钢板筒仓设计规范标准.docx

1、钢板筒仓设计规范标准中华人民国国家标准粮食钢板筒仓设计规Code for design of grain steel silosGB 50322-2001主编部门：国家粮食局批准部门：中华人民国建立部施行日期：2001年7月1日关于发布国家标准粮食钢板筒仓设计规的通知根据我部“关于印发2000至2001年度工程建立国家标准制订、修订计划的通知建标200187号的要求，由国家粮食局会同有关部门共同修订的粮食钢板筒仓设计规，经有关部门会审，批准为国家标准，编号为GB 50322-2001，自2001年7月1日起施行。其中，本规由国家粮食局负责管理，粮食食品工程建筑负责具体解释工作，建立部标准定额研

2、究所组织中国计划。中华人民国建立部二一年六月十三日前 言本规根据国家建立部建标200187号文编制。本规分8章和5个附录，包括：总那么、术语、一般规定、荷载及荷载效应组合、结构设计、构造、工艺设计、电气及配套设施等容。本规中强制性条款在正文中用黑体字表示，包括：本规系首次编制，有些条款还待进一步补充、完善。请各单位在执行过程中，结合工程实践与科学研究，认真总结经历，注意积累资料，并将有关意见和资料寄交编制组。本规由粮油食品工程建筑负责具体解释，通信地址：市嵩山南路140号， ：450052。本规主编单位、参编单位和主要起草人：主编单位：粮油食品工程建筑参编单位：原国家粮食储藏局科学研究原国家粮

3、食储藏局科学研究中谷粮油集团煤炭设计研究院冶金设计研究院粮油集团主要起草人：袁海龙 世忠 朱同顺 建萍 郭呈周 元瑞 归衡石 王 刚 郝卫洪 宋春燕 兰 勇 吴 强 江华 杜月萍 王守德 振镕1 总那么 为在粮食钢板筒仓设计中贯彻执行国家技术经济政策，做到平安适用、技术先进、经济合理，制定本规。 本规适用于储存粮食散料，平面形状为圆形且中心装、卸粮的钢板筒仓设计。注：粮食散料包括：小麦、玉米、稻谷、豆类以及物理特性参数与之相近的谷物散料。 本规适用于焊接、螺旋卷边钢板及螺栓装配波纹钢板的圆形筒仓。 粮食钢板筒仓的设计工作寿命不应少于25年。 粮食钢板筒仓结构的平安等级为二级，抗震设防类别为丙类

4、，耐火等级可按二级。 本规结构设计依据现行国家标准建筑结构设计统一标准制定。粮食钢板筒仓设计，除应符合本规外，尚应符合国家现行的有关标准、规的规定。2 术语、符号2.1 术语 筒仓 silo贮存粮食散料的直立容器。其平面为圆形、方形、矩形、多边形或其他的几何形。 仓顶 top of silo封闭仓体顶面的结构。 仓上建筑物 building above top of silo按工艺要求建在仓顶上的建筑。 仓壁 silo wall与粮食散料直接接触或直接承受粮食散料侧压力的仓体竖壁。 仓下支承结构 supporting structure of silo bottom根底以上、漏斗以下支承仓体的

5、结构，包括筒壁、柱、扶壁柱等。 筒壁 supporting wall平面为圆形，支承仓体的立壁。 漏斗 hopper筒仓下部卸出粮食散料的结构容器。 深仓 deep bin 浅仓 shallow bin 按筒仓储粮计算高度与仓径之比，划分为深仓和浅仓。 单仓 single silo不与其他建、构筑物联成整体的单体筒仓。 仓群 group silos多个且成组布置的筒仓群。 星仓 interstice silo三个及多于三个联为整体的筒仓间形成的封闭空间。 填料 filler仓底填坡的材料。 整体流动 mass flow卸粮过程中，仓粮食散料的水平截面成平面向下的流动。 管状流动 funnel

6、flow卸粮过程中，仓粮食散料的外表成漏斗状向下的流动。 中心卸粮 concentric discharge卸粮过程中，仓粮食散料沿仓体几何中心对称向下的流动。 偏心卸粮 eccentric discharge卸粮过程中，仓粮食散料沿仓体几何中心不对称向下的流动。2 术语、符号2.1 术语 筒仓 silo贮存粮食散料的直立容器。其平面为圆形、方形、矩形、多边形或其他的几何形。 仓顶 top of silo封闭仓体顶面的结构。 仓上建筑物 building above top of silo按工艺要求建在仓顶上的建筑。 仓壁 silo wall与粮食散料直接接触或直接承受粮食散料侧压力的仓体竖壁

