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《粮食平房仓设计规范》

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5 作用与作用组合

5.1 基本规定

5.1.1

粮食平房仓的结构设计中平房仓结构上的荷载和作用应符合下列内容:
1 永久荷载:结构自重、土压力、预应力或其他加在结构上随时间不变的荷载;
2 可变荷载:粮食荷载、屋面活荷载、输送设施吊挂荷载、风荷载、雪荷载、气密性加压检测荷载、温度作用或其他加在结构上随时间变化的荷载;
3 地震作用。

条文说明

5.1.1 依据现行国家标准《建筑结构设计规范》GB 50009-2012的规定,“预应力”归入永久荷载类别,“温度作用”归入可变荷载类别。
根据储粮工艺要求,储备仓应具备气密性。新仓建好后宜做气密性试验,仓内充压500kPa降至250kPa的半衰期不得小于60s。加压试验时,仓壁将受密闭加压荷载,该荷载对结构产生的内力较小,对结构设计不起控制作用,但设计门窗时应考虑该荷载的作用。

5.1.2

各种荷载的取值和作用的计算,除本规范规定者外,其余均应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定确定。

5.1.3

荷载代表值应按下列规定取值:
1 永久荷载应采用标准值作为代表值;
2 可变荷载应根据设计要求采用标准值、组合值、频遇值或准永久值作为代表值。

5.1.4

粮食的物理参数可采用工艺专业提供的数据,也可按本规范附录B取值。当未确定装粮品种计算粮食荷载时。应采用对结构产生最不利作用的储粮品种的参数。

条文说明

5.1.4 考虑散装粮食平房仓设计使用年限内储粮品种的变化,为保证结构安全,应采用对结构产生最不利作用的储粮品种的参数进行设计。

5.1.5

粮食荷载对仓壁的作用应包括作用于仓壁的水平压力和竖向摩擦力。

5.1.6

平堆散装粮食对仓壁的水平压力标准值应按下列规定计算:


条文说明

5.1.6 本条公式(5.1.6-1)中侧压力系数k的计算式是根据库伦理论导出的,其计算结果比朗金理论的计算结果偏小;为上部结构安全角度考虑,k值计算不应考虑粮食对仓壁的外摩擦角。同时考虑基础偏心较大,从经济角度出发,地基承载力计算及地基变形验算时,应根据具体情况确定是否考虑粮食对仓壁的外摩擦角。

5.1.7

平堆散装粮食对地面的竖向压力标准值可按下式计算:


5.1.8

平房仓结构抗震设计时,地震作用应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定确定。

5.2 作用组合

5.2.1

平房仓结构设计应根据使用过程中结构上可能出现的作用,按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进行作用效应组合,并应取各自最不利的组合进行设计。散装平房仓应按空仓、满仓及单侧堆粮时与其他各种作用的不利组合。

条文说明

5.2.1 在取最不利效应组合时,散装平房仓应考虑空仓、满仓及单侧堆粮时与其他各种荷载的不利组合。

5.2.2

平房仓结构按承载能力极限状态设计时,应按荷载的基本组合计算荷载组合的效应设计值,并应符合下式进行设计要求:


条文说明

5.2.2 对于承载能力极限状态,荷载组合的设计表达式按照《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012中公式3.2.2调整。

5.2.3

平房仓的荷载基本组合的效应设计值Sd,应从下列荷载组合值中取最不利的效应设计值确定:


条文说明

5.2.3 散装粮食平房仓荷载基本组合的效应设计值Sd根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012进行了调整。

5.2.4

基本组合的荷载分项系数,应按下列规定采用:
1 永久荷载的分项系数应符合下列规定:
1)当其效应对结构不利时,对由可变荷载效应控制的组合,取1.2;对由永久荷载效应控制的组合,取1.35。
2)当其效应对结构有利时,一般情况取1.0;对结构的滑移验算,取0.9。
2 可变荷载的分项系数应符合下列规定:
1)粮食荷载应取1.3;
2)其他可变荷载应取1.4;
3)温度作用应取1.4。

条文说明

5.2.4 粮食荷载变异性较小,从经济上考虑取粮食荷载分项系数1.3,其他可变荷载的分项系数是按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012和《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010的有关规定取用的。

5.2.5

散装平房仓荷载效应基本组合的可变荷载组合值系数,应按下列规定采用:
1 粮食荷载应取1.0;
2 风荷载空仓时应取1.0,装粮时应取0.6;
3 其他可变荷载应取0.7。

