熱源廠煤庫結(jié)構(gòu)體系實際應(yīng)用

孫繼鵬，王 嬌，張玉寶

（上海市政工程設(shè)計研究總院集團(tuán)第十市政設(shè)計院有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

砌體材料具有抗壓性能好，保溫、耐火、耐久性好，材料經(jīng)濟(jì)，施工簡便等優(yōu)點，但同時也有抗彎抗拉強度低等缺點。分離式鋼筋混凝土擋土墻構(gòu)造簡單，受力清晰明確，因此在煤庫結(jié)構(gòu)設(shè)計時，更多地選擇分離式框架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)體系；但分離式框架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土擋土墻方案造價較高，施工周期也較長，針對煤庫這樣的丙類建筑存在投資和施工周期等方面的不合理性。本文通過兩種方案的設(shè)計及結(jié)構(gòu)受力分析，充分發(fā)揮砌體結(jié)構(gòu)僅有的抗彎承載力及抗剪承載力，使分層整體式框架結(jié)構(gòu)體系方案達(dá)到節(jié)約資源、降低造價、縮短施工周期的目標(biāo)。

1 工程概況

1.1 主體結(jié)構(gòu)

某建筑工程為一層煤庫，室內(nèi)地面標(biāo)高為-1.500 m，室外地面標(biāo)高為-0.300 m，屋面標(biāo)高為8.700 m，煤庫平面尺寸為42 m×30 m，室內(nèi)堆煤高度為4.2 m。屋面為輕型鋼屋架（見圖1）。

1.2 工程地質(zhì)、水文地質(zhì)概況

根據(jù)地勘報告，該工程地層結(jié)構(gòu)自上而下依次為:

據(jù)有色金屬報網(wǎng)報道，世界黃金協(xié)會(World Gold Council)近日發(fā)布的2018年第三季度《黃金需求趨勢報告》數(shù)據(jù)顯示，黃金ETF在第三季度流出103 t，是自2016年第四季度以來首次出現(xiàn)為凈流出的季度。本季度黃金需求為964.3 t，同比僅增長6.2 t。全球央行黃金儲備增長148 t，同比上升22%。中國黃金市場仍呈積極走勢，消費者需求同比增長14%。

①層素填土Q4ml+eol：稍密，干至稍濕，以黃土狀粉土為主，黃土狀粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂次之，近地表部分含少量植物根莖。該層土在場區(qū)內(nèi)普遍分布，土質(zhì)均勻性較差，屬中至高壓縮性土層。

4.2.1 以健康中國戰(zhàn)略為引領(lǐng)，關(guān)注城鄉(xiāng)群眾體育協(xié)調(diào)發(fā)展 2016年10月25日，中共中央 國務(wù)院印發(fā)的《“健康中國2030”規(guī)劃綱要》中指出：“全民健康是建設(shè)健康中國的根本目的”[20]。自2008年北京奧運會以來，盡管我國群眾體育發(fā)展迅速，但城鄉(xiāng)差別依然很大，農(nóng)村群眾體育基礎(chǔ)設(shè)施落后、農(nóng)民健身意識不強等都是制約我國農(nóng)村群眾體育發(fā)展的重要因素，而農(nóng)村群眾體育的發(fā)展水平對于健康中國戰(zhàn)略的推進(jìn)落實具有重要影響。因此，以健康中國戰(zhàn)略為引領(lǐng)，關(guān)注我國城鄉(xiāng)群眾體育的協(xié)調(diào)發(fā)展，這將是未來很長一段時間我國群眾體育研究重點探討的課題。

②層粉細(xì)砂Q4al：黃褐色至紅褐色，稍密至密實狀，稍濕，其礦物成分主要為長石、石英、云母片等。

由上述計算可得，采用分層整體式框架可滿足熱源廠煤庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。

土層的地基承載力特征值、變形值如下:

①層素填土：fak=110 kPa，Es=4 MPa。

②層粉細(xì)砂：fak=200 kPa，Es=19 MPa。

③層砂巖：fak=300 kPa，Es=20 MPa。

地下水埋深較深，可不計對該工程的影響。

2 設(shè)計思路

以往在類似工程的設(shè)計中經(jīng)常使用傳統(tǒng)分離式分層整體式框架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)體系；此次方案采用分層整體式框架結(jié)構(gòu)體系，將兩種方案進(jìn)行比較，為以后的設(shè)計提供選擇。