7、。 仓下支承结构 supporting structure of silo bottom根底以上、漏斗以下支承仓体的结构，包括筒壁、柱、扶壁柱等。 筒壁 supporting wall平面为圆形，支承仓体的立壁。 漏斗 hopper筒仓下部卸出粮食散料的结构容器。 深仓 deep bin 浅仓 shallow bin 按筒仓储粮计算高度与仓径之比，划分为深仓和浅仓。 单仓 single silo不与其他建、构筑物联成整体的单体筒仓。 仓群 group silos多个且成组布置的筒仓群。 星仓 interstice silo三个及多于三个联为整体的筒仓间形成的封闭空间。 填料 filler仓底填

8、坡的材料。 整体流动 mass flow卸粮过程中，仓粮食散料的水平截面成平面向下的流动。 管状流动 funnel flow卸粮过程中，仓粮食散料的外表成漏斗状向下的流动。 中心卸粮 concentric discharge卸粮过程中，仓粮食散料沿仓体几何中心对称向下的流动。 偏心卸粮 eccentric discharge卸粮过程中，仓粮食散料沿仓体几何中心不对称向下的流动。2.2 符号 几何参数h 地面至仓壁顶的高度hn 储粮的计算高度S 计算深度，由仓顶或储粮锥体重心至计算截面的距离dn 筒仓径R 筒仓半径t 筒仓壁厚，钢板厚度筒仓水平净截面水力半径e 自然对数的底漏斗壁对水平面的夹角

9、计算系数k 储粮侧压力系数kp 仓壁竖向受压稳定系数Ch 深仓储粮动态水平压力修正系数Cv 深仓储粮动态竖向压力修正系数Cf 深仓储粮动态摩擦力修正系数 粮食散料的物理特性参数重力密度储粮对仓壁的摩擦系数储粮的摩擦角 钢材性能及抗力E 钢材的弹性模量f 钢材抗拉、抗压强度设计值fwt 对接焊缝抗拉强度设计值fwc 对接焊缝抗压强度设计值fwf 角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值cr 受压构件临界应力 作用和作用效应Phk 储粮作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值Pvk 储粮作用于单位水平面上的竖向压力标准值Pfk 储粮作用于仓壁单位面积上的竖向摩擦力标准值Pnk 储粮作用于漏斗斜面单位面积上的法

10、向压力标准值Ptk 储粮作用于漏斗斜面单位面积上的切向压力标准值M 弯矩设计值，有下标者，见应用处说明N 轴向力设计值，有下标者，见应用处说明V 剪力设计值，有下标者，见应用处说明拉应力或压应力，有下标者，见应用处说明3 一般规定3.1 布置原那么 粮食钢板筒仓的平面及竖向布置应根据工艺、地形、工程地质及施工条件等，经技术经济比拟后确定。500mm；当采用独立根底时，可按根底设计确定；落地式平底仓，应根据清仓设备所需距离确定。 方案设计时，可按下式估算储粮高度： 粮食钢板仓群，不应利用星仓储粮。 筒仓与筒仓、筒仓与工作塔之间的输送设备地道应设置沉降缝。 粮食钢板筒仓设计文件中，应对首次装卸粮要

11、求、沉降观测及标志设置等予以说明，见本规附录A。3 一般规定3.1 布置原那么 粮食钢板筒仓的平面及竖向布置应根据工艺、地形、工程地质及施工条件等，经技术经济比拟后确定。500mm；当采用独立根底时，可按根底设计确定；落地式平底仓，应根据清仓设备所需距离确定。 方案设计时，可按下式估算储粮高度： 粮食钢板仓群，不应利用星仓储粮。 筒仓与筒仓、筒仓与工作塔之间的输送设备地道应设置沉降缝。 粮食钢板筒仓设计文件中，应对首次装卸粮要求、沉降观测及标志设置等予以说明，见本规附录A。3.2 结构选型 仓上设置的工艺输送设备及操作检修平台宜采用敞开式钢结构通道，当有特殊使用要求时，也可采用封闭式走廊。 钢

