第3章-粮仓建筑与结构

第三章粮食筒库的建筑设计2一、概述粮食筒库一、概述粮食筒库是具有清理、计量等功能的，实施工艺作业机械化、自动化程度较高的，能储存散粒粮食的构筑物。筒库筒仓工作塔一组或多组粮食筒库3一、概述/粮食筒库筒仓浅仓深仓h/dn或h/b1.5h/dn或h/b≥1.5hdn筒仓分类hb按贮料的破裂面来划分，当贮料的破裂面与贮料顶面相交时为浅仓，当贮料的破裂面与仓壁相交时为深仓。国标《钢筋混凝土筒仓设计规范》4一、概述/粮食筒库粮食筒库的典型工艺流程图工作塔是设有提升、清理、计量和除尘等功能的各种机械设备，实施工艺作业的构筑物。工作塔中的设备和筒库筒上层和筒下层的设备，组成了符合生产需要的工艺流程。5一、概述/粮食筒库粮食筒库节约建仓用地相同容量的仓型中，筒仓占地面积较小几种仓型土地使用情况比较表序号仓型仓容量（t）占地面积（m2）单位占地面积储粮量（t/m2）123散装平房仓，跨度24m，装粮高度6m浅圆仓，直径30米筒仓，直径15米616010000400014907351914.1313.6120.946一、概述/粮食筒库易于机械化机械化费用低防虫、防鼠及防雀效果好便于熏蒸杀虫防火条件比房式仓好7一、概述/工程造价工程造价粮仓吨粮造价指标(1998)仓型造价（元/吨粮）平房仓250~350楼房仓580~810钢筋混凝土筒仓450~650钢板筒仓350~500浅圆仓180~340砖圆仓260~370筒仓的吨粮工程造价为平房仓的2~2.6倍。粮食筒库与其它仓型相比具有占地面积小、仓容量大、劳动生产率高等优点。8一、概述/建筑设计建筑设计满足筒库的功能要求采用合理的技术方案具有良好的经济效果考虑建筑美观要求符合总体规划要求9一、概述/建筑设计建筑设计工作塔仓上建筑物上联廊仓顶仓身仓壁下联廊仓底仓下支撑结构基础粮食筒库组成10一、概述/建筑设计建筑设计筒库——筒仓、工作塔及其连廊地沟等构成的一个完整体系。筒仓——贮存粮食散料的直立容器。其平面为圆形、方形等。仓顶——为封闭仓顶面的结构。仓壁——与储料直接接触且承受储料侧压力的仓体竖壁。仓下支承结构——筒仓基础以上仓体以下的支撑结构。筒壁——平面与仓壁相同，支撑仓体的立壁。11一、概述/建筑设计建筑设计仓底——筒仓底部直接承受储粮竖向荷载的结构构件。仓身——仓顶板(仓顶拱)以下、仓底以上的仓体部分。仓上建筑物——仓顶平台以上的建筑物。工作塔——与群仓配套，设置提升机等各种设备，实施工艺作业的构筑物。当规模较小，且部分或全部开敞时也称塔架。基础——筒壁、柱子或墙壁以下的部分。上联廊——亦称上通廊。下联廊——亦称下通廊。12一、概述/建筑设计建筑设计111111222111111333333331.外筒2.内筒3.星仓13二、仓容量计算/单仓容量计算二、仓容量计算筒仓单仓容量计算Qd=γ·VQd——单仓的仓容量，kg；γ——粮食的容重，kg／m3；V——筒仓内单仓装粮的体积，m3；14二、仓容量计算/单仓容量计算V=A·H-V1-V2V——筒仓内粮食的体积，m；A——筒仓横截面净面积，m；H——上、下圆锥顶间的装粮高度；φaV1V215二、仓容量计算/单仓容量计算Vl=K0·dn3·tgφdn——圆形筒仓内径，m；φ——上部圆锥体与水平面所形成的自然休止角；K0——系数；φa表3.2.1圆形筒仓圆锥顶距筒仓轴不同距离时的K0值e/d00.500.400.300.200.100.00K00.4440.3820.3310.2930.2700.26016二、仓容量计算/单仓容量计算表3.2.2方形筒仓圆锥顶距筒仓轴不同距离时的K0值e2/be1/b0.500.400.300.200.100.000.500.400.300.200.100.000.7650.7050.6580.6220.6000.5930.7050.6410.5890.5510.5280.5200.6580.5890.5340.4930.4690.4610