CN219826363U - 一种装配式钢-砼混合结构筒仓 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及物料储存筒仓技术领域，旨在解决现有的钢筋混凝土筒承式筒仓整体现浇底板施工时间长，导致两次滑模作业间隔长；储料底板受力复杂、配筋量大、钢筋布置复杂，施工难度大；整体现浇顶板在使用过程中由于内外温差的长期作用容易产生裂缝，防水密闭性不能保证的问题，提供一种装配式钢‑砼混合结构筒仓，包括圆形仓壁、储料底板以及仓顶盖板，储料底板和仓顶盖板采用钢‑砼组合板；滑模施工时，仓壁施工至储料底板处局部改模一次再滑模至仓顶标高，储料底板混凝土浇筑前在与仓壁交界处涂刷沥青将二者隔离；仓顶盖板与仓壁之间采用柔性防水材料隔开，形成柔性连接；仓壁、储料底板以及仓顶盖板三者脱开设计、独立施工、独立工作。

Description

一种装配式钢-砼混合结构筒仓

技术领域

本实用新型涉及物料储存筒仓技术领域，具体而言，涉及一种装配式钢-砼混合结构筒仓。

背景技术

装配式结构有利于绿色建筑的发展，能适应人口结构的变化，可以提高生产效率、实现节能降耗，是我国建筑结构未来发展的主要方向之一。

在筒仓结构领域，钢板仓(如图1所示)作为装配式结构正在逐渐地被广泛使用于工业、农业等物料存储领域。钢板仓主要由混凝土支撑系统、混凝土贮料底板、混凝土减压锥(根据工艺生产需要设置)、钢板卷板仓壁、钢结构屋盖构成。

在实际工程中，这种装配式钢板仓结构存在以下问题：

1.钢板仓综合造价较钢筋混凝土筒仓高；

2.不适用于高温物料储存，如要使用，需要做隔热措施，以免伤人；

3.钢板仓偏心进、卸料时容易导致筒仓失稳倒塌。

因此，钢筋混凝土筒仓结构仍然是目前工业、农业等物料存储领域的主要结构形式，主要分为柱承式筒仓(如图2所示)和筒承式筒仓(如图3所示)。柱承式筒仓主要用于低烈度或非抗震地区，在高烈度地区，筒承式筒仓有着安全可靠、抗震性能好的明显优势，而我国属于地震多发地带，因此目前该种结构形式采用率最高。

钢筋混凝土筒承式筒仓的上部结构由混凝土支撑筒壁、混凝土储料底板、混凝土减压锥(根据工艺生产需要设置)、混凝土仓壁及钢-砼组合盖板(如图4所示)构成。这种结构主要采用滑模施工，具有以下优点：

1.整体性好，抗震性能佳；

2.钢-砼组合屋盖，无需搭设脚手架支模；

3.可以偏心进、卸料；

4.可以存储各类物料。

在实际工程中，此结构也存在一些问题：

1.由于储料底板位于支撑筒壁和仓壁之间，导致滑模施工不能从基础顶连续到顶，滑至底板标高处需拆除内模，并在支撑筒壁内搭设满堂脚手架用于浇筑底板大体积混凝土(如图5所示)，而后进行二次组装滑模模板完成仓壁混凝土施工，两次滑模的施工周期间隔约1个月，相应的施工费用高；

2.底板较厚，以15m直径、储料高度30m的筒仓为例，根据储料类型的不同，其底板厚度1米-1.5米。这种大体积混凝土在凝结过程中会产生大量水化热，需要额外的水化热处理措施费，稍有不慎，容易导致混凝土表面在终凝后形成裂缝，影响结构耐久性，施工难度高；

3.由于筒仓直径较大，采用纯板结构不经济，必须设置中心立柱减少板跨，中心立柱对板产生支承作用，同时由于底板与仓壁整体浇筑形成刚性连接(如图6所示)，导致受力异常复杂，使板配筋设计和施工难度都较大；

4.减压锥(如图7和图8所示)主要为受压结构，由于锥体形状复杂且开孔较多，锥体部分混凝土需沿高度方向分层支模、多次浇筑，施工缓慢，且质量不宜控制；

5.仓顶盖板与仓壁混凝土浇筑为整体(如图9和图10所示)，高温物料入仓时，仓体内的热量不断集聚并上升至顶部，使得混凝土顶板内外表面间形成较大温差，随着温差效应的长期作用，顶板与仓壁相交处容易出现裂缝甚至环形贯通，导致顶板防水密闭性失效，而底板由于较厚，温度作用效应并不明显，一般不会开裂。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种装配式钢-砼混合结构筒仓，以解决现有的钢筋混凝土筒承式筒仓整体现浇底板施工时间长，导致两次滑模作业间隔长；储料底板受力复杂、配筋量大、钢筋布置复杂，施工难度大；整体现浇顶板在使用过程中由于内外温差的长期作用容易产生裂缝，防水密闭性不能保证的问题。