条文说明

5.2.5 散装平房仓进行荷载效应基本组合时,粮食荷载是效应最大的可变荷载,根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012中荷载效应组合的要求,风荷载组合系数取0.6,其他可变荷载取0.7。
抗震设计时,雪荷载组合值系数0.5,是按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010规定取用的。地震作用引起的粮食动载侧压力目前尚未有可靠的依据。目前通常设计时是用简化计算方式,按空仓计算地震作用效应,按静载计算粮食作用效应,按本条的组合系数进行作用效应组合。

5.2.6

平房仓抗震设计时,地震作用和其他荷载组合的效应设计值按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定采用,其中,粮食荷载的组合值系数取0.9。

5.2.7

平房仓按正常使用极限状态设计时的荷载效应组合,应根据不同的设计要求按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定确定。

6 结构设计

6.1 一般规定

6.1.1

粮食平房仓结构设计使用年限应为50a,建筑结构的安全等级应为二级,抗震设防类别应按丙类建筑执行。

条文说明

6.1.1 粮食平房仓结构的设计使用年限、建筑结构安全等级是依据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068中的规定确定。根据《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223条文说明第8.0.3条的规定,粮食平房仓抗震设防类别划为丙类。

6.1.2

结构选型应符合下列规定:
1 排架体系。屋盖结构可采用屋架、拱板、双坡板架、双T板;排架柱宜采用钢筋混凝土柱。
2 刚架体系。主体结构可采用无铰、两铰或三铰门式刚架,包括:
1)钢筋混凝土结构刚架,屋盖可采用预制板或现浇板。
2)钢结构刚架、钢梁-钢筋混凝土柱组合结构刚架,屋盖宜采用型钢檩条上铺压型钢板等轻型屋盖。
3 刚架体系或采用屋架的排架体系,应设置相应的屋盖支撑系统。
4 平房仓在同一结构单元内可采用横墙与排架混合承重,端部可采用山墙承重。
5 熏蒸、控温、气调等专用平房仓,宜选用钢筋混凝土墙体,并可采用整体现浇结构。

条文说明

6.1.2 本条说明如下:
1、2 综合近年来建设的各类平房仓仓型,本规范对平房仓按结构受力体系进行了分类,鉴于平房仓的堆粮高度增加和对黏土砖的使用限制,本规范建议最好采用钢筋混凝土排架柱。
4 考虑到平房仓储存散粮对山墙施加荷载的特殊性,其山墙受力状态与单层工业厂房排架体系受力不同。根据平房仓建设经验总结,只要经过设计、计算,并严格采取相应的构造措施,山墙承重是可行的、安全的。因此,平房仓设计时,可允许在同一结构单元内采用山墙与排架混合承重。

6.1.3

平房仓变形缝设置应符合下列要求:
1 根据结构类型应按国家现行有关标准设置温度伸缩缝。排架体系平房仓伸缩缝宜按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的有关要求设置。
2 沿仓房纵向地基土的压缩性有显著差异时或仓房分期建造时宜设置沉降缝。
3 有抗震设防要求时,温度伸缩缝、沉降缝的设置应同时满足抗震缝的设置要求。

条文说明

6.1.3 本条说明如下:
1 平房仓墙体中的柱和水平联梁构成的结构体系。当温差较大且墙体长度较长时,墙中的混凝土体系和砖砌体产生的纵向温度变形不一致,容易在每段墙的端部开间砌体中产生裂缝。

6.1.4

平房仓结构应根据使用过程中在结构上可能同时出现的作用按承载能力极限状态和正常使用极限状态进行设计

条文说明

6.1.4 根据现行《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068的要求粮食平房仓结构设计,应采用以概率理论为基础的极限状态设计方法。按极限状态计算的内容,本规范有规定的按本规范执行,本规范尚未规定的按国家其他相应规范执行。

6.1.5

平房仓结构按承载能力极限状态设计时,应采用荷载效应的基本组合和结构抗力设计值进行设计。

6.1.6

平房仓结构按正常使用极限状态设计时,应根据不同设计要求采用相应的荷载效应组合,进行地基变形、结构构件变形及裂缝宽度验算。

6.1.7

湿陷性黄土、膨胀土、冻土及冻胀土地区的平房仓,其结构设计除应符合本规范规定外,尚应符合国家现行有关标准的要求。

6.2 结构计算

6.2.1

排架结构体系平房仓,宜按考虑空间作用的平面排架进行内力分析;当柱为一次变截面柱时,应按二阶柱平面排架考虑。

条文说明

6.2.1 排架结构体系平房仓具体到某一单体,由于山墙或横墙间距不同,屋盖种类也不同,因此无法给出统一的空间刚度影响系数,应由设计者根据单体设计的具体情况,按考虑空间作用的平面铰接排架进行分析。

