鋼貯倉(cāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討

劉兵

摘 要：貯倉(cāng)對(duì)物料貯存、運(yùn)轉(zhuǎn)以及生產(chǎn)調(diào)節(jié)等均具有重要作用，就其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析，不僅要求有大容量，還要減少占地，可以在實(shí)際應(yīng)用中順暢貯卸物料。基于此在對(duì)鋼貯倉(cāng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要在現(xiàn)有基礎(chǔ)上來(lái)確定設(shè)計(jì)要點(diǎn)，積極應(yīng)用各項(xiàng)新型技術(shù)，對(duì)結(jié)構(gòu)布置、結(jié)構(gòu)荷載以及受力特點(diǎn)等進(jìn)行優(yōu)化，提高其應(yīng)用綜合效果，本文對(duì)此進(jìn)行了簡(jiǎn)單分析。

關(guān)鍵詞：鋼貯倉(cāng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)荷載

鋼貯倉(cāng)自重比較輕，在實(shí)際應(yīng)用中安裝簡(jiǎn)便，對(duì)比其他貯倉(cāng)結(jié)構(gòu)形式來(lái)講，其在應(yīng)用上具有較大優(yōu)勢(shì)。就行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，貯倉(cāng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)由單一使用方法，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧狭擞?jì)量、裝、運(yùn)、卸自動(dòng)化以及電氣化的多用途整體空間。為充分實(shí)現(xiàn)鋼貯倉(cāng)具有的特點(diǎn)，就需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，保證結(jié)構(gòu)布置、受力以及荷載等方面的合理性。

一、貯倉(cāng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

貯倉(cāng)主要包括地面式和高架式兩種，用于貯存大宗散粒狀物料，在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，兩種形式的選擇需要根據(jù)實(shí)際需求來(lái)選擇。相比高架式貯倉(cāng)來(lái)說(shuō)，地面式貯倉(cāng)多一次倒運(yùn)，同時(shí)貯料粉碎率更大，可以在一定程度上增大有效貯量。兩種形式結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，以地面式貯倉(cāng)為例，一般選擇應(yīng)用圓筒形斷面支架，對(duì)來(lái)料通廊進(jìn)行有效支撐，作為常見(jiàn)的單筒式支架，多選擇在地下設(shè)置2條出料通廊，為提高貯倉(cāng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，要求圓筒支架外徑要在5～7m左右[ 1 ]。對(duì)于需要覆蓋處理的貯倉(cāng)，可以將來(lái)料通廊支撐架設(shè)計(jì)成拱結(jié)構(gòu)，不僅穩(wěn)定性更高，還可以降低圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置難度。其中，拱架間距可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求設(shè)計(jì)成6～12m。另外，還可以選擇懸索、網(wǎng)架等屋蓋結(jié)構(gòu)形式。

二、鋼貯倉(cāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（一）結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)

矩形鋼貯倉(cāng)常見(jiàn)形式如無(wú)鋼豎壁漏斗倉(cāng)與帶鋼豎壁淺倉(cāng)兩種，其中漏斗倉(cāng)形式一般為吊掛在梁或者鋼筋混凝土豎壁下，大部分為小型貯倉(cāng)，以單獨(dú)形式應(yīng)用，或者是將其作為鋼筋混凝土深倉(cāng)的倉(cāng)底部分使用[ 2 ]。在對(duì)其結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，重點(diǎn)為鋼倉(cāng)壁水平與垂直加勁肋，一般情況下可以將鋼倉(cāng)壁水平加勁肋間距控制在700～800mm，但是在設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循經(jīng)濟(jì)性與實(shí)用性原則。

第一，對(duì)于鋼倉(cāng)上口長(zhǎng)寬均在2m以內(nèi)，并且無(wú)鋼或鋼筋混凝土豎壁的小型鋼漏斗，無(wú)需設(shè)置加勁肋。第二，對(duì)于上口長(zhǎng)寬和倉(cāng)體高小于4m，并且倉(cāng)體計(jì)算內(nèi)力比較小時(shí)，結(jié)構(gòu)便可選擇應(yīng)用鋼板或者垂直于壁板的角鋼水平加勁肋。第三，鋼倉(cāng)上口長(zhǎng)寬均在5～6m的情況，需要根據(jù)倉(cāng)提高來(lái)選擇設(shè)計(jì)形式。一般高度為4～5m的鋼倉(cāng)，設(shè)置一肢水平放置的角鋼水平加勁肋；高度為7～8m的鋼倉(cāng)，設(shè)置一肢水平放置的角鋼水平加勁肋以及附加鋼板垂直加勁肋。第四，對(duì)于鋼倉(cāng)上口長(zhǎng)寬在8～9m，并且具有兩個(gè)卸料口鋼漏斗的情況，應(yīng)選擇用型鋼加勁肋處理，并且要對(duì)前后兩面垂直加勁肋進(jìn)行有效連接，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（二）結(jié)構(gòu)受力設(shè)計(jì)

1）無(wú)加勁肋。對(duì)于矩形鋼貯倉(cāng)來(lái)說(shuō)，不同類(lèi)型間水平和垂直加勁肋設(shè)置方式不同，決定了貯倉(cāng)結(jié)構(gòu)受力也存在較大差異，需要具體情況具體分析。例如未設(shè)置加勁肋的小型漏斗倉(cāng)，受內(nèi)部貯料法向壓力影響，倉(cāng)壁板雙向受彎，同時(shí)還需要承受相鄰斜壁傳來(lái)的水平拉力與豎向荷載產(chǎn)生的斜向拉力。

