。
对于矩形浅仓，应分为漏斗仓、低壁浅仓和高壁浅仓。
其划分标准应符合下列规定：1 当筒仓内贮料计算高度ℎn与圆形筒仓内径d n或与矩形筒仓的短边b n之比大于或等于1.5时为深仓，小于1.5时为浅仓。
2 对于矩形浅仓，当无仓壁时为漏斗仓，当仓壁高度h与短边b之比小于0.5时为低壁浅仓，大于或等于0.5时为高壁浅仓。
其中，计算高度ℎn计算：《筒仓规范》4.2.3条：贮料计算高度ℎn（m）的确定，应符合下列规定：1 上端：贮料顶面为水平时，按贮料顶面计算；贮料顶面为斜坡时，按贮料锥体的重心计算；2 下端：仓底为钢筋混凝土或钢锥形漏斗时按漏斗顶面计算；仓底为平板无填料时，按仓底顶面计算。
仓底为填料做成的漏斗时，按调料表面与仓壁内表面交线的最低点处计算。
下面为深仓和浅仓的示意图：可以看出比较明显的不同，就是深仓的仓壁采用均布的面外法向荷载，而浅仓的仓壁采用三角形的面外法向荷载。
2、结构体系的选择《钢筋混凝土筒仓设计规范》3.1.1条：钢筋混凝土筒仓的结构安全等级应按二级，抗震设防类别应按丙类。
当与其他建筑连为一体时，其安全等级、地震设防类别及地基基础设计等级不应小于筒仓的级别及类别。
应根据该条，确定结构安全等级，抗震设防类别。
根据《钢筋混凝土筒仓设计规范》3.1.3条：“筒仓的地基基础设计等级应按乙级。
”因此筒仓基础设计与一般建筑基础设计类似。
YJK计算时结构体系可选用剪力墙结构体系。
根据工艺等要求，根据《筒仓规范》3.2节来确定平面布置。
按照深仓或者浅仓、多仓的布置形式和位置进行设计。
3、仓壁和漏斗壁仓壁厚度t，可以参见《筒仓规范》3.3.2条、6.1.2条、6.2.2条等来确定。
4、筒仓的贮料压力深仓和浅仓的荷载是不同的。
1）深仓仓壁荷载《筒仓规范》4.2.2-1条：《筒仓规范》4.2.2-5条：贮料顶面或贮料锥体以下距离s（m）处的计算截面以上仓壁单位周长上的总竖向摩擦力p f（kN/m）应按下式计算：p f=ρ[γs-γρ（1-e−μks/ρ）/μk] (4.2.2-8)其中的参数：深仓贮料水平压力修正系数Ch和竖向压力修正系数Cv，查看《筒仓规范》表4.2.5 深仓贮料压力修正系数。
筒仓水平净截面的水力半径ρ：《筒仓规范》4.2.4条贮料的重力密度、内摩擦角和贮料与仓壁的摩擦系数：《筒仓规范》附录B表B程序会根据《筒仓规范》式(4.2.2-1)和式(4.2.2-8)，只自动计算出p h和p f。
，如果您的筒仓的仓底为偏心，而需要您自行修正，根据规范对p h进行调整。
2）仓底或漏斗顶面处单位面积上的竖向压力p v《筒仓规范》4.2.2-2条：仓底或漏斗顶面处单位面积上的竖向压力p v（kPa）应按下式计算：p v=C vγρ（1-e−μkha/ρ）μk (4.2.2-2)式中：C v——深仓贮料竖向压力修正系数；ℎn——贮料计算高度注：当按上式计算的p v值大于γℎn时应取γℎn。
3）深仓仓底漏斗荷载作用于漏斗壁的法向压力p n和漏斗壁切向力p t，可以按梁墙荷载里的墙荷载输入：对于Pt按“斜墙面外梯形荷载（沿墙）”输入，对Pn按“斜墙面外梯形荷载（法向）”输入。
《筒仓规范》4.2.2-3条：漏斗壁切向力按下式计算：p t=C v p v(1−k)sinαcosα(4.2.2-3)仓底漏斗法向荷载pn：《筒仓规范》4.2.7条：作用于漏斗壁单位面积上的法向压力p n（kPa）应按下式计算：p n=ξp v(4.2.7)式中ξ——按附录D选用。
4）浅仓仓壁水平荷载《筒仓规范》4.2.6-1条：贮料顶面或贮料锥体重心以下距离s（m）处，作用于仓壁单位面积上的水平压力pℎ（kPa）应按下式计算：pℎ=kγs (4.2.6-1)5）浅仓仓底或漏斗顶面处单位面积上的竖向压力p v《筒仓规范》4.2.6-3条：贮料顶面或贮料锥体重心以下距离s（m）处，单位面积上的竖向压力p v（kPa）应按下式计算：p v=γs (4.2.6-2)并且注意浅仓在以下几何尺寸时，需要调整：6）浅仓仓底漏斗荷载《筒仓规范》4.2.6-4条：漏斗壁切向压力应按下式计算：p t=p v(1−k)sinαcosα(4.2.6-3)仓底漏斗法向荷载pn：采用与深仓仓底漏斗法向荷载相同的《筒仓规范》4.2.7条公式。
5、荷载效应组合1）基本组合、可变荷载分项系数《筒仓规范》4.1.6条：基本组合、可变荷载分项系数采用下值：1 贮料荷载分项系数应取1.3；2 其他可变荷载分项系数可取1.4，标准值大于4kN/m2的楼面活荷载分项系数可取1.3。
2）可变荷载组合系数《筒仓规范》4.1.7条：可变荷载组合系数采用下值：1 楼面活荷载及其他可变荷载，如按等效均布荷载取值时，组合系数可取0.5-0.7；如按实际荷载取值时采用1.0；对雪荷载可取0.5。
2 筒仓无顶盖且贮料重按实际重量取值时，贮料荷载组合系数应取1.0，有顶盖时可取0.9。
3）贮料的重力荷载代表值《筒仓规范》4.1.8条：计算筒仓水平地震作用及其自震周期时，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。
因此，结构计算中贮料荷载作为活荷载，在活载的重力荷载代表值参数中应填写0.8。
4）抗震验算的相关规定筒仓构件抗震验算时，构件的地震作用效应和其他荷载效应的基本组合，只考虑全部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1.2；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。
6、筒仓的结构计算1）多仓结构根据《筒仓规范》第5.2.1条第1款强条：“应在空、满仓不同荷载条件下对仓壁连接处的内力进行验算。
”《筒仓规范》第5.2.2条第2款：“矩形群仓仓壁除应按单仓计算外，尚应计算在空、满仓不同荷载条件下的内力。
多仓时，YJK可使用自定义荷载工况方式分别输入各个单仓的满仓荷载，再把他们设置成叠加+包络的组合模式即可满足这里的规范要求。
2）壳元计算《筒仓规范》5.2.1-2条：圆形筒仓或浅圆仓的薄壳结构构件，均应计算其薄膜内力。
当仓顶采用正截锥壳、正截球壳或其他形式的薄壳壳体与仓壁整体连接或仓底整体连接时，相连各壳体尚应计算其边缘效应。
圆形筒仓各旋转薄壳壳体在轴对称荷载作用下的薄膜内力可按附录F的公式计算。
YJK对各种形式筒仓仓壁、仓顶、楼板均按有限元壳元整体分析计算，满足《筒仓规范》这里的要求。