本实用新型是采用以下的技术方案实现的：

本实用新型提供一种装配式钢-砼混合结构筒仓，包括圆形仓壁、储料底板以及仓顶盖板，储料底板和仓顶盖板采用钢-砼组合板；滑模施工时，仓壁施工至储料底板处局部改模一次再滑模至仓顶标高，储料底板混凝土浇筑前在与仓壁交界处涂刷沥青将二者隔离，形成沥青隔离层；仓顶盖板与仓壁之间采用柔性防水材料隔开，形成柔性连接；仓壁、储料底板以及仓顶盖板三者脱开设计、独立施工、独立工作。

作为优选的技术方案：

储料底板包括钢板、钢梁以及混凝土板，钢板作为混凝土浇筑模板，钢梁连接于钢板的接缝处，形成梁板式结构。

作为优选的技术方案：

混凝土板的厚度为500mm～800mm。

作为优选的技术方案：

钢板上设置有抗剪栓钉，抗剪栓钉嵌入于混凝土板中。

作为优选的技术方案：

钢梁与仓壁的交界位置设置有钢筋混凝土扶壁柱，钢梁与扶壁柱简支连接。

作为优选的技术方案：

扶壁柱的顶部预埋有预埋件，预埋件连接有限位件，限位件用于对钢梁进行限位。

作为优选的技术方案：

钢梁包括主梁和次梁，主梁和次梁相互垂直布置，主梁和次梁固定连接。

作为优选的技术方案：

主梁和次梁之间均采用螺栓连接。

作为优选的技术方案：

储料底板的下方设有中心柱，主梁与中心柱刚性连接，次梁与中心柱简支连接。

作为优选的技术方案：

中心柱为钢管混凝土柱。

作为优选的技术方案：

中心柱采用外包式柱脚与基础连接。

作为优选的技术方案：

储料底板上安装有钢减压锥。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型将仓壁与底板脱开，使仓壁和底板独立施工。滑模施工时，仅需在底板处局部改模一次即可滑模至仓顶标高，大大节约了二次滑模施工的等待时间，降低了滑模施工费用；

2、本实用新型的储料底板采用钢-砼组合板形式：

1)花纹钢板做永久模板，省去了传统混凝土底板施工采用的满堂脚手架，减小了施工难度，缩短了工期，降低了施工费；

2)以15m直径、贮料高度30m的筒仓为例，用次钢梁将底板分为多个板块，减小了板跨，混凝土板的厚度从1米减小到了0.4m，板钢筋用量相比传统板柱式结构减小了50％，减少了工程用量；

3)通过减小板厚，解决了厚板水化热引起的裂缝问题，省去了降低水化热的措施费；

4)底板受力由拉弯变为纯弯，简化了配筋设计；

5)中心柱采用钢管混凝土，相比传统混凝土柱的工程用量减小了60％，且无需模板，缩短了施工周期，降低了施工费。

3、本实用新型的减压锥由混凝土改为钢结构，缩短了施工周期，降低了施工难度，保证了工程质量。

4、本实用新型的仓顶盖板(顶板)采用钢-砼组合盖板，顶板与仓壁采用柔性防水材料隔开，形成柔性连接，顶板在物料温差作用下可以自由变形，解决了顶板开裂问题；屋盖钢架节点全部采用螺栓连接，组装成整体后一次性吊装至库顶完成安装，提高了施工效率，降低了高空安装人工费。