12、板筒仓仓顶应设计为带上、下环梁的正截锥壳钢板仓顶或正截锥空间杆系仓顶结构。 筒仓仓壁为波纹板、螺旋卷边板时，应采用热镀锌或合金钢板。 钢板筒仓可采用钢或钢筋混凝土仓底及仓下支承结构。直径10m以下时，宜采用由柱或筒壁支承的架空式仓下支承结构及锥斗仓底；直径12m4 荷载与荷载效应组合4.1 根本规定 钢板筒仓的结构设计，应考虑以下荷载：1 永久荷载：结构自重、固定设备重等；2 可变荷载：储粮荷载、仓顶吊挂电缆荷载、仓顶及仓上建筑活荷载、雪荷载、风荷载等；3 地震作用。 各种荷载的取值，除本规规定者外，均应按现行国家标准建筑结构荷载规的规定执行。 储粮的物理特性参数，应由工艺专业通过试验分析确定

13、。当无试验资料时，可参考本规附录B所列数据。 计算储粮荷载时，应采用对结构产生最不利作用的储粮品种的参敛。计算储粮对波纹钢板仓壁的摩擦作用时，应取储粮的摩擦角。 粮食钢板筒仓按以下规定划分为深仓与浅仓：筒仓储粮的计算高度hn与筒仓径dn的比值大于或等于1.5时为深仓；小于1.5时为浅仓。 储粮计算高度hn与水平净截面水力半径，应按以下规定确定：1 水力半径按下式计算：2 储粮计算高度hn按以下规定确定：上端：储粮顶面为水平时，取至储粮顶面；储粮顶面为斜面时，取至储粮锥体的重心。下端：仓底为锥形漏斗时，取至漏斗顶面；仓底为平底时，取至仓底顶面；仓底为填料填成漏斗时，取至填料外表与仓壁外表交线的最

14、低点。 钢板筒仓的风载体型系数可按以下规定取值：仓壁稳定计算：取1.0；筒仓整体计算：独立筒仓取0.8，仓群取1.3。4 荷载与荷载效应组合4.1 根本规定 钢板筒仓的结构设计，应考虑以下荷载：1 永久荷载：结构自重、固定设备重等；2 可变荷载：储粮荷载、仓顶吊挂电缆荷载、仓顶及仓上建筑活荷载、雪荷载、风荷载等；3 地震作用。 各种荷载的取值，除本规规定者外，均应按现行国家标准建筑结构荷载规的规定执行。 储粮的物理特性参数，应由工艺专业通过试验分析确定。当无试验资料时，可参考本规附录B所列数据。 计算储粮荷载时，应采用对结构产生最不利作用的储粮品种的参敛。计算储粮对波纹钢板仓壁的摩擦作用时，应

15、取储粮的摩擦角。 粮食钢板筒仓按以下规定划分为深仓与浅仓：筒仓储粮的计算高度hn与筒仓径dn的比值大于或等于1.5时为深仓；小于1.5时为浅仓。 储粮计算高度hn与水平净截面水力半径，应按以下规定确定：1 水力半径按下式计算：2 储粮计算高度hn按以下规定确定：上端：储粮顶面为水平时，取至储粮顶面；储粮顶面为斜面时，取至储粮锥体的重心。下端：仓底为锥形漏斗时，取至漏斗顶面；仓底为平底时，取至仓底顶面；仓底为填料填成漏斗时，取至填料外表与仓壁外表交线的最低点。 钢板筒仓的风载体型系数可按以下规定取值：仓壁稳定计算：取1.0；筒仓整体计算：独立筒仓取0.8，仓群取1.3。4.2 粮食荷载 考虑粮食

16、对筒仓的作用时，应包括以下四种力：1 作用于筒仓仓壁的水平压力；2 作用于筒仓仓壁的竖向摩擦力；3 作用于筒仓仓底的竖向压力；4 作用于筒仓仓顶的吊挂电缆拉力。1 计算深度S处，储粮作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值按下式计算：2 计算深度S处，储粮作用于单位水平面上的竖向压力标准值按下式计算：3 计算深度S处，储粮作用于仓壁单位面积上的竖向摩擦力标准值按下式计算：4 计算深度S处，储粮作用于仓壁单位周长上的总摩擦力标准值按下式计算：1 计算深度S处，作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值按下式计算：2 假设储粮计算高度hn大于或等于15m，且筒仓径dn大于或等于10m时，储粮水平压力除按上式

