鋼筋混凝土筒倉結構設計

趙光明 石 鑫

華電重工股份有限公司（100700）

1 鋼筋混凝土筒倉結構設計流程

對鋼筋混凝土筒倉結構設計流程的探討，形成明確的設計框架，將設計意圖、結構布局、施工技術等有機結合起來，打造高效的鋼筋混凝土筒倉結構設計體系，確保結構優勢的充分發揮。

1.1 鋼筋混凝土筒倉概述

經過多年發展，筒倉類型逐步豐富，形成了淺倉、深倉等不同的結構類型，實現了筒倉用途的多元化。 考慮到筒倉的裝卸較為頻繁，裝卸產生的作用力可增加筒倉側壓力分布的復雜性，這種情況的發生使得鋼筋混凝土筒倉在使用過程中發生結構破損的概率較高[1]。為應對這種局面，提升鋼筋混凝土筒倉荷載分布的科學性，控制結構性病害的發生概率，往往需要設計人員認真作好結構調整，通過系統性的結構優化，達到筒倉側壓力科學分布的目的。

1.2 鋼筋混凝土筒倉結構設計流程

為保證結構設置的有效性，設計人員需要嚴格依據《鋼筋混凝土筒倉設計規范》的有關規定，將不同的筒倉結構進行組合優化，達到筒倉結構使用的目的。鋼筋混凝土筒倉結構設計主要涵蓋了空間方位的選擇、結構的選型、負荷計算、樁基礎設計等流程，通過對設計流程的準確把握，增強鋼筋混凝土筒倉結構設計的全面性，避免出現鋼筋混凝土筒倉空間布局不合理、結構強度不達標等問題的發生[2]。具體來看，設計人員在選擇鋼筋混凝土筒倉結構空間布局時，要開展綜合性的評估，將工藝條件、地形條件、工程地質條件進行綜合評定，從經濟性、技術性等角度出發， 確定鋼筋混凝土筒倉的平面布局。例如，在工藝條件分析環節，主要分析筒倉總體容量、斗壁傾角、裝卸方式；在地形條件分析環節，著重分析所處區域的地質地形情況；在工程地質條件分析環節，依托地質勘察活動，掌握地質強度、土層形狀等數據，實現平面布局的精準性。 現階段，鋼筋混凝土筒倉根據使用環境的不同， 可以設置不同的平面形狀。 從已往經驗來看，鋼筋混凝土筒倉結構應當以圓形為主，與矩形筒倉相比，圓形筒倉受力更為明確，倉內死料較少，存儲率較高，經濟價值顯著。出于規模化存儲的考量， 設計人員可以采用多排布局的方式。 在規模化布局設計過程中，考慮到最終的施工成本，設計人員可以采用倉壁與筒壁外圓相切的連接方式。 這種連接方式，使用的建筑材料較少，施工周期較短，消耗的成本費用較低。 對于部分較為特殊的鋼筋混凝土筒倉， 設計人員應當采用特殊的設計方法，對筒倉結構作出針對性調整。 根據以往經驗， 當鋼筋混凝土圓形筒倉的直徑超過18m時，因單倉負荷較大，往往不采用傳統的規模化結構布局，避免規模化布局導致地基沉降，影響筒倉結構的整體穩定性。 為防范溫度變化對于筒倉結構的影響， 設計人員可以在筒倉結構的相關位置設置伸縮縫，以防范混凝土體積膨脹過程中引發筒倉裂縫的出現。 鋼筋混凝土筒倉結構總體布局完成后，設計人員需要針對性地開展倉上建筑物、倉頂、倉壁、倉地、支撐結構以及基礎的優化。 例如，倉壁采用豎壁的結構形態， 以實現對筒倉水平壓力的有效承載。筒倉倉地由于承受垂直方向的壓力，在整體布局設計環節，應當考慮裝卸的便捷性、荷載傳遞性、造型簡潔性等條件因素，在此基礎上，完成相應的筒倉倉底結構設計。 基于裝卸需要， 設計人員可以對倉底的尺寸作出調整，在完成尺寸調整后，使得筒倉可以在短時間內， 快速完成儲存物質的裝卸。 鋼筋混凝土筒倉倉底設計過程中， 應當開展負荷計算工作。計算時，遵循荷載傳遞明確的設計原則，以保證結構受力的合理性[3]。 在倉頂設計過程中，設計人員采用梁板結構，但當倉頂直徑超過15 m 時，增強倉頂結構的整體強度。 鋼筋混凝土筒倉結構的支撐結構，從結構強度與穩定性等方面進行考量，設計人員選擇柱子、筒壁支承、內柱等形成復合性支撐結構，以實現負荷的有效分布。 針對鋼筋混凝土筒倉結構負荷計算，考量到負荷計算的準確性，對永久負荷載、可變荷載、風荷載等作好分析評估。 例如，永久荷載計算過程中，充分考慮到筒倉結構自重以及其他設施對筒倉的作用力、預應力、壓力的計算，掌握永久荷載的整體情況[4]以保證鋼筋混凝土筒倉結構荷載的有效分布。 考慮到鋼筋混凝土筒倉結構設計的精準性，設計人員需要認真作好筒倉變形驗算、抗裂驗算等相關工作，通過精準的驗算，明確筒倉變形的可能性， 并在此基礎上制訂相應的設計策略，逐步增強筒倉抗變形能力與抗裂能力[5]。 根據以往經驗，設計人員通過這種設計方式，可使鋼筋混凝土筒倉的結構強度得到提升。

