GB50077-2003 钢筋混凝土筒仓设计规范.docx
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1、中华人民共和国国家标准钢筋混凝土筒仓设计规范 Code fos design of reinforced concrete silosGB 50077-2003主 编 部 门 : 中 国 煤 炭 建 设 协 会批准部门:中华人民共和国建设部施行期:2004 年 1 月 1 日中华人民共和国建设部公告第 2 0 3 号建设部关于发布国家标准钢筋混凝土 筒仓设计规范的公告现批准钢筋混凝土筒仓设计规范为国家标准,编号为 GB 500772003,自2004年1 月 1 日起实施。其中,第3.1.6、 3.1.7、3.1.9、5.1.1、5.2.1(1)、5.4.1(4)、5.4.2(2)(3)、5.
2、4.3、6.1.11、6.8.5、6.8.7、A.1.3、A.1.5 条(款)为强制 性条文,必须严格执行。原钢筋混凝土筒仓设计规范GB577 85 同时废止。本规范由建设部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国建设部 二三年十二月十一日前 言本规范是根据原国家计委计综合1992490号文和建设部 (92)建标计字第10号文,对中华人民共和国国家标准钢筋混凝 土筒仓设计规范GBJ77-85 进行修订的。本规范依据中华人民共和国国家标准建筑结构可靠度设计 统一标准GB50068 及工程结构可靠度统一标准GB 50153 的 原则进行修订。本规范共分6章和8个附录及条文说明,包括
3、:总则、术语符 号、布置原则及结构选型、结构上的荷载、结构计算及构造。附录 有:贮料的物理特性参数、洞口应力及尾仓仓壁计算、系数、k 及 的值、旋转壳体在对称荷载下的薄膜内力、矩形筒仓按平面构件的 内力计算、槽仓、浅圆仓贮料压力计算公式、贮料冲击系数及高温 作用下混凝土和钢筋强度折减系数、预应力筋强度、摩擦系数、次 弯矩次剪力计算系数及本规范用词说明。本次主要修订的内容有:增加了术语、符号章节。对第三章筒 仓的布置原则及结构选型的内容,根据近年来我国筒仓建设的发 展及实践进行了较多的修订和增补。对第四章结构上的荷载,增 补了永久荷载、可变荷载及偶然荷载的分项系数、荷载组合及组合 系数;增补了偏
4、心卸料、均化仓及气力输送、外界温差对仓壁的附 加压力。在第五章结构计算中对筒仓结构构件在正常使用极限状 态时的变形、裂缝等级作了明确的规定。对浅圆仓、仓壁上的洞 口、利用贮料重力预压地基及预应力强度比在筒仓上的使用范围 作了新的规定。在第六章构造中除了对部分条文修订外,增加了 圆形筒仓预应力内容。在附录中删去了原附录二仓壁、仓底裂缝 宽度的计算公式,增加了洞口应力及星仓仓壁的计算公式,同时增 | 加了槽仓设计、浅圆仓贮料超载压力计算公式及贮料冲击系数和高温作用下混凝土和钢筋设计强度折减系数等内容。本规范将来可能需要进行局部修改时,有关局部修改的信息 和条文内容将刊登在工程建设标准化杂志上。本规
5、范以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。随着国家经济的发展,近年来钢筋混凝土筒仓的结构和形式 都有一些新的发展,但由于其使用范围及工程实践经验有限,故未 能全部编入本规范。望各部门在使用该规范过程中,不断总结经 验,对本规范进一步补充、完善及提高,并请将有关意见及资料提 供给中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司筒仓规范管理组。 管理组对该规范负责解释。通讯地址为北京德外安德路67号,邮编100011,中煤国际工程设计研究总院。钢筋混凝土筒仓设计规范GBJ77-85 (以下简称筒规)是 由原国家煤炭工业部负责主编,煤炭工业部规划设计总院会同有 关单位共同编制的,经国家计委1985年12月
6、4日以计标1985 1967号文批准发布。该规范发布之前,我国没有自己的筒仓设计 规范,筒仓设计者大都参考前苏联的有关规范进行设计。由于没 有统一的国家标准,有些筒仓建成后出了问题。白该规范实施后, 在本次“筒规”修订前,经对全国煤炭、电力、冶金及建材等系统使 用筒仓的调查表明,凡严格按本规范规定设计的筒仓尚未发现问 题,也就是说该规范的可靠度是有保证的。然而随着国家建设的 发展,该规范某些条文和内容已不能完全满足我国建设的需要,同 时我国其他的规范也已改编并逐渐与国际接轨。为此,作为特种 结构规范,“筒规”必须做相应的修订和改编,删除一些过时的内 容,增加一些经实践证明是正确并能指导今后筒仓