6.2.2

刚架结构体系平房仓,应根据节点构造情况,按两铰、三铰或无铰刚架进行内力分析。

条文说明

6.2.2 散装平房仓墙体计算规定基于以下考虑:
1 粮食侧压力由水平联梁间的砌体传递给水平联梁(含地梁),再由水平联梁传给排架柱或门式刚架柱。因此,最终作用在柱上的粮食侧压力为集中力。
2 由于水平联梁的间距(一般为1.2m~2.0m)远小于开间的尺寸,水平联梁间砌体相当于单向板。计算时从单向板中取出一单位宽度的砌体竖向条带作为单跨简支梁计算。
粮食与墙面摩擦力对砌体截面形心的偏心力矩较小,且对墙体受力是有利的。因此,为了简化计算,可以忽略偏心力矩的影响。

6.2.3

柱的计算高度应从基础顶面算起。

条文说明

6.2.3 散装平房仓山墙和隔墙是承重墙,承受粮食侧压力,与普通单层厂房山墙有所不同,故在本条提出应进行计算。

6.2.4

包装平房仓墙体不考虑粮食侧压力,应根据实际选型按现行相关规范计算。

条文说明

6.2.4 由于粮食荷载导致排架横杆内存在较大的拉力,而目前发布的有关屋架、双T板等标准设计图集均未考虑该内力,因此,在选用标准图集中的屋架、双T板时,应将该内力加到所选构件上,复核所选标准构件。

6.2.5

散装平房仓墙体应按实际结构形式分析及计算。当墙体为砌体且由钢筋混凝土柱与水平联梁承重时,应按下列规定进行计算:
1 粮食侧压力宜由水平联梁间的砌体传给水平联梁,再由水平联梁传给柱。
2 水平联梁间砌体(图6.2.5)可取单位宽度竖向条带,并应按简支梁计算内力。简支梁最大弯矩和支座反力标准值可分别按下列公式计算:
3 砌体可按受弯构件进行计算。
4 水平联梁宜按结构布置情况取计算简图,梁的跨度可取相邻柱轴线间距,梁上水平荷载为砌体简支梁的支座反力。
5 砌体与水平联梁连接处,应计算通缝的抗剪强度。
6 采用钢筋混凝土墙体的平房仓,应对钢筋混凝土墙板进行裂缝宽度验算。


条文说明

6.2.5 本条是为了强调地基变形验算时,除满足《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关章节要求外,还应考虑由于大面积堆载对基础产生的附加沉降,可按该规范的相关要求计算。
由于熏蒸、控温、气调等专用平房仓对仓房的气密性要求较高,为减小上部结构的裂缝开展,要求这类仓房结构进行地基变形计算。

6.2.6

散装平房仓山墙和隔墙应根据实际结构构造确定计算简图。

条文说明

6.2.6 本次修订主要是与现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009中承载能力极限状态验算及该规范中第3.2.4条第3款的条文说明相一致。

6.2.7

当屋盖选用屋架、双T板等标准构件时,应按排架计算出横梁轴向力对标准构件进行验算复核。

条文说明

6.2.7 本条说明如下:
1 软土地基压缩模量小,在大面积粮食及填土荷载作用下,地坪地基沉降较大,可能引起地面开裂、隆起、凹陷。为防止这种影响,可对仓内地基进行处理,也可采用配筋面层。由于某些建设单位资金紧张,也可采用装粮预压的方法,待地坪沉降稳定后再施工永久地坪;由于预压时间较长,既会影响工程的正常验收,又长期影响仓房的正常使用,因此,资金充足时,不推荐采用此方法。
2 软土地基承载能力较小,当地坪大面积堆载接近地坪地基的抗剪强度时,在整个地基中出现破坏滑动面,甚至推动墙、柱基础的地基土一起滑移。

6.2.8

预制刚架应进行施工吊装验算。

6.2.9

地基与基础计算应符合现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007有关规定,并应符合下列要求:
1 地基与基础计算时,作用在基础上的荷载除了柱或墙传来的竖向力、水平剪力和弯矩作用外,尚应包括压在基础上的粮食荷载。
2 需要进行地基变形验算时,应计算由于大面积堆载对基础产生的附加沉降。
3 熏蒸、控温、气调等专用平房仓,应进行地基变形计算。

6.2.10

散装平房仓浅基础设计应进行基础抗滑移稳定性验算;桩基础设计应进行竖向承载力和水平承载力验算。当基础承受的水平荷载较大,而竖向荷载相对较小时,基础的抗滑移稳定性应按下式进行验算:


6.2.11

软土地基地坪设计应符合下列规定:
1 大面积堆载对地坪沉降产生的影响,宜对地坪采取加强措施,防止因地坪沉降开裂破坏防潮层。亦可采取装粮预压的方法,待地坪地基沉降稳定后再施工永久地坪。
2 当仓内地坪上的大面积堆载接近软土地基的承载力时,应防止可能产生的地基整体滑移及仓外地坪隆起问题。
注:1 大面积堆载指大面积粮食或填土荷载;
2 整体滑移指墙柱基础地基和仓内地坪地基一起滑移。