.6220.5310.4930.4500.4260.4150.6000.5280.4690.4260.4000.3920.5930.5200.4610.4150.3920.383φaVl=K0·bn3·tgφ17二、仓容量计算/单仓容量计算V=A·h-V1+V2Vl=K0·dn3·tgφV2=(π/12)·(dn2+dn·dl+d12)hn18二、仓容量计算/单仓容量计算V=(π·dn2)/4·h-K0·dn3·tgφ+π·(dn3-dl3)/24·tgαhn=(dn-dl)/2·tgαV2=(π/12)·(dn2+dn·dl+d12)hn19二、仓容量计算/单仓容量计算V=bn2·h-K0·dn3·tgφ+hn2/3·(bn2+bn·bl+b12)20二、仓容量计算/单仓容量计算ABV=π/4·dn2·h2+π/12·dn2·hn+π/12·dn2·h12=π/4·dn2·(h1+dn/6·tgα+dn/6·tgφ)V=π/4·dn2·h1+π/12·dn2·hn=π/4·dn2·(h1+dn/6·tgα)21二、仓容量计算/单仓容量计算V=π/4·dn2·hAB粗略估计22二、仓容量计算/星仓容量计算星仓仓容量计算Qi=γ·ViQi——星仓的仓容量，kg；γ——粮食密度，kg／m3；Vi——星仓内粮食的体积，m3。01020304Ai=A1-A2=(dn+t′)2-π(dn／2+t)2Vi=Aih实际情况常取1/4筒仓23二、仓容量计算/单仓容量计算仓容量计算说明(1)随着储存粮种的不同，粮食的密度有差异，筒仓容量计算出入较大；(2)既便同种粮食，仓容量也会有一定的出入，原因是同种粮食的含水量和破碎程度等均会影响粮食的密度，一般来说，含水量愈高、破碎率愈小，则粮食的密度愈大；反之，则愈小。为了使筒仓容量能满足使用的要求，计算仓容量时，粮食密度选用下限值，即小麦的密度为750kg／m3，稻谷的密度为550kg／m3，玉米的密度为730kg／m3，大豆的密度为710kg／m3。实际上是标志仓容量24二、仓容量计算/单仓容量计算筒仓数目确定对于星仓装粮的筒库N=∑Q′／QlN——筒仓数目；∑Q′——筒库的仓容量；Ql——单筒仓的标志仓容量。对于星仓不装粮的筒库N=∑Q′／（0.9·Ql）25三、筒仓的分类/按照深、浅仓分类为什么按深、浅分类？深、浅仓的粮食流动状态及储粮压力随深度的变化曲线是有差别的，因此对深、浅仓的压力计算提出了不同的计算方法。按照深、浅仓分类26三、筒仓的分类/按照深、浅仓分类怎么进行深、浅分类？AB27圆形筒仓：h／dn1．5h／dn≥1．5矩形筒仓：h／bn1．5称为浅仓h／bn≥1．5称为深仓第一种：按仓壁高度与直径(或矩形筒仓的短边)之比来划分三、筒仓的分类/按照深、浅仓分类28第二种：按仓壁高度与筒仓截面面积的平方根之比来划分为浅仓当为深仓当5.1/5.1/AhAh三、筒仓的分类/按照深、浅仓分类29第三种：按储料的破裂面来划分当储料的破裂面与仓壁相交时为深仓：当储料的破裂面与储料顶面相交时为浅仓以储料计算高度代替仓壁高度上端：1．储料顶面为水平时，取至储料顶面2．储料顶面为斜坡时，取至储料锥体的重心下端：1．仓底为钢筋混凝土或钢锥形漏斗时，取至漏斗顶面2．仓底为填料做成的漏斗时，取至填料表面与仓壁内表面交线的最低点处3．仓底为乎板无填料时，取至仓底顶面。三、筒仓的分类/按照深、浅仓分类30三、筒仓的分类/按材料进行分类按材料进行分类筒仓，不论是深仓，还是浅仓，按照筒仓选用的结构材料分类，一般可分为：钢筋混凝土筒仓、砌体筒仓、钢板仓和木筒仓等。31钢筋混凝土筒仓占地面积小、仓容量大、生产率高、储藏性能好和保管费用低等特点。直径为8—36m，装粮高度为15—40m左右。我国南方某粮食物流中心鸟瞰图三、筒仓的分类/按材料进行分类32砌体筒仓具有就地取材、投资较少等优点，因此砌体筒仓在我国应用较为广泛，特别是粮食加工厂的原料库采用更多。