17、计算外，尚应按本规-1式计算，二者计算结果取大值；此外，还应按下式计算筒仓壁单位面积上的竖向摩擦力标准值：3 计算深度S处，作用于单位水平面上的竖向压力标准值按下式计算： 作用于圆形漏斗壁上的储粮压力标准值可按下式计算：1 漏斗壁单位面积上的法向压力标准值为：2 漏斗壁单位面积上的切向压力标准值为： 吊挂于仓顶的测温电缆，计算其作用于仓顶结构的吊挂荷载时，应考虑电缆自重、粮食摩擦力及电缆突出物对储粮阻滞而产生的拉力。当电缆为圆截面，且直径无变化，外表无突出物时，储粮摩擦引起的电缆总拉力标准值，应按下式计算：4.3 地震作用 粮食钢板筒仓可按单仓计算地震作用，且：1 可不考虑粮食对于仓壁的局部作

18、用；2 落地式平底钢板筒仓可不考虑竖向地震作用。在计算筒仓的水平地震作用时，取储粮总重的90作为其重力荷载代表值，重心仍取储粮总重的重心。 落地式平底钢板筒仓的水平地震作用，可采用振型分解反响谱法，也可采用下述简化方法进展计算：1 筒仓底部的水平地震作用标准值可按下式计算：2 水平地震作用对筒仓底部产生的弯矩标准值可按下式计算：3 沿筒仓高度第i质点分配的水平地震作用标准值可按下式计算：4 仓上建筑分配的水平地震作用应乘以增大系数3，但增大局部不向下传于仓壁构件。 柱子支承或柱与筒壁共同支承的钢板筒仓，水平地震作用可按单质点或多质点体系模型，采用底部剪力法计算。仓上建筑分配的水平地震作用应乘以

19、增大系数3，但增大局部不向下传于仓壁构件。4.4 荷载效应组合 粮食钢板筒仓结构设计应根据使用过程中在结构上可能同时出现的荷载，按承载能力极限状态和正常使用极限状态分别进展荷载效应组合，并取各自的最不利组合进计设计。 粮食钢板筒仓按承载能力极限状态设计时，应采用荷载效应的根本组合，荷载分项系数应按以下规定取值：1 永久荷载分项系数：对结构不利时，取1.2；对结构有利时，一般取1.0；筒仓抗倾覆计算，取0.9。2 可变荷载分项系数：储粮菏载取1.3；其他可变荷载取1.4。3 地震作用取1.3。 粮食钢板筒仓按正常使用极限状态设计时，应采用荷载效应短期组合，荷载分项系数均取1.0。 粮食钢板筒仓进

20、展荷载组合时，可变荷载组合系数应按以下规定取用：1 无风荷载参与组合时，取1.0。2 有风荷载参与组合时，粮食荷载取1.0；其他可变荷载取0.6。3 有地震作用参与组合时，粮食荷载取0.9；地震作用取1.0；雪荷载取0.5；风荷载不计；楼面可变荷载：按实际考虑时取1.0，按等效均布荷载时取0.6。5 结构设计5.1 根本规定 钢板筒仓结构，应分别按承载能力极限状态和正常使用极限状态进展设计。 钢板筒仓结构，按承载能力极限状态进展设计时，应采用荷载设计值和材料强度设计值，计算容包括：1 所有结构构件及连接的强度、稳定性计算；2 筒仓整体抗倾覆计算；3 筒仓与根底的锚固计算。 钢板筒仓结构，按正常

21、使用极限状态进展设计时，应采用荷载的标准值，对根据使用要求需控制变形的结构构件进展变形验算。 钢板筒仓结构及连接材料的选用及设计指标，应按现行国家标准钢结构设计规GBJ 17 和冷弯薄壁型钢结构技术规GBJ 18 的规定采用。5.2 仓顶 正截锥壳钢板仓顶，可按薄壁结构进展强度及稳定计算。筒仓直径小于20m，在对称竖向荷载作用下，仓顶构件力可按下述简化方法计算：1 斜梁按简支计算，其支座反力分别由上下环梁承当。上下环梁按本规第条计算；2 作用于上环梁的竖向荷载由斜梁平均承当；3 作用于斜梁的测温电缆吊挂荷载，由直接吊挂电缆的斜梁承当。 斜梁传给下环梁的竖向力，由下环梁均匀传给下部结构。5.3