7、设计的内容,是 本次修编的日的。本次修订的主编单位是中煤国际工程设计研究总院即原煤炭 部规划设计总院后改名北京煤炭设计研究院。由于各原定参编单 位及人员有较大的变化,本次修编征得近年来仍从事该规范修编4 2 工作的原参编部门有关单位及始终积极参与该规范修编工作的有 关人员同意后,作为该规范的参编单位。本规范主编单位、参编单位和主要起草人:主 编 单 位:中煤国际工程设计研究总院参 编 单 位:长沙冶金设计研究院郑州粮油食品工程设计院煤炭工业西安设计研究院煤炭工业邯郸设计研究院原国家内贸局国外贷款事务管理办公室 天津水泥工业设计研究院国贸工程设计院南京水泥工业设计研究院华北电力设计院郑州工程学院
8、主要起草人(按主编及参编单位排序列出):崔元瑞 归衡石 袁海龙 蒲维民 邵一谋杨世忠 靖 华 朱耀玲 尚 良 马 申原 方 3 1 总 则1.0.1 为在钢筋混凝土筒仓设计中贯彻执行国家的技术经济政 策,做到技术先进、安全适用、经济合理、确保质量,特制定本规范。 1.0.2 本规范适用于贮存散料,且平面形状为圆形或矩形的现浇 钢筋混凝土筒仓、压缩空气混合粉料的调匀仓的设计。不适用于 贮存青饲料及纤维状散料和湿法搅拌的筒仓设计。1.0.3 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 h。与圆形筒仓内径 d。或与矩
9、形 筒仓的短边 b, 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。 1.0.4 钢筋混凝土筒仓设计,除应符合本规范外,尚应符合国家 现行的有关强制性标准的规定。1 -2 术语、符号2.1 术 语2.1.1 筒仓 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。2.1.2 仓上建筑物 building above top of silo 按工艺要求建在仓顶上的建筑。2.1.3 仓顶 top of silo 封闭仓体顶
10、面的结构。2.1.4 仓壁 wall of silo筒仓与贮料直接接触且承受贮料侧压力的仓体竖壁。2.1.5 仓下支承结构 supporting structure of silo bottom筒仓基础以上仓体以下的支承结构,包括筒壁、有扶壁柱的筒 壁及柱子等。2.1.6 筒壁 supporting wall平面与仓体相同支承仓体的立壁。2.1.7 斜壁 inclined wall 构成漏斗的倾斜仓壁。2.1.8 漏斗 hopper仓体下部用以卸出贮料的容器。2.1.9 深仓 deep bin; 浅仓 shallow bin按仓壁高度及作用于仓壁的侧压力计算方法划分为深仓和浅仓 。2.1.10
11、 单仓 single silo不与其他建、构筑物联成整体的单体筒仓。 2 2.1.11 排仓 silos in line按单线排列并联为整体的筒仓。2.1.12 群仓 group silos三个或多于三个非单线排列且联为整体的筒仓。 2.1.13 星仓 interstice silos三个及多于三个联为整体的筒仓间形成的封闭空间。 2.1.14 槽仓 trough bunker单个隔仓由矩形板组成,其长度大于宽度,仓体由柱支承。 2.1.15 填料 filler用于仓底构成卸料斜坡的填充材料。2.1.16 内衬 liner用于仓底、漏斗及部分仓壁的保护、抗磨耗且有利于贮料流动 的衬砌。2.1.
12、17 散料 granular material其特性符合散体力学理论的散状贮料。2.1.18 贮料 stored material 贮存于筒仓中的散料。2.1.19 贮料压力 stored material pressure 贮料作用于仓壁上的压力。2.1.20 贮料静压力 static stored material pressure 贮料作用于仓壁上的静态压力。2.1.21 卸料压力 emptying pressure筒仓卸料时贮料作用于仓壁上的压力。2.1.22 装料压力 filling pressure筒仓装料时贮料作用于仓壁上的压力。2.1.23 整体流动 mass flow在卸料过
13、程中仓内贮料的水平截面呈平面状态向下的流动。 2.1.24 管状流动 funnel flow在卸料过程中仓内贮料的表面呈漏斗状态向下的流动。 3 2.1.25 中心卸料 concentric discharge在卸料过程中贮料相对于仓体的几何中心对称向下的流动。 2.1.26 偏心卸料 eccentric discharge在卸料过程中贮料相对于仓体几何中心不对称向下的流动。 2.1.27 防爆措施 anti-explosive mcasure采取除尘、通风及泄爆方法防止易爆物爆炸的措施。2.1.28 人孔 manhole检查仓内设施设置的入仓孔。2.1.29 变形缝 deformation