加速度傳感裝置示意圖如圖4所示,在鋁制圓形管殼內(nèi)固定制備的PDMS薄膜,在薄膜的中心位置粘接圓柱形永磁體質(zhì)量塊,在距永磁體上表面 D=5 mm 處固定磁傳感器通過上位機對讀出采集的數(shù)據(jù),由此組成整個加速度傳感檢測裝置。

3 結(jié)構(gòu)方案一

結(jié)構(gòu)形式采用分層整體式框架結(jié)構(gòu)體系，柱距為6 m、7.5 m，基礎(chǔ)采用獨立基礎(chǔ)。標(biāo)高2.700 m以下填充墻采用MU10燒結(jié)多孔磚及分層整體式框架結(jié)構(gòu)體系水泥砂漿砌筑，墻厚370 mm，利用砌體分層擋煤；標(biāo)高2.700 m以上填充墻采用MU10混凝土加氣塊及M5混合砂漿砌筑，墻厚300 mm。結(jié)構(gòu)平面圖如圖2所示。

3.1 計算過程

（1）將該工程在PKPM中進(jìn)行建模計算，以完成框架梁、柱的內(nèi)力配筋計算。

（2）進(jìn)行側(cè)墻抗彎及抗剪計算，計算簡圖如圖3所示。

磚墻厚度為370 mm，煤重度γ取15 kN/m3，堆煤內(nèi)摩擦角 φ取30°。計算長度l0=1.05 l。

圖3 側(cè)墻抗彎及抗剪計算簡圖（單位：mm）

應(yīng)力小于0.14，滿足規(guī)范要求。

應(yīng)力小于0.14，滿足規(guī)范要求。

式中wny為以指標(biāo)cy為準(zhǔn)則指標(biāo)cn的權(quán)重，該權(quán)重不僅能反映指標(biāo)cn的影響度，還能體現(xiàn)指標(biāo)cn的相對重要度，

抗滑移驗算：

為驗證實驗的可行性，實驗進(jìn)行前本人對相關(guān)專家和體育教師在實驗前和實驗后進(jìn)行訪談，同時對教學(xué)過程中應(yīng)注意的問題咨詢，確保實驗的順利進(jìn)行。

圖4 基礎(chǔ)簡圖（單位：mm）

（4）抗滑移計算。計算簡圖如圖5所示。7.5 m跨距：

上部結(jié)構(gòu)柱底軸力：N=477 kN/m2。

基礎(chǔ)上部煤堆載及土荷載：Q3=13×4.2×3.5×1.65+16×1.3×1.65×3.5=435.4（kN/m2）。

過了一個時辰，便是大哭的時候了。合宮寂靜，人人忍著困意提起了精神，生怕哀哭不力，便落了個“不敬先帝”的罪名。執(zhí)禮太監(jiān)高聲喊道：“舉哀——”眾人等著嬪妃們領(lǐng)頭跪下，便可放聲大哭了。

基礎(chǔ)自重：Q4=3.5×4×0.35×25+2.15×1.875×0.175×25=140（kN/m2）。

甲狀腺結(jié)節(jié)性病變屬于臨床相對常見的一類甲狀腺腺瘤、結(jié)節(jié)性甲狀腺腫疾病。結(jié)合多年醫(yī)學(xué)研究與臨床實踐統(tǒng)計報告來看，近年來甲狀腺結(jié)節(jié)性病變的發(fā)病率有明顯上升趨勢。正因如此，早期及時的診斷檢查凸顯的尤為關(guān)鍵，即早發(fā)現(xiàn)早控制早治療。鑒于此，結(jié)合既往國內(nèi)外研究成果，重點圍繞著2017年12月—2018年6月本院收治的相關(guān)病例，做進(jìn)一步探究歸納。

圖5 抗滑移計算簡圖（單位：mm）

6 m跨距：

與繞組線圈的剛度相比,變壓器繞組內(nèi)側(cè)的支撐結(jié)構(gòu)(絕緣撐條)具有更明顯的剛度。當(dāng)承受軸向磁場產(chǎn)生的徑向力時,導(dǎo)線在每個跨距之間或在軸向支撐結(jié)構(gòu)之間的交替跨距處發(fā)生彎曲,形成了典型的梅花狀。