22、仓壁 深仓仓壁按承载能力极限状态设计时，应考虑以下荷载组合：1 作用于仓壁单位面积上的水平压力的根本组合设计值：2 作用于仓壁单位周长的竖向压力的根本组合设计值：无风荷载参与组合时：有风荷载参与组合时：有地震作用参与组合时： 钢板筒仓仓壁无加劲肋时，可按薄膜理论计算其力；有加劲肋时，可选择下述方法之一进展计算：1 按带肋壳壁结构，采用有限元方法进展计算；2 加劲肋间距不大于1.2m 焊接钢板筒仓与螺旋卷边钢板筒仓，不设加劲肋时，仓壁可按以下规定进展强度计算：1 在储粮水平压力作用下，按轴心受拉构件进展计算：2 在竖向压力作用下，按轴心受压构件进展计算：3 在水平压力及竖向压力共同作用下，按下式

23、进展折算应力计算：式中取拉应力t 为正值，压应力 c 为负值。4 仓壁钢板采用对接焊缝拼接时，对接焊缝应按下式进展计算：3 加劲肋或加劲肋与仓壁构成的组合构件，按下式进展截面强度计算： 加劲肋与仓壁的连接，应按以下规定进展强度计算：1 单位高度仓壁传给加劲肋的竖向力设计值按下式计算：2 当采用角焊缝连接时，按下式计算：3 当采用普通螺栓或高强螺栓连接时，按现行国家标准钢结构设计规的有关规定进展计算。 钢板筒仓在竖向荷载作用下，仓壁应按薄壳弹性稳定理论或下述方法进展稳定计算：1 在竖向轴压力作用下，按下式计算：2 在竖向压力及储粮水平压力共同作用下，按下式计算：3 仓壁局部承受竖向集中力时，应在

24、集中力作用处设置加劲肋，集中力的扩散角可取30图。并按下式验算仓壁的局部稳定：5.4 仓底1 计算截面-处，漏斗壁单位周长的经向拉力设计值：2 计算截面-处，漏斗壁单位宽度的环向拉力设计值：3 漏斗壁应按下式进展强度计算：1单向抗拉强度： 经向：环向：2折算应力：当环梁与仓壁及漏斗壁采用螺栓连接时，环梁计算不考虑与之相连的仓壁及漏斗壁参与工作。当环梁与仓壁及漏斗壁采用焊接连接时，环梁计算可考虑与之相连的局部壁板参与工作，共同工作的壁板围按以下规定取值：共同工作的仓壁围取，但不大于15tc；共同工作的漏斗壁围取 ，但不大于15th。其中 tc、rc仓壁与环梁相连处的厚度和曲率半径；th、rh漏斗

25、壁与环梁相连处的厚度和曲率半径。 环梁按承载能力极限状态设计时，应进展以下计算：1 在水平荷载Nmcos作用下环梁的稳定计算：2 环梁截面的抗弯、抗扭及抗剪强度计算。3 环梁与仓壁及漏斗壁的连接强度计算。5.5 支承结构与根底 仓下支承结构为钢柱时，柱与环梁应按空间框架进展分析。 仓壁必须锚固在下部构件上。采用锚栓锚固时，间距可取12m，锚栓的拉力应按下式计算： 筒仓根底计算应符合以下规定： 1 仓群下的整体根底，应考虑空仓、满仓的最不利组合；2 根底边缘处的地基应力不应出现拉应力；3 根底倾斜率不应大于0.002，平均沉降量不应大于200mm。6 构造6.1 仓顶 仓上建筑的支点宜在仓壁处，

