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K.2 非对称布置的矩形筒仓的内力计算


K.2.1  非对称布置矩形筒仓的内力计算,除应符合本节的规定外,还应符合本标准附录K第K.1节对称布置矩形筒仓内力计算的要求。

K.2.2  非对称角锥形漏斗(图K.2.2-1)各种参数的计算应符合下列规定:

    1  非对称角锥形漏斗口的偏心距(图K.2.2-1)应按下列公式计算:

        式中:V——漏斗的体积(m³);

            h——漏斗的垂高(m)。

    2  非对称角锥形漏斗的高壁、低壁浅仓,仓壁底部的竖向作用力(图K.2.2-2)(kN/m)应按下列公式计算:

    3  顶部无仓壁的非对称角锥形漏斗,在自重、贮料及其他附加荷载作用下,对支承柱顶面的竖向作用力Nv(图K.2.2-3)(kN)应按下列公式计算:

        式中:G——漏斗自重、贮料、设备重及其他附加荷载(kN);

            tx、ty——见式(K.2.2-7)、式(K.2.2-8)。

    4  顶部无仓壁的对称、非对称角锥形漏斗,在自重、贮料及其他附加荷载作用下,相邻壁(斜)板交接边棱的轴向拉力tp(图K.2.2-4)应按下列公式计算:

        式中:Nv——支承柱顶面的竖向作用力(kN); 

            tp——四角相邻壁(斜)板交接边的轴向拉力(kN)。

        注:漏斗顶部无仓壁仅有边梁的对称、非对称角锥形漏斗相邻壁(斜)板交接边棱的轴向拉力tp,适用于漏斗四角吊挂骨架筋的截面计算。

K.2.3  矩形深仓仓壁平面外的弯曲计算应符合本标准附录K第K.1.3条的要求;壁板支承条件为弹性固定时,可简化为平面框架计算;平面内的弯曲可按平面深梁计算。

K.2.4  矩形筒仓仓壁平面内的弯曲,按分散配筋方法计算时,两端固定的平面深梁的内力计算应符合下列规定:

    1  均布荷载作用在深梁底边时(图K.2.4-1),深梁各点的内力计算参数应符合表K.2.4-1的规定。

    2  均布荷载作用在深梁的顶边时(图K.2.4-2),深梁各点的内力计算参数应符合表K.2.4-2的规定。

    3  集中荷载作用下(图K.2.4-3),两端固定深梁各点的内力计算参数应符合表K.2.4-3的规定。

K.2.5  矩形筒仓仓壁平面内的弯曲,按集中配筋方法计算时,平面深梁的内力计算应符合下列规定:

    1  均布荷载作用下连续深梁(图K.2.5-1)及内力的计算参数应符合表K.2.5-1的规定。

    2  当深梁的高跨比(h/2l)大于0.4时,深梁的剪应力τ应按下式计算:

        式中:V——深梁的梁端剪力;

            ft——混凝土的抗拉设计强度;

            t——仓壁厚度。

        注:hl=0.5h,l=0.5a或l=0.5b。

    3  集中荷载或局部均布荷载作用下(图K.2.5-2),多跨深梁的内力计算参数应符合表K.2.5-2的规定。

条文说明

K.2.1~K.2.5  本次修订应各方要求,增加了非对称漏斗卸料口的计算公式。

    由于顶部通常不设边梁的漏斗仓,在漏斗四块斜板的交角处,钢筋的锚固长度往往不能满足要求,因此漏斗的整体性将受到严重影响。对于不通过漏斗边梁,而是将漏斗斜板上的吊挂力,依靠漏斗斜板的交边棱,直接吊挂或支承在柱顶上的漏斗仓,其交边棱的吊挂筋(骨架筋)不能完全依靠构造配置,应该通过计算确定。

    对于普通浅梁的受剪承载力,是以验算斜截面拉应力为特征的计算。当斜拉应力的向量越来越趋向于水平时,就接近深梁剪应力的分布特征了,这时按浅梁配筋方式配置的竖向箍筋,对约束深梁的竖向裂缝就不起作用了。在我国前后三版的《混凝土结构设计规范》GB 50010中,都有相关的规定:

    (1)在“89版”规范中,深梁的受剪承载力公式(7.6.6),由混凝土承担的部分为0.12fcbh,而浅梁的(4.2.3-2)公式中,由混凝土承担的部分为0.07fcbh,两者相比,相当于在深梁中的允许剪应力提高了1.7倍。