上部結(jié)構(gòu)柱底軸力：N=430 kN/m2。

基礎(chǔ)上部煤堆載及土荷載：Q3=13×4.2×2.7×1.4+16×1.3×2.7×1.4=285（kN/m2）。

基礎(chǔ)自重：Q4=2.7×3.5×0.35×25+2.15×1.675×0.175×25=98.4（kN/m2）。

抗力：Q=（N+Q3+Q4）×1/4+Q2=398（kN）。

維生素E醋酸酯在牙膏中的用量一般為0.1%～0.5%，可以與中草藥復(fù)配使用，能夠顯著提高牙膏的穩(wěn)定性。生產(chǎn)時一般在加香精前加入維生素E 醋酸酯[22]。

3.2 計算結(jié)論

③層砂巖E：屬軟質(zhì)巖，塊狀構(gòu)造，具水平層理，厚層狀，該沉積巖層局部與礫巖、泥巖互層，隨深度的增加，其風(fēng)化程度由全風(fēng)化漸變?yōu)橹械蕊L(fēng)化。

4 結(jié)構(gòu)方案二（對比方案）

結(jié)構(gòu)形式采用分離式框架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)體系，柱距為6 m、7.5 m，框架柱與擋土墻之間設(shè)縫分開，縫寬30 mm。結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)平面圖如圖6所示。

4.1 計算過程

4.1.1 計算簡圖

底板邊緣最大壓力：Pmax=176.85/2.5+38.91/1.04=108.9（kN）＜220 kN。

計算簡圖如圖7所示。

4.1.2 計算參數(shù)

地面堆載取10 kN/m2，回填土容重取18 kN/m2（計算抗滑移時取用16 kN/m2），回填土內(nèi)摩擦角取30°，混凝土容重取25 kN/m2，堆煤自重取15 kN/m2，堆煤內(nèi)摩擦角取30°，修正后地基承載力為220kPa，墻頂砌體重量為9 kN/m，摩擦系數(shù)μ取0.25。

圖6 方案二結(jié)構(gòu)平面示意圖（單位：mm）

圖7 方案二結(jié)構(gòu)計算簡圖（單位：mm）

4.1.3 結(jié)構(gòu)計算

壁板自重G1=42 kN，腳趾上部土重G2=21.6 kN，擋土墻內(nèi)側(cè)底板上部堆煤重量G3=63 kN，底板自重G4=31.25 kN。

煤庫外側(cè)土壓力（每延米）：F1=1.2×18×tan2（45°-30°/2）×1.2/2=4.32（kN/m）。

隨著計算機技術(shù)、芯片技術(shù)和軟件技術(shù)為核心的數(shù)字化技術(shù)取得了長足的發(fā)展，使得控制技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合的步伐加快，嵌入式技術(shù)再度成為研究的熱點。

側(cè)向堆煤壓力（每延米）：F2=4.2×15× tan2（45°-30°/2）×4.2/2=44.1（kN/m）。

在多元化企業(yè)中，國有企業(yè)集團(tuán)可以幫助企業(yè)完成資金的籌集。管理者可以對資金配置和融資的名義進(jìn)行操縱，在面對較好的投資機會而企業(yè)的發(fā)展前景較差時，為了籌集所需要的資金，發(fā)展前景較好的企業(yè)名義會被企業(yè)集團(tuán)拿來利用去籌集資金，進(jìn)行融資，進(jìn)而達(dá)到降低融資成本的目的，在企業(yè)集團(tuán)的發(fā)展中內(nèi)部資本市場起到了積極作用。

