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5.4 仓下支承结构及基础


5.4.1  仓下支承结构的计算应符合下列规定:

    1  当仓下支承结构釆用筒壁、带扶壁柱的筒壁按承载能力极限状态设计时,应符合下列规定:

        1)应验算其水平截面的承载力;

        2)验算带扶壁柱筒壁的水平截面承载力时,扶壁柱顶端承受的集中荷载可按45°扩散角向两边的筒壁扩散;

        3)应验算扶壁柱顶面的局部受压承载力。

    2  在筒壁或仓壁落地的大型圆形浅仓的仓壁上开有宽度大于1.0m的洞口时,洞口上下的筒壁或仓壁应计算其在竖向荷载作用下洞口角点部位的内力,并应验算其集中应力,其计算方法应符合本标准第5.2.1条的规定。

    3  当洞口间筒壁的宽度小于或等于5倍壁厚时,筒壁应按支承柱进行计算,其计算长度可取洞高的1.25倍。

    4  对柱承式筒仓,应计算基础不均匀沉降引起仓体的倾斜对支承结构产生的附加作用力。

5.4.2  筒仓基础设计时,基础底面下的地基,在承载能力极限状态、正常使用极限状态下的作用效应及其相应抗力值的计算,应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定;筒仓基础按承载能力极限状态设计时,承载力计算应符合下列规定:

    1  基础计算应采用基本组合;

    2  整体相连的群仓、排仓基础应采用空仓、满仓的荷载效应组合;

    3  基底边缘处地基的最小应力不应出现拉应力;

    4  筒仓基础计算可不计散料的撞击荷载效应;

    5  同一组排仓、群仓基础的地基条件应相同,无法满足此条件时,应对其进行处理,使其符合相同地基条件的要求。

5.4.3  按正常使用极限状态设计筒仓基础时,应符合下列规定:

    1  基础计算应釆用标准组合;

    2  筒仓的平均沉降量不应大于200mm,倾斜率不应大于0.004;

    3  地基的均匀及不均匀变形、筒仓的沉降、侧移值还应严格符合工艺设计的技术规定;

    4  筒仓的地基变形验算、人工处理后软地基的验算,应符合上述要求,还应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的规定;

    5  筒仓建成后、投入运营前,不应再利用贮料的重力荷载进行分阶段的预压地基。

5.4.4  筒壁开洞应符合下列规定:

    1  在7度及以上抗震设防区,筒壁作为仓体支承结构时,其同一水平截面的开洞面积不应大于其总面积的50%;

    2  最大洞孔的圆心角不应大于70°;

    3  相邻洞口间的筒壁宽度不应小于5.0倍壁厚。

5.4.5  筒仓的地基计算应符合下列规定:

    1  承载力的取值可不计宽度修正系数;

    2  群仓、排仓的地基持力层、下卧层的计算及验算,应计入空仓、满仓的不利荷载及仓体附近大面积堆载的附加荷载。

5.4.6  建在黏土及软岩地基上的筒仓,在施工期间及投产前,因筒仓自重及其他荷载使岩土固结产生的地基沉降量,应计入筒仓投运后总变形的控制值。

条文说明

5.4.1  仓下支承结构的计算:

    1  壁柱顶面承受集中荷载时,由于壁柱与筒壁连成一个整体而共同受力,因而壁柱顶面的集中力可向筒壁两边扩散。其扩散角是参考钢筋混凝土基础的刚性角确定的。

    3  本款是参考国外有关规范而定的,目的是保证两洞口间狭窄筒壁在荷载作用下有足够的强度和稳定性。

    洞口间宽度不大于5.0倍壁厚的筒壁按柱计算时,其计算高度的确是一个复杂的问题。此处是假定狭窄筒壁底端为固定、上端为可动铰,可取其计算高度为洞高的1.25倍。

    4  筒仓是重心较高、荷载大的构筑物,当基础不均匀沉降引起仓体倾斜时,对于柱支承的筒仓,由于重心偏移必然给仓下支承柱一个附加弯矩和轴力,设计时应做验算。

    对于筒壁支承的筒仓,由于其强度储备较大,故可不考虑此项附加内力。

5.4.2  筒仓基础的设计与筒仓基础上部仓下结构的布置、基础底面以下的地基条件及其一定深度、周边的地质条件有关。基础的形式、布置方式可有多种选择,设计时应总体考虑、择优选取。基础底面以下地基抗力的计算不包括在本标准的规定内,设计时应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007的有关规定。按承载能力极限状态设计筒仓基础时,应符合下列规定:

    (1)整体相连的群仓各仓的充容度各不相同,将直接影响到整体基础的地基承载力及不均匀沉陷,设计必须进行不同的荷载不利组合,对地基进行验算。

    (2)筒仓结构由于其高径比通常不是很大,一般不属于高耸构筑物的范围。但基础底面与地基土的脱离,原则上仍是不允许的,即在一般情况下,必须保证pmin不小于零,基底应都是受压区。若不能满足此规定,则应验算并控制筒仓的整体稳定性。

    (3)由于动力作用在仓底,经过仓下支承结构传至基础时,已被仓底及仓下支承结构所吸收,基础不直接承受散料冲击所产生的动压力,因此可不考虑散料对基础的冲击作用。当筒仓的基础同时也是仓底结构时,则应考虑大粒径贮料对基础的直接冲击作用。

5.4.3  本条为强制性条文,必须严格执行。一般高耸构筑物的基础倾斜率为:构筑物高度h小于或等于20m时,斜率小于或等于0.008;高度大于20m小于或等于50m时,斜率小于或等于0.006;高度大于50m小于或等于100m时,斜率小于或等于0.005。目前尚无高度超过100m的筒仓。斜率本应釆用不小于0.006的限制值,但考虑到筒仓与其他高耸构筑物如水塔、桅杆及烟囱等有所不同,就筒仓的整体稳定性而言,倾斜率控制在0.004以下是可以接受的。但由于筒仓的高径比小于其他高耸构筑物,倾斜为线性变形。也就是说,基础的倾斜率与筒仓本体的斜率相同。在工业生产系统中,几乎所有的筒仓都不是完全独立的,它与邻近的建、构筑物有联系。虽然0.004的斜率控制稳定没有问题,但其上部因倾斜造成的变形位移过大时,势必造成与其相连接的建、构筑物及相关设备的运行带来难以克服的难题。为此筒仓结构的设计,必须首先满足工艺设计的要求,严格控制变形后的位移及沉降值。由于筒仓的荷载较大,允许出现较大的倾斜率将会给筒仓的支承结构带来较大的附加内力,因此基础的倾斜率也不宜超过0.004。

    利用现代施工技术完全可以处理各种不达标的软弱岩土地基,使其满足设计要求。也就是说处理后的地基已经能够保证结构的安全使用时,就不应该再利用贮料预压作为处理地基的手段,否则将造成极大的浪费,其中包括压仓物料的来源、供应及压仓完成后物料的处理措施等。又由于釆用贮料压仓,势必延长筒仓的正常投产日期,在市场经济条件下,这种做法既不科学也不经济,更不会受到业主的欢迎。

    由于筒仓的自重很大,施工到投产通常有一定的时间间隔,在此期间,除贮料以外的各种荷载对地基的压缩将促使岩土尽快固结,在计算地基变形时,应将岩土固结已完成的压缩变形计入总控制变形中。

5.4.4  当仓壁与仓底为整体连接时,它们的刚度较大,在地震时贮料振动对它们所产生的动应力不大,不是筒仓的薄弱环节。在震害调查中,也极少有仓壁与仓底结构破坏的情况,因此,本标准不要求对整体相连的仓壁和仓底做抗震验算。同时,仓下筒壁的开洞面积不应过大,应限制在本条规定的范围内。

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钢筋混凝土筒仓设计标准 GB50077-2017
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