    (2)在“2002版”规范中,深梁斜截面受剪承载力公式(10.7.5-1)中,由混凝土承当的部分是0.7ftbh0(8—l0/h)/3,而浅梁斜截面受剪承载力公式(7.5.4-2)中,由混凝土承担的部分是0.7f1bh0。二者相比,相当于在深梁中承载力提高了(8—l0/h)/3,即2倍~2.66倍。

    (3)在“2010版”规范中,斜截面受剪(包括简支深梁)的承载力公式(6.3.3-1)中,混凝土承担的部分是0.7βhftbh0=0.7·0.795ftbh=0.55ftbh0,而在浅梁斜截面受剪承载力公式中,由混凝土承担的部分是0.7ftbh0。二者相比,相当于将深梁的承载力提高了1.82倍。

    (4)在本标准中,筒仓中的深梁与现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中的深梁或墙梁不同。筒仓中的深梁除承受其平面内的荷载外,还有平面外的荷载作用。深梁四周的边界都有构件约束,在构造上,深梁的支座都是与柱嵌固在一起的,柱深入梁的全高范围内。深梁的支座不但不会发生外压现象,而且按照Dring等人所做的“钢筋混凝土墙梁的承载能力”的实验(1956年10月),柱伸入深梁的高度区后,改变了荷载的传递路线,与完全简支的深梁相比,大大提高了承载力。

    在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的条文说明中,对于剪切破坏的解释,是“由于混凝土受弯构件受剪破坏的影响因素众多,破坏形态复杂,对混凝土构件受剪破坏机理的认识尚不足,至今未能像正截面承载力计算一样建立一套较完整的理论体系”。由此可见,对深梁受剪承载能力的规定,改变了三次,由1.7倍改为2倍、2.66倍,又再改为1.85倍。其修改的理由也没有充足的说服力。若按该规范的规定,设计筒仓深梁,岂不是无论按哪一个版本,都不符合同一本规范另一版本的规定。

    (5)多年来的工程实践证明,在筒仓深梁设计时,按本标准多年来使用的受剪公式是可靠的。

    (6)K.2.4-1~K.2.4-3的连续深梁的计算图表,是按弹性理论将深梁以普通浅梁的计算形式表述的,但并不是浅梁的计算结果。当设计矩形浅仓及深仓时,利用这些表格可非常有效地提高设计效率。在K.2.4-3的表格中,给出了连续深梁跨中及支座的内应力图,并给出了内应力图面积的合力F的值及其位置。设计 者可利用该值,釆用集中配筋的方式配置钢筋;深梁的应力分析是很复杂的问题,与其深梁的高跨比、支承条件、外力作用的特性和作用的位置及结构材料的特性有关。深梁按弹性理论分析时,可求得梁内各单元体的σy、σx、τxy及其主应力,并以此配置钢筋。当单元体的划分非常细密时,钢筋必须分区段而不是按每个单元体配筋。为此深梁的配筋,就出现了分散配筋及集中配筋的方法;对于矩形浅仓或深仓的仓壁,在其平面内可视为深梁计算,在平面外,则应按各种不同支承条件下的薄板,计算各点的内应力,并按此配置平面外仓壁的内外层钢筋。因此,筒仓仓壁作为深梁设计时,与现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中深梁的受力、变形有差异。筒仓中的深梁,不可能是理想的简支梁,经常是嵌固在周边的构件上的,因此,其内力的分布就与理想的简支梁完全不同。为此,规定按近似简支梁的设计时,可釆用ε=1/2,且梁的跨间尺寸是从支座的内侧算起的。

    本节中各种荷载作用及支承条件下,平面深梁的内应力是深梁中面的内应力,其计算表是按深梁的单位厚度编制的。也就是说,是按深梁厚度为1.0编制的。采用深梁计算表时,应将表中内应力的数值乘以具体工程深梁的板厚,并以此配置钢筋。

    这些表格虽然在其他中文资料中可以查得,但抝误及差错亦不少见,其原始资料应该是来自乌利斯基编制的俄文版《钢筋混凝土结构》(,1959)中的表格,参阅原文最为准确。

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钢筋混凝土筒仓设计标准 GB50077-2017
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