單位長度幾何特征計算：

底板面積：A=2.5×1=2.5（m2）。

抗力：Q=（N+Q3+Q4）×1/4+Q2=444.6（kN）。

底板抵抗矩：W=1×2.52/6=1.04（m3）。

4.1.3.1 工況1（煤庫內(nèi)裝滿煤）

地基承載力驗算（取1 m截條進(jìn)行計算）：

總重：9+42+21.6+63+31.25+10×1=176.85（kN）。

對底板形心彎矩求和：∑M=38.91 kN·m。

偏心距：e=38.91/176.85=0.22＜2.5/6=0.42。

堆載側(cè)向壓力（每延米）：F3=10/3×1.2=4（kN/m）。

蜀岡-瘦西湖風(fēng)景名勝區(qū)位于歷史文化名城揚州，是國家5A級重點旅游區(qū)，豐富多彩的人文景觀和獨具風(fēng)韻的自然景觀使其成為揚州歷史文化的主要代表.蜀岡-瘦西湖風(fēng)景名勝區(qū)分為瘦西湖風(fēng)景區(qū)、蜀岡風(fēng)景區(qū)、唐子城風(fēng)景區(qū)、筆架山風(fēng)景區(qū)和綠楊村風(fēng)景區(qū)，主要景點包括瘦西湖、大明寺、唐城遺址、觀音山禪寺、漢陵苑、宋夾城、筆架山溫泉度假村、史公祠等.一直以來，景區(qū)耗巨資致力于旅游產(chǎn)品的開發(fā)，但由于忽視了客源市場特別是海外客源市場的拓展，致使這一景區(qū)在海外未形成一定的知名度，在國內(nèi)同類景區(qū)中競爭力不強.從近幾年的統(tǒng)計資料來看，蜀岡-瘦西湖風(fēng)景名勝區(qū)接待的國內(nèi)游客比重較大，而海外客源市場所占份額極小.

底板邊緣最小壓力：Pmin=176.85/2.5-38.91/1.04=33.39（kN）＞0。

地基承載力驗算滿足要求。

抗傾覆驗算：

抗傾覆彎矩：My=G4×1.25+G1×1.25+G3×2+G2×0.5=228.36（kN·m）。

傾覆彎矩：Mo=F2×（4.2/3+0.5）=83.79（kN·m）。

My/Mo=2.73，滿足要求。

（3）基礎(chǔ)計算?；A(chǔ)選擇粉細(xì)砂層為持力層。根據(jù)PKPM計算結(jié)果，得到柱底的彎矩、剪力、軸力，進(jìn)行基礎(chǔ)計算?；A(chǔ)簡圖如圖4所示。

4.1.3.2 工況2（煤庫內(nèi)無煤）

地基承載力驗算（取1 m截條進(jìn)行計算）：

總重：9+42+21.6+31.25+10×1=113.85（kN）。

對底板形心彎矩求和：∑M=9.31 kN·m。

偏心距：e=9.31/113.85=0.08＜2.5/6=0.42。

4.3.1 餐飲服務(wù)單位應(yīng)有穩(wěn)定的食品原料供應(yīng)渠道和供應(yīng)商，按照《餐飲服務(wù)食品采購索證索票管理規(guī)定》要求，開展食品原料的索證索票工作，并建立食品進(jìn)貨查驗記錄制度，如實記錄食品的名稱、規(guī)格、數(shù)量、生產(chǎn)日期或者生產(chǎn)批號、保質(zhì)期、進(jìn)貨日期以及供貨者名稱、地址、聯(lián)系方式等內(nèi)容，并保存相關(guān)憑證。記錄和憑證保存期限不得少于產(chǎn)品保質(zhì)期滿后六個月；沒有明確保質(zhì)期的，保存期限不得少于二年。

底板邊緣最大壓力：Pmax=113.85/2.5+9.31/1.04=54.49（kN）＜220 kN。

底板邊緣最小壓力：Pmin=113.85/2.5-9.31/1.04=36.59（kN）＞0。

地基承載力驗算滿足要求。

抗傾覆驗算：

抗傾覆彎矩：My=G4×1.25+G1×1.25+G2×2=134.76（kN·m）。

傾覆彎矩：Mo=F1×4.9=3.89（kN·m）。

My/Mo=34.66，滿足要求。

抗滑移驗算：

4.2 計算結(jié)論

煤庫下部采用懸臂式鋼筋混凝土擋土墻結(jié)構(gòu)可以滿足要求。

5 經(jīng)濟(jì)評價

除鋼結(jié)構(gòu)屋面以外，其他部分進(jìn)行比較，結(jié)果見表 1、表 2。

表1 方案一：分層整體式框架結(jié)構(gòu)體系經(jīng)濟(jì)評價

表2 方案二：分離式框架結(jié)構(gòu)體系和鋼筋混凝土擋土墻經(jīng)濟(jì)評價

方案一與方案二的工程造價比較：

（1 583 249.12-1 177 500.82）/1 17 500.82=34.46%

6 結(jié)語

通過工程實踐表明：分層整體框架結(jié)構(gòu)體系可以滿足一般煤庫的設(shè)計要求，且降低工程成本34%左右，施工周期縮短15 d左右。在今后的工程實踐中可多考慮采用分層式框架擋土墻結(jié)構(gòu)體系。