5.3 仓壁

    1  由钢板焊接或螺栓连接成型仓壁；

    2  波形板仓壁；

    3  由钢板咬口成型仓壁。

图5.3.1 圆形钢筒仓仓壁类型图

1——钢板咬口；2——钢板咬口大样

5.3.2  钢筒仓仓壁承载能力极限状态设计时，应按下列荷载组合：

    1  作用于仓壁单位面积上的水平压力的基本组合（设计值）应按下式计算：

    2  作用于仓壁单位周长的竖向压力的基本组合（设计值）应按下列公式计算：

        无风荷载参与组合时：

        有风荷载参与组合时：

        有地震作用参与组合时：

    式中：

    q_gk——永久荷载作用于仓壁单位周长上的竖向压力标准值（N/mm）；

    q_fk——储料作用于仓壁单位周长上的总摩擦力标准值（N/mm）；

    q_wk——风荷载作用于仓壁单位周长上的竖向压力标准值（N/mm）；

    q_Ek——地震作用于仓壁单位周长上的竖向压力标准值（N/mm）；

    q_Qik——仓顶及仓上建筑可变荷载作用于仓壁单位周长上的竖向压力标准值（N/mm）；

    ψ_i——可变荷载组合系数。仓顶及仓上建筑可变荷载作用于仓壁单位周长上的竖向压力标准值qQik，按实际考虑时取1.0，按等效均布荷载时取0.6。

5.3.3  钢筒仓仓壁无加劲肋时，钢筒仓仓壁内力可采用有限元法进行计算；在轴对称荷载作用下，可按薄膜理论计算其内力。旋转壳体在对称荷载作用下的薄膜内力可按本规范附录D的规定执行；有加劲肋时，可按下列方法之一进行计算：

    1  按带肋薄壁结构，采用有限元方法进行计算；

    2  加劲肋间距不大于1.2m时，采用折算厚度按薄膜理论进行计算；

    3  按本规范第5.3.5条规定的简化方法进行计算。

5.3.4  钢筒仓不设加劲肋时，仓壁可按下列规定进行强度计算：

    1  在储料水平压力作用下，可按轴心受拉构件进行计算：

    2  在竖向压力作用下，可按轴心受压构件进行计算：

    式中：

    σ_t——仓壁环向拉应力设计值（N/mm²）；

    σ_c——仓壁竖向压应力设计值（N/mm²）；

    f——钢材抗拉或抗压强度设计值（N/mm²）；

    t——仓壁厚度（mm）。

    3  在环向拉力和竖向压力共同作用下，折算应力可按下式计算：

    式中：

    σ_zs——仓壁折算应力设计值（N/mm²）；

    σ_t，σ_c——拉应力为正值；压应力为负值。

    4  仓壁钢板采用对接焊缝拼接时，对接焊缝可按下式进行计算：

    式中：

    N——垂直于焊缝长度方向的拉力或压力设计值（N）；

    L_w——对接焊缝的计算长度（mm）；

    t——被连接仓壁的较小厚度（mm）；

    ——对接焊缝的抗拉、抗压强度设计值（N/mm²）。

5.3.5  圆形钢筒仓设加劲肋时，应按下述简化方法进行强度计算：

    1  由钢板焊接或螺栓连接成型仓壁及被形板仓壁水平方向抗拉强度应按本规范公式（5.3.4-1）计算，波形板仓壁加劲肋之间的水平间距ds,max应按下列公式计算：

    式中：

    D_y——平行于最薄波纹板每单位宽度的抗弯刚度（N·mm）；

    C_y——平行于最薄波纹板每单位宽度的拉伸刚度（N/mm）；

    d——波形板波峰到波谷的幅值（mm）；

    l——波形板的波长（mm）。

    2  在竖向压力作用下，波形板仓壁不承担竖向压力，全部竖向压力应由竖向加劲肋承担；由钢板焊接或螺栓连接成型仓壁应取宽度为2be的仓壁与加劲肋的组合体承担竖向压力（图5.3.5）。be应同时符合下列公式的要求：