2）水平加勁肋。對(duì)于此種結(jié)構(gòu)形式的鋼倉(cāng)，會(huì)由水平加勁肋來(lái)承受相鄰斜壁傳遞過(guò)來(lái)的水平拉力，不會(huì)直接作用于倉(cāng)壁板，同時(shí)水平加勁肋還可以承受壁板傳來(lái)的法向壓力引起的彎矩[ 3 ]。但是，壁板也會(huì)在法向壓力影響下出現(xiàn)單向或者雙向受彎，對(duì)于豎向荷載產(chǎn)生的斜向拉力，也全部由壁板承受。

3）水平和垂直加勁肋。對(duì)于設(shè)置了水平與垂直加勁肋的鋼倉(cāng)，在對(duì)其結(jié)構(gòu)受力特點(diǎn)進(jìn)行分析時(shí)，可以按照主次梁體系來(lái)對(duì)壁板以及垂直加勁肋彎矩進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)，壁板還需要承受雙向受彎與斜向拉力，而垂直加勁肋僅需要承受壁板所傳遞法向荷載產(chǎn)生的彎矩。而水平加勁肋則需要在承受相鄰壁板傳遞過(guò)來(lái)的水平拉力同時(shí)，承受垂直加勁肋以及壁板傳遞過(guò)來(lái)的法向荷載引發(fā)的彎矩。

4）鋼豎壁。分為坐式倉(cāng)與豎式倉(cāng)兩種，其中坐式倉(cāng)鋼豎壁需要承受內(nèi)存貯料水平拉力作用下產(chǎn)生的平面外彎矩，以及相鄰豎壁傳遞的水平拉力。豎式倉(cāng)鋼豎壁除了要承受坐式倉(cāng)相同受力外，下部漏斗傳遞的豎向拉力也需要承受。對(duì)于一般吊式倉(cāng)鋼豎壁上方設(shè)置了大量的吊點(diǎn)，受力分析時(shí)可以忽略豎壁平面內(nèi)彎曲。

（三）結(jié)構(gòu)荷載要求

1.恒荷載

鋼貯倉(cāng)受到的恒荷載主要包括結(jié)構(gòu)自重、倉(cāng)壁內(nèi)襯自重以及鋼倉(cāng)斗口吊掛給料設(shè)備荷載幾部分，其中在進(jìn)行分析時(shí)，吊掛給料設(shè)備荷載需結(jié)合工藝設(shè)備專(zhuān)業(yè)知識(shí)研究，可以向生產(chǎn)制造商詢問(wèn)獲得。

2.活荷載

影響活荷載數(shù)值主要因素為貯料荷載，為降低結(jié)構(gòu)計(jì)算難度，僅需要考慮貯料對(duì)倉(cāng)壁不同方向產(chǎn)生的壓力，如水平壓力、豎向壓力以及法向壓力，作為貯料荷載計(jì)算依據(jù)。第一，豎向壓力。倉(cāng)壁豎向壓力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)，即火車(chē)、卡車(chē)等運(yùn)輸設(shè)備瞬間將貯料直接卸入到倉(cāng)內(nèi)時(shí)，貯料會(huì)對(duì)倉(cāng)體產(chǎn)生的沖擊力以及貯料自重對(duì)倉(cāng)壁產(chǎn)生的豎向壓力。其中，以皮帶運(yùn)料方式，或者倉(cāng)頂設(shè)置鋼篦子的情況，貯料卸入時(shí)產(chǎn)生的沖擊力比較小，基本上可忽略其對(duì)倉(cāng)壁產(chǎn)生的豎向壓力。第二，水平壓力。即任意深度位置貯料內(nèi)摩擦角對(duì)鋼倉(cāng)倉(cāng)壁單位面積產(chǎn)生的側(cè)向壓力。第三，法向壓力。即豎向壓力與水平壓力在倉(cāng)壁法向投影疊加效果。

（四）貯倉(cāng)構(gòu)造設(shè)計(jì)

1.加勁肋倉(cāng)壁連接

對(duì)于加勁肋與鋼倉(cāng)倉(cāng)壁相互連接的構(gòu)造形式，兩者間需要選擇用雙面角焊縫處理。并且為確保水平加勁肋與斜壁間夾角角度合理，還需要將導(dǎo)向板設(shè)置在水平加勁肋轉(zhuǎn)角位置，使其可以與垂直加勁肋相互作用。

2.加勁肋連接

在對(duì)水平加勁肋和垂直加勁肋進(jìn)行焊接處理時(shí)，需要采用雙面焊縫形式。而水平加勁肋之間連接處理，則可以選擇應(yīng)用對(duì)接焊縫，但是對(duì)于設(shè)置成不封閉形式的水平加勁肋，必須要設(shè)置構(gòu)造角鋼。

三、結(jié)語(yǔ)

鋼貯倉(cāng)在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用效果明顯，為提高其結(jié)構(gòu)性能，還需要針對(duì)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)各部分進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性與安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊海林，崔林萌，田亞珍.大直徑貯倉(cāng)幾個(gè)局部構(gòu)造設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)介[J].露天采礦技術(shù)，2013，（04）：89-91+96.

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