钢筋混凝土筒仓的抗震设计分析

　　摘要：钢筋混凝土筒仓是一种运用很广的贮存设施，为了确保其使用安全我们一定对其做好抗震设计。本文从详细阐述钢筋混凝土筒仓的基本概况入手，进而分别从筒仓的支持系统、结构布置、筒仓选型等方面具体探讨了钢筋混凝土筒仓如何进行抗震设计。
　　关键词：钢筋混凝土；筒仓；抗震设计
　　
　　
　　一、 钢筋混凝土筒仓的基本概况
　　筒仓是一种用来储存矿石、谷物粮食、水泥砂石等散料的仓储构筑物，是生产企业用来调节与贮存用料的一种附属设施。筒仓按照制作材料可以分为钢筋混凝土筒仓、钢筒仓和砖石筒仓等几类。从实用性与经济性等各方面综合考虑，钢筋混凝土筒仓是我们运用较为广泛的一种，本文将重点探讨这类筒仓的抗震设计。
　　钢筋混凝土筒可以根据制作方法的不同分为预制装配式筒仓、整体浇注式筒仓、预应力与非预应力筒仓等种类，在这些筒仓中整体浇注的钢筋混凝土筒仓具备较大的优势。由于筒仓多贮存散状的物料，而且存储的量较大，在地震频发的年代，其安全问题就值得我们重点关注。为了确保物料的储存安全，我们一定要设计出安全系数高、可靠性强的筒仓。
　　钢筋混凝土筒仓具备较高的地震承载力，因为其柱子的截面较小、抗剪承载力较高、密实性较好等优点，发生地震不会引起较大的地震反应和局部失稳现象，本身具备较强的抗震能力，在具体的设计中，我们还可以通过对支承系统、结构布置、选型等方面的设计提高其抗震能力。
　　二、 钢筋混凝土筒仓支承系统的抗震设计分析
　　根据大量的实践调查数据分析可知，筒仓最容易受到地震灾害威胁的是其支承系统。如果支承混凝土筒仓的砌体结构被地震破坏，整个仓体就肯定会随之坍落。
　　首先，我们要设计好钢筋混凝土筒仓的仓底支承结构。具体的，钢筋混凝土筒仓的仓底支承结构有柱支承、筒仓内壁支承、仓壁与内柱共同支承等形式。钢筋混凝土筒仓所储物料一般都会比较重，采用柱支承结构很容易因为筒仓的重心较高而容易遭到地震的破坏，实际情况中这类筒仓坍塌的比例也较大。因此从抗震方面考虑，我们会优先选用筒仓内壁支承结构和仓壁与内柱共同支承结构。当然，选择具体的仓下支承结构还需要根据筒仓的底部现状、储物类别以及地基环境等其他工艺要求进行综合分析。如果筒仓深度与直径都较大，我们一般要选用仓壁与内柱共同支承结构。如果迫于实际情况不得不选用柱支承，因为柱支承传统遭破坏往往从支承、支承筒连接仓壁的部位开始出现刚度突变，导致应力集中，出现断裂等现象。我们的抗震设计就一定要对支承柱的柱头与柱脚重点予以关注和加强。
　　其次，设计好钢筋混凝土筒仓的基础选型。选用何种筒仓的基础类型应该主要根据地基条件、物料荷载以及上部的结构等各方面的综合分析来确定。①地基比较软弱，大多采用桩箱或者桩筏的基础，抗震系数较大；②地基的土质较好，一般选用箱基、筏板、环形或者单独基础等基础类型。③仓底支承结构为仓壁支承时，仓壁上会留有洞口，要采取相应措施确保洞口之间的筒壁具备一定的强度与稳定性。④仓底支承结构为仓壁与内柱共同支承的，应该环形布置其筒仓的内壁柱，充分验算筒壁在带壁柱的情况下水平截面承载力与局部的受压承载力。
　　对筒仓基础进行设计时，一定要充分考虑到空仓和满仓两种极限条件下的最不利组合，保障其抗震指数，将筒仓基础的倾斜率指标与平均沉降量指标控制在一定的范围内。
　　三、 钢筋混凝土筒仓结构布置与选型的抗震设计分析
　　其一，布置抗震性强的筒仓外部结构。筒仓体积一般都比较大，因此一定要注重筒仓与筒仓，与相邻的建筑物的结构布局。如果筒仓与筒仓之间的平面和立面变化都比较大，而刚度有较大的悬殊，一定要设置防震缝；在筒仓和邻近的建筑物及其附属建筑物之间都应该设置防震缝。
　　其二，筒仓的仓顶的抗震设计。仓顶结构多采用钢筋混凝土的梁板结构，如果筒仓的直径过大，或者筒仓较浅，则可以考虑采用钢筋混凝土的整体、装配整体的正截锥壳、正截球壳以及具备整体稳定系统的钢结构壳体或者网架结构，仓顶与筒仓壁的连接体系则应该采用静定体系。
　　其三，筒仓其他部位的抗震设计。对于那些支承在筒仓顶部的通廊、栈桥以及其他细节结构都应该采用简支的方式与相应部位进行连接。一些仓上的建筑物也应该一个按照抗震要求进行设计。其承重结构也应该采用钢筋混凝土的框架结构，钢管结构或与筒仓壁厚度相似的圆形壁到顶，其围护结构则多采用一些轻质材料。
　　其四，准确计算地震荷载。我们对筒仓的设计根据实际情况选用单质点体系或者多质点体系，再按照相关标准计算出筒仓质量、柱顶位移、结构底部的剪力等数据，准确计算出筒仓顶部建筑与筒仓重心处的水平地震荷载，并且应该考虑到边端效应而适当放大载荷。
　　当然，抗震设计也应该体现在具体的制作施工过程中，因为混凝土对气候、天气等因素非常敏感，因此在钢筋混凝土筒仓制作过程中一定要对混凝土坚持合理的配比，精准地生产，进行高标准的施工管理，并在使用过程中进行必要的养护和维修，以保证其施工质量达到抗震标准。
　　
　　
　　参考文献：
　　[1]李福恩，王振清，梁彩虹．钢筋混凝土粮食筒仓的荷载及抗震设计[J]．建筑工程力学，2008．4：112一115.
　　[2]韩庆华,谷岩.筒仓中应用钢管混凝土结构[M].天津:天津大学出版社，2010：134-136.
　　[3]高沛峻,邓安福．粮仓建筑钢管混凝土结构[J]．建筑工程力学，2009．12：67一75.
　　[4]史广德,胡德均．筒仓结构设计的几点思路与施工规程[J]．施工技术，2009．20：43-66.
　　
　　作者简介：茹小锋，男，出生年月：1982年7月14日，毕业院校：太原理工大学
　　学历：本科，所学专业：土木工程，现在的职称：助理工程师，研究方向或职务：土建设计，工作单位：山西晋城煤业集团勘察设计院有限公司。