14、joint包括防震、伸缩、沉陷及施工后浇带缝。2.2 符 号2.2.1 几何参数u- -矩形简仓长边;b 矩形筒仓短边;正方形筒仓边长;dn 圆形筒仓内径;h仓壁高度;h. 贮料计算高度;h漏斗高度;r 圆形筒仓的半径;t- 仓壁或筒壁厚度;漏斗壁与水平面的夹角;p 筒仓水平净截面的水力半径。2.2.2 计算系数C 深仓贮料水平压力修正系数;C.- 深仓贮料竖向压力修正系数;C; 贮料流态化系数;k侧压力系数;a 一-仓壁材料的线膨胀系数; 4 -贮料与仓壁的摩擦系数;-贮料的内摩擦角。2.2.3 作用F- 作用于矩形筒仓仓壁上的集中荷载;预应力作用于仓壁 上的压力;环线轴力;p一一贮料作用于
15、计算截面以上仓壁单位周长上的总竖向摩擦力;p- 贮料作用于仓壁单位面积上的水平压力;p 贮料作用于漏斗斜壁单位面积上的法向压力;p.贮料作用于仓底或漏斗顶面处单位面积上的竖向压力; 贮料顶面或贮料锥体重心以下距离 h 处单位面积上的 竖向压力;ps- 偏心卸料作用于仓壁上的水平附加压力;p 气力输送贮料作用于仓壁及仓底上流化层的装料压力; p -因外界温差作用于仓壁上的附加水平压力;p 漏斗壁切向力;py- 均化仓仓壁上的水平压力。2.2.4 作用效应fo 预应力筋的平均预应力;fe 预应力筋的平均有效预应力;N- 矩形浅仓仓壁的水平拉力:角锥形漏斗壁的水平拉力; N.- 矩形浅仓仓壁的竖向力
16、;Nine角锥形漏斗壁的斜向力;N- 角锥形漏斗壁交角顶部的斜向拉力。2.2.5 其他E,- 矩形筒仓偏心卸料附加压力系数;E- 圆形筒仓偏心卸料附加压力系数;混凝土弹性模量; Em贮料的弹性模量;e 偏心卸料口中心与仓中心的距离或自然对数的底; 5 贮料顶面或贮料锥体重心至所计算截面处的距离 V- 贮料流态化流动速度;y- 贮料的重力密度;vm贮料的泊松比;ve-混凝土的泊松比;T外界温差。注:本章未列出的符号均在条文或有关公式中注明。6 3 布置原则及结构选型3.1 基 本 规 定3.1.1 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、
17、地震设防类别 及地基基础设计等级不应小于筒仓的等级及类别。3.1.2 钢筋混凝土筒仓的耐火等级应按二级。3.1.3 简仓的地基基础设计等级应按乙级。3.1.4 筒仓的防雷保护应按二类设计。3.1.5 筒仓仓上建筑及仓下作业场所人工照明的最小照度不宜 低于151x (勒克斯)。3.1.6 有粉尘及其他易爆物的筒仓,相关工艺专业应根椐不同的 贮料特性分别设置防爆、泄爆、防静电、防明火及防雷电等设施。3.1.7 筒仓的防雷严禁利用其竖向受力钢筋作为避雷线,应专设 外引下线。3.1.8 除为了防止混凝土碳化采用掺入混凝土的添加剂和涂料 外,无特殊要求的筒仓不应再做抹面及其他面层。3.1.9 对存放谷物
18、及其他食品的筒仓,严禁在混凝土中掺入有害 人体健康的添加剂及涂层。3.1.10 除岩石地基外,每个筒仓的沉降观测点不应少于四个。3.1.11 筒仓与毗邻的建筑物和构筑物之间或群仓地基土的压缩 性有显著差异时,应采取防止不均匀沉降的措施。3.2 布 置 原 则3.2.1 筒仓的平面作置,应根据工艺、地形、工程地质和施工等条 件,经技术经济比较后确定。7 3.2.2 群仓及排仓宜采用多排及单排行列式布置(图3.2.2)。 在场地受到限制时可采用斜交布置。8 (a) 单排圆形筒仓(b) 多排圆形筒仓(c) 单排矩形筒仓(d) 多排矩形筒仓图3.2.2 群仓平面布置示意图3.2.3 筒仓的平面形状,宜
19、采用圆形。圆形群仓应采用仓壁和筒 壁外圆相切的连接方式。直径大于或等于18m 的圆形筒仓,宜采 用独立布置的形式。3.2.4 当圆形筒仓的直径小于或等于12m 时,宜采用2m 的倍 数;大于12m 时,宜采用3m 的倍数。3.2.5 仓壁和筒壁外圆相切的圆形群仓,总长度不超过50m 或 柱子支承的矩形群仓总长度不超过36m 时,可不设变形缝。在非 岩石地基条件下,群仓的长度与其宽度、高度之比不应大于2。排 仓布置时其比值可增至3但总长不应大于60m。 当有可靠资料及 计算为依据时可不受以上规定的限制。对于温差较大的地区上述 数据可适当减少。3.2.6 跨铁路布置的简仓,除坚硬岩石外,应考虑地基
20、下沉对铁 路建筑限界的影响。3.2.7 跨铁路专用线且列车限速5km/h 的筒仓,通过铁路车辆 的仓下洞口或柱子的内边缘距铁道中心线的距离不得小于2m, 其 他尺寸应满足铁路限界2的规定,且仓下应设躲避所。3.2.8 靠近筒仓处不宜设置堆料场,当必须设置时,应验算堆载 对筒仓结构及地基的不利影响。3.2.9 直径大于或等于12m 的圆形筒仓,仓顶上不宜设置有筛 分振动设备的厂房。3.2.10 排仓、群仓的仓底应设两个出口,仓顶及地道安全出口的 设置应按各有关行业的标准执行,与仓体连接的出、入料通廊或栈 桥可作为第一通道。圆形排仓、群仓可利用其两仓连接处的空间 作为竖向通道,并设置非连续螺旋梯,
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