一般情况下，砌体筒仓的储粮高度不宜大于20m，直径宜为6m~15m，随着建筑材料的不断更新，烧结粘土砖的生产被逐渐禁止，砌体材料价格和人工费不断上升，砌体筒仓的经济性已不复存在，以致砌体筒仓将逐渐被淘汰。三、筒仓的分类/按材料进行分类33钢板仓三、筒仓的分类/按材料进行分类薄壁钢板筒仓铆接式钢板筒仓焊接式钢板筒仓装配式钢板筒仓利浦螺旋卷边钢板筒仓6-12mm钢板4-12mm钢板34三、筒仓的分类/按照筒仓营运性质进行分类收纳筒仓储存筒仓按照筒仓营运性质进行分类中转筒仓工业附属筒仓产粮区，较小储备时间半年左右适应快装、快卸包括原料仓、成品仓35三、筒仓的分类/按照筒仓的结构型式进行分类按照筒仓的结构型式进行分类筒仓按筒仓的结构型式进行分类，可分为筒壁支承圆形筒仓、柱子支承圆形筒仓、筒壁与内柱共同支承圆形筒仓、筒壁支承矩形筒仓、柱子支承矩形筒仓、筒壁与内柱共同支承矩形筒仓、筒壁支承多边形筒仓、柱子支承多边形筒仓和筒壁与内柱共同支承多边形筒仓。36筒壁支承圆形筒仓的筒下层平面图三、筒仓的分类/按照筒仓的结构型式进行分类37三、筒仓的分类/按照筒仓的结构型式进行分类柱子支承圆形筒仓的筒下层平面图38三、筒仓的分类/按照筒仓的结构型式进行分类筒壁与内柱共同支承圆形筒仓的筒下层平面图先施工筒壁，再施工柱子和锥斗39三、筒仓的分类/按照筒仓的结构型式进行分类群仓的平面布置形式，行列式和错列式两种。筒仓群的平面布置形式A.错列式B.并列式40四、筒仓的选型占地面积小，充分利用空间；筒仓之间相对独立，便于多品种储粮；仓容量大，能满足中转和储存的需要；密闭性好便于熏蒸杀虫；机械化程度高，能节约大量劳动力等。能充分发挥和利用筒仓的上述优点，降低建设成本，提高运营效益，选型好坏是关键。41四、筒仓的选型/从筒仓的营运性质方面进行选型筒仓按营运性质可分为：收购集纳筒仓（收纳筒仓）、中转筒仓、储备筒仓、工业附属筒仓和交通枢纽筒仓。从筒仓的营运性质方面进行选型收纳筒仓主要建在产粮区，一般收购集纳筒仓可采用砌体筒仓和小型钢板筒仓。单仓仓容约为50~500吨，筒仓组中部设置粮食接收、提升等简易设备，一般不设工作塔，仅设简易塔架，有的收纳仓设置初清和计量设备，有的还配置烘干设施。AB收纳筒仓平面图A.四个一组B.两个一组42三、筒仓的选型/从筒仓的营运性质方面进行选型中转筒仓一般沿海地区土质较软弱、风力较大、海水中的盐类物质具有腐蚀性，因此港口筒仓选用的结构材料应具有防腐能力强、整体刚度大和结构自重轻等性能。国内某粮食专用码头钢筋混凝土筒仓港口筒仓以钢筋混凝土筒仓居多43储备筒仓钢筋混凝土筒仓和砌体筒仓均比钢板筒仓好。原因是钢板筒仓的仓壁薄，钢板的导热系数大，外界温度对仓温影响较大，粮食储存期长，容易结露，造成仓内粮食损坏。四、筒仓的选型/从筒仓的营运性质方面进行选型根据我国的国情和粮食储备体系的特点，在粮食储备库中，一般粮食储存的时间为2~3年，筒仓所配置的机械不能充分发挥作用，因此采用筒仓作为储备仓，成本明显比房式仓高很多。44四、筒仓的选型/从筒仓的营运性质方面进行选型双壁保温金属筒仓45四、筒仓的选型/从筒仓的营运性质方面进行选型南方某国家储备粮库的钢筋混凝土浅圆仓46四、筒仓的选型/从筒仓的营运性质方面进行选型工业附属筒仓工业附属筒仓中的粮食周转次数频繁，粮食在筒仓内的滞留时间较短，仓内粮食温度变化不大，对粮食品质影响很小，故工业附属筒仓的选型与筒仓的结构材料选择没有直接关系，可选用钢筋混凝土筒仓、钢板筒仓和砌体筒仓，应根据地质情况、综合造价和建设周期等进行仓型选择。47四、筒仓的选型/从筒仓结构材料方面进行选型序号项目钢筋混凝土筒仓钢板筒仓123456789101112131415161718192021气密性耐水性防结露性耐火性耐久性耐磨损性绝热性抗震性建造高度占地面积水平输送线长度可拆迁性建筑材料用量结构自重对地质要求施工难度建造时间维护费用使用年限基础费用总投资气密性好耐水性略差不易出现结露耐