图5.3.5 组合构件截面示意图

    3  加劲肋或加劲肋和仓壁构成的组合体，截面强度应按下列公式计算：

    式中：

    σ——加劲肋或组合构件截面拉、压应力设计值（N/mm²）；

    N——加劲肋或组合构件承担的竖向压力设计值（N）；

    M——竖向压力N对加劲肋或组合构件截面形心的弯矩设计值（N·mm）；

    A_n——加劲肋或组合构件的净截面面积（mm²）；

    W_n——加劲胁或组合构件净截面弹性抵抗距（mm³）；

    b——加劲肋中距（mm）。

5.3.6  加劲肋与仓壁连接时，强度计算应符合下列规定：

    1  单位高度仓壁传给加劲肋的竖向力设计值应按下式计算：

    式中：

    P_gk——仓壁单位面积重力标准值（N/mm²）；

    P_fk——贮料作用于计算截面以上仓壁单位周长上的总竖向摩擦力标准值（N/mm²）；

    q_gk——仓顶与仓上建筑永久荷载作用于仓壁单位周长上的竖向压力标准值（N/mm）；

    q_Qik——仓顶与仓上建筑可变荷载作用于仓壁单位周长上的向压力标准值（N/mm）；

    h_s——计算截面以上仓壁高度（mm）。

    2  当采用角焊缝连接时，应按下式计算：

    式中：

    τ_f——按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的平均剪应力（N/mm²）；

    L——单位高度（mm）；

    h_e——角焊缝有效厚度（mm）；

    L_w——仓壁单位高度内，角焊缝的计算长度（mm）；

    ——角焊缝强度设计值（N/mm²） 。

    3  当采用普通螺栓或高强螺栓时，应按现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的有关规定进行计算。

5.3.7  钢筒仓在竖向荷载作用下，仓壁应按薄壳弹性稳定理论或按下列方法进行稳定计算：

    1  在竖向轴压力作用下，应按下列公式计算：

    式中：

    σ_c——仓壁竖向压应力设计值（N/mm²）；

    σ_cr——竖向荷载下仓壁的临界应力（N/mm²）；

    E——钢材的弹性模量， E＝2.06×10⁵N/mm²；

    t——仓壁的计算厚度，有加劲肋且间距不大于1.2m时可取仓壁的折算厚度，其他情况取仓壁的厚度（mm）；

    R——钢筒仓半径（mm）；

    k_p——竖向压力下仓壁的稳定系数。

    2  当竖向压力及贮料水平压力共同作用下，应按下列公式计算：

    式中：

    ——有内压时仓壁的稳定系数，当大于0.5时，取＝0.5。

    3  仓壁局部承受竖向集中力时，应在集中力作用处设置加劲肋，集中力的扩散角可取30°，并应按下式验算仓壁的局部稳定（图5.3.7）：

    式中：

    σ_c——仓壁局部压应力设计值（N/mm²）；

    k_p——竖向压力下仓壁的稳定系数。

图5.3.7 仓壁集中力示意图

1——仓壁；2——加劲肋

5.3.8  内部部分空仓的仓壁，在风荷载作用下的屈曲应符合下列规定：

    1  在风荷载（迎风）作用下最大外部法向压力设计值qn,Rd应按下式计算：

    式中：

    α_n——弹性屈曲的缺陷系数，α_n＝0.5；

    q_n,Rcru——各向同性筒壁在外部法向压力下的临界屈曲应力（N/mm²）；

    y_M1——板壳稳定承载力分项系数，y_M1＝1.10。

    2  在风荷载作用下的临界法向屈曲应力应按下式计算：

    式中：

    t——筒壁上最薄处的板厚（mm）；

    l——环梁之间的距离或筒壁上下边缘之间的距离（mm）；

    C_b——外部压力屈曲系数，取0.6；

    μ_s——风荷载的体型系数。

    3  当筒壁处于一个紧密排列的钢筒仓群时，风荷载的体型系数（迎面）均应取：μ_s＝1.0。

    4  在独立钢筒仓并只承受风荷载作用下，风荷载的体型系数应取下列两公式中的较大值：

5.3.9  无加劲肋的螺旋卷边钢筒仓，仓壁咬口弯卷处（图5.3.9）的抗弯强度可按下式计算：

图5.3.9 咬口弯卷示意

    式中：

    q_w——水平风荷载作用于仓壁单位周长上的竖向拉力设计值（N/mm）；

    q_g——永久荷载作用于仓壁单位周长上的竖向压力设计值（N/mm）；

    α——卷边的外伸长度（mm）；

    t——仓壁厚度（mm）。