26、不得在斜梁上。假设荷载对称，支点也可在仓顶圆锥台上。较重的仓上建筑或重型设备，宜采用落地支架。 仓顶坡度宜为1512，不应小于110；仓顶四周应设围栏，设备廊道、操作平台栏杆高度不应小于1200mm。 测温电缆不得直接吊挂于仓顶板上。 仓顶出檐不得小于100mm，且应设垂直滴水，其高度不应小于50mm。仓檐处应设密封条。有台风影响地区，应采取措施防止雨水倒灌。仓顶板与檩条不得采用外露螺栓连接。6.2 仓壁 波纹钢板、焊接钢板仓壁，相邻上下两层壁板的竖向接缝应错开布置。焊接钢板错开距离不应小于250mm。 波纹钢板仓壁的搭接缝及连接螺栓孔，均应设密封条、密封圈。 筒仓仓壁在满足结构计算要求的根底

27、上，尚应考虑外部环境对钢板的腐蚀及储粮对仓壁的磨损，并采取相应措施。 竖向加劲肋接头应采用等强度连接。相邻两加劲肋的接头不宜在同一水平高度上。通至仓顶的加劲肋数量不应少于总数的25。 竖向加劲肋与仓壁的连接：波纹钢板仓宜采用镀锌螺栓连接；螺旋卷边仓宜采用高频焊接螺栓连接；螺栓直径与数量应经计算确定，直径不宜小于8mm，间距不宜大于200mm；当采用焊接连接时，焊缝高度取被焊仓壁较薄钢板的厚度；螺旋卷边仓咬口上下焊缝长度均不应小于50mm。施焊仓壁外外表的焊痕必须进展防腐处理。 竖向加劲肋宜放在仓壁侧。仓壁不应设水平支撑、爬梯等附壁装置。 仓壁下部开设入孔时，洞口尺寸宜取600mm600mm。其

28、边框应做成整体式，截面应计算确定。入孔门应设、外两层，分别向仓、外开启。门框与仓壁、门扇与门框的连接，均应采取密封措施。6.3 仓底 斗壁可由经向划分的梯形板块组成，每块板在漏斗上口处的长度宜为1.0m。 斗口宜设计为焊接整体结构，其上口直径不宜大于2.0mm 下口尺寸应满足工艺要求。仓底在装配后外表应光滑，不得滞留储粮。 当采用流化仓底出粮或选用平底仓时，其仓底应按工艺要求设计。6.4 支承结构及洞口1.0m。 钢支柱应设柱间支撑，每个筒仓下不宜少于两道。当柱间支撑上下两段设置时，宜设柱间水平系杆。 筒壁与根底顶面接触处应设泛水坡，防止雨水进入仓下空间。7 工艺设计7.1 一般规定 工艺设计

29、应根据钢板筒仓总仓容、使用功能、作业要求、进出粮方式等条件，经技术经济比拟后确定。 工艺设计容应包括：工艺流程、设备选用、除尘系统、机械通风及噪声控制、虫害防治等。 钢板筒仓数量较多且作业复杂时，应设置工作塔。钢板筒仓数量少且作业简单时，可不设置工作塔，采用提升机塔架，经分配盘或溜管直接入仓。 工艺设备布置应满足设备吊装、操作及维修空间要求。 直径10m以下钢板筒仓宜采用自流式出粮方式，仓底坡度应满足以下要求：小麦、大豆、玉米：40；稻谷： 45。 平底钢板筒仓可选用清仓机、流化出粮或其他出粮设施。 工艺设计应提出各种工艺作业的运行顺序。7 工艺设计7.1 一般规定 工艺设计应根据钢板筒仓总仓容、使用功能、作业要求、进出粮方式等条件，经技术经济比拟后确定。 工艺设计容应包括：工艺流程、设备选用、除尘系统、机械通风及噪声控制、虫害防治等。 钢板筒仓数量较多且作业复杂时，应设置工作塔。钢板筒仓数量少且作业简单时，可不设置工作塔，采用提升机塔架，经分配盘或溜管直接入仓。 工艺设备布置应满足设备吊装、操作及维修空间要求。 直径10m以下钢板筒仓宜采用自流式出粮方式，仓底坡度应满足以下要求：小麦、大豆、玉米：40；稻谷： 45。 平底钢板筒仓可选用清仓机、流化出粮或其他出粮设施。 工艺设计应提出各种工艺作业的运行顺序。7.2 设备选用 选择的设备应具备平安可靠、高效低耗、操作方便