2 鋼筋混凝土筒倉結構設計中應遵循的原則

鋼筋混凝土筒倉結構設計過程中，為保證結構設計的針對性， 設計人員需要在設計原則的引導下，有針對性地完成各項筒倉結構設計任務，達到結構升級的目的。

鋼筋混凝土筒倉結構設計， 要遵循科學性原則、實用性原則，通過設計原則的約束與規范，引導設計人員有序開展筒倉結構設計，實現鋼筋混凝土筒倉結構的有效設置。 鋼筋混凝土筒倉結構設計，應當依托《混凝土筒倉設計規范》的相關要求，依據設計參數，對筒倉結構相對位置、形制特征作出相應的規范，確保鋼筋混凝土筒倉支撐立桿、倉壁、構筑物布局合理，將筒倉側壁的負荷均勻分布，避免出現負荷過度集中的情況[6]。 鋼筋混凝土筒倉的用途較為特殊， 為保證鋼筋混凝土筒倉使用效果，設計人員在結構設計環節， 應從實用性的角度出發，統籌兼顧鋼筋混凝土筒倉受力分布、裝卸便利性等因素，規劃筒倉裝卸區域，確保裝卸區域可以容納裝卸機械，為機械化裝卸提供技術支撐[7]。在鋼筋混凝土筒倉結構科學性、 實用性設計原則的引導下，設計目標更加明確，設計要求更為精準，在很大程度上，實現了筒倉結構設計的標準化。

3 鋼筋混凝土筒倉結構設計注意事項

鋼筋混凝土筒倉結構設計涉及內容較多。 基于結構設計科學性、實用性的考量，設計人員需要依托以往經驗，準確把握鋼筋混凝土筒倉結構設計的重點環節，厘清注意事項，以確保筒倉結構的科學設計與合理規劃。

設計人員進行鋼筋混凝土筒倉結構設計過程中，考慮到筒倉的整個結構較為復雜，為實現結構荷載的精準分析，除了采用傳統的設計方式開展筒倉荷載核算之外，設計人員還可以將各類計算機軟件納入到鋼筋混凝土筒倉結構設計中，利用PKPM、Ansys 等軟件，依據施工區域的環境特性，結合筒倉使用需求，采取模擬設計方案的方式，將鋼筋混凝土筒倉結構設計結果以更為直觀的方式呈現出來。這種信息化的設計方式，為設計人員開展筒倉結構設計優化、糾偏等工作提供了技術支撐，減少了設計盲區，避免了設計差錯的發生。 鋼筋混凝土筒倉結構設計，除了做好信息化設計之外，設計人員還應當注重做好抗震設計及抗震驗算，充分掌握筒倉結構的抗震能力，對倉壁、混凝土支柱等結構進行相應的調整，實現抗震能力的顯著提升，有效防范地震風險。

4 結語

鋼筋混凝土筒倉結構設計的合理性，對于筒倉結構整體強度的提升有著極大裨益。 為降低施工難度，管控成本投入，在結構設計過程中應當著眼于實際，定向做好結構設計工作，依托設計方案，對鋼筋混凝土筒倉內部結構作出相應調整，確保結構負荷分布更為科學，結構更為穩定性，空間利用率更高，滿足不同場景下鋼筋混凝土筒倉的應用需求。