6.2.12

受地震作用的结构构件,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中规定的承载力抗震调整系数进行截面抗震验算。

6.3 结构构造要求

6.3.1

屋架的支撑布置应符合国家现行有关规范的规定。当屋架端头两侧有填充墙和圈梁时,可取消屋架支座处的竖向支撑和系杆。屋架支座上端应预留圈梁钢筋孔,孔的位置和数量应根据圈梁截面及配筋确定。当檐墙采用砌体墙和水平联梁体系时,可不设柱间支撑。

6.3.2

受力预埋件的材料和构造,应符合下列要求:
1 预埋板宜采用Q235、Q345钢;锚筋应采用HRB400级或HPB300级钢筋,不得采用冷加工钢筋。
2 锚筋预埋件的预埋板厚度应大于0.6d(d为锚筋直径);角钢预埋件的预埋板厚度应大于b/6(b为角钢肢宽),且不应小于1.4倍角钢肢厚。
3 预埋件的受拉直锚筋不宜少于4根,且不宜多于4层,其直径不应小于8mm,且宜大于25mm。受剪预埋件的直锚筋,不宜少于2根;而受剪力大的预埋件,除锚筋外还应增设抗剪钢板。

条文说明

6.3.2、6.3.3 预埋件是构件间相互连接的重要部件,应力、应变较为复杂,其计算、构造和设置是否合理将影响结构的正常使用和安全,必须予以重视。

6.3.3

预埋件锚筋、抗剪钢板与预埋板的焊接连接,应符合下列要求:
1 直锚筋与预埋板应采用T形焊,锚筋直径小于或等于16mm时,宜采用埋弧压力焊,锚筋直径大于16mm时,应采用穿孔塞焊。
2 弯折锚筋的弯折点至焊缝端点的距离不应小于2d和30mm。
3 抗剪钢板与预埋板宜采用双面贴角焊缝,焊缝高度不宜小于0.5倍抗剪钢板厚度。

条文说明

6.3.2、6.3.3 预埋件是构件间相互连接的重要部件,应力、应变较为复杂,其计算、构造和设置是否合理将影响结构的正常使用和安全,必须予以重视。

6.3.4

屋架与支座的连接应符合下列要求:
1 屋架与支座的连接方式为螺栓连接;螺栓直径宜按计算确定,但不宜小于φ22;
2 螺栓的锚固长度不应小于20倍螺栓直径,且螺栓外侧应有箍筋;螺栓应与柱顶预埋钢板底面焊接;
3 屋架端部预埋件应与柱顶的支承垫板焊接,螺栓拧紧后应与垫圈点焊。

6.3.5

墙体上部钢筋混凝土圈梁的设置与构造,应符合下列要求:
1 下列部位应设置现浇钢筋混凝土圈梁:
1)屋架端部上弦及柱顶的标高处应各设一道。
2)山墙顶沿屋面应布置钢筋混凝土卧梁,并与屋架端部上弦标高处的圈梁连接。
2 圈梁的截面宽度宜与墙厚相同,高度不应小于180mm,其配筋不应小于4φ14,当圈梁兼作过梁时,配筋应按计算确定。
3 圈梁应与柱或屋架牢固连接,山墙卧梁应与屋面板可靠拉结;顶部圈梁与柱连接的锚固钢筋不宜少于4φ14,锚固长度应满足《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规范要求。

条文说明

6.3.5 圈梁与柱锚固钢筋的锚固长度,有抗震要求的满足抗震要求,无抗震要求的按一般规定确定。
平房仓的山墙是承重墙,上端要有可靠支撑,故要求山墙及柱应与圈梁可靠连接,圈梁与屋架可靠连接。

6.3.6

钢筋混凝土墙板与柱连接应采用焊接,焊缝尺寸应经计算确定;墙板板缝宜采用细石混凝土浇筑。

6.3.7

钢筋混凝土柱与砌体之间应设拉结筋,拉结筋间距沿高度不应大于500mm;伸入砌体长度,抗震设防6、7度时不应少于1000m,8、9度时应沿墙体水平通长贯通;拉结筋每120mm厚墙应设置一根φ6钢筋。

6.3.8

散装平房仓应先砌墙后浇柱,留马牙磋;砌体施工质量控制等级不应低于B级。

条文说明

6.3.8 粮食平房仓气密性要求较高且墙体受力,故对墙体的施工提出了相关要求。

6.3.9

仓门两侧应设置钢筋混凝土门柱,门柱纵向受力钢筋应按计算确定,箍筋应符合国家现行有关标准的规定。

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