附图说明

图1为钢板仓的结构示意图。

图2为混凝土柱承式筒仓的结构示意图。

图3为混凝土筒承式筒仓的结构示意图。

图4为传统筒仓钢-砼组合盖板平面示意图。

图5为传统圆库底板施工立面示意图。

图6为传统筒仓底板连接剖面示意图。

图7为传统筒仓减压锥示意图。

图8为图7中A-A方向的剖面图。

图9为传统屋面盖板节点详图。

图10为图9中1-1方向的剖面图。

图11为本实用新型装配式筒仓底板连接剖面示意图。

图12为图11中2-2方向的剖面图。

图13为本实用新型装配式筒仓底板钢梁平面示意图。

图14为图13中A处梁柱节点详图。

图15为独立基础外包式柱脚立面示意图。

图16为独立基础外包式短柱配筋示意图。

图17为图15中3-3方向的剖面图。

图18为桩基础外包式柱脚立面示意图。

图19为钢梁螺栓连接详图。

图20为本实用新型装配式筒仓减压锥立面示意图。

图21为图20中梁柱节点详图。

图22为图20中板柱节点详图。

图23为图20中梁板节点详图。

图24为图23中6-6方向的剖面图。

图25为本实用新型装配式筒仓组合盖板平面示意图。

图26为图25中吊点详图。

图27为图25中钢骨架示意图。

图28为本实用新型装配式屋面板节点详图。

图29为图28中4-4方向的剖面图。

图30为图29中5-5方向的剖面图。

图31为本实用新型装配式筒仓桩基础平面示意图。

图32为本实用新型装配式筒仓浅基础平面示意图。

图33为本实用新型装配式筒仓底板施工立面示意图。

图34为本实用新型装配式筒仓现场施工顺序流程图。

图标：1-仓壁，2-储料底板，201-钢梁，2011-主梁，2012-次梁，202-钢板，203-混凝土板，3-储料，4-抗剪栓钉，5-沥青隔离层，6-支撑壁柱，7-钢管混凝土柱，8-扶壁柱，9-砼柱竖向主筋，10-砼柱箍筋，11-钢环板，12-加密箍筋，13-外包砼柱，14-地脚螺栓，15-节点板，16-高强度承压型螺栓，17-独立基础，18-基础受力筋，19-桩基础，20-承台，21-承台钢筋，22-钢减压锥，23-钢管柱，24-外设钢板，25-槽钢梁，26-顶板，27-主钢梁，28-次钢梁，29-封口次梁，30-吊环，31-横梁，32-横向加劲肋，33-压型钢板，34-防水材料，35-封口梁，36-第二预埋件，37-第二限位板，38-第二钢棒，39-联系梁，40-环形基础，41-第一预埋件，42-第一限位板，43-第一钢棒，44-环形承台。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

本实施例提出一种装配式钢-砼混合结构筒仓，达到以下目的：

滑模作业连续进行，缩短滑模等待时间，减小施工费用，缩短工期；

将储料底板由厚板设计为薄板，减小工程量，提高施工质量和速度，解决大体积混凝土水化热问题；

优化储料底板的结构设计，简化底板配筋方式，降低钢筋施工难度；

缩短减压锥施工周期，降低施工难度，提高施工质量和效率；

解决筒仓顶板在内外温差作用下的开裂问题；

通过部分装配化，将部分串联工序改成并联工序，缩短整个结构的工期，减少施工措施费，降低了施工难度，保障了施工质量。

所述装配式钢-砼混合结构筒仓包括圆形储料仓壁1和储料底板2，储料底板2上用于堆放储料3，仓壁1与储料底板2脱开(如图11和图12所示)，滑模施工时，施工至储料底板2处局部改模一次再滑模至仓顶标高；储料底板2混凝土浇筑前在与仓壁1交界处涂刷沥青隔离，形成沥青隔离层5，使两者可以独立工作、独立施工，大大节约了二次滑模施工的等待时间，降低了滑模施工费用。

储料底板2采用钢-砼组合板(如图13和图14所示)，储料底板2包括钢板202、钢梁201以及混凝土板203，钢板202作为混凝土浇筑模板，钢梁201连接于钢板202的接缝处，形成梁板式结构。通过梁板式结构改善受力状态，钢板202采用花纹钢板，花纹钢板为永久模板兼做受力筋，省去了传统混凝土底板施工采用的满堂脚手架，减小了施工难度(如图33所示)，缩短了工期，降低了施工费。钢板202上设有抗剪栓钉4。

如图13所示，在钢梁201与仓壁1交界位置设置有钢筋混凝土扶壁柱8，钢梁201与扶壁柱8简支连接。如图11和图12所示，扶壁柱8的顶面设有第一预埋件41，第一预埋件41焊接有第一钢棒43，第一预埋件41的上方焊接有第一限位板42，第一限位板42用于限位钢梁201，与钢梁201不焊，第一钢棒43与钢梁201不焊。

如图19所示，钢梁201包括主梁2011和次梁2012，主梁2011和次梁2012相互垂直布置，主梁2011和次梁2012通过节点板15采用螺栓固定连接，螺栓为高强度承压型螺栓16。储料底板2的下方设有中心柱，主梁2011与中心柱刚性连接，次梁2012与中心柱简支连接。储料底板2荷载由钢梁201传至中心柱，中心柱采用钢管混凝土柱7，以提高承载力，并采用外包式柱脚与基础连接(如图15-图18所示)。如图15-图17所示，当采用独立基础17时，钢管混凝土柱7内设有砼柱竖向主筋9以及砼柱箍筋10，钢管混凝土柱7的外侧设有钢环板11、加密箍筋12以及抗剪栓钉4，钢环板11、加密箍筋12以及抗剪栓钉4被包裹于外包砼柱13中，钢管混凝土柱7的底部设有钢柱脚预埋地脚螺栓14，地脚螺栓14伸入独立基础17中，独立基础17内部设有基础受力筋18。如图18所示，当采用桩基础19时，砼柱竖向主筋9伸入承台20中，承台20内设有承台钢筋21，承台20底部为桩基础19。

以15m直径、贮料高度30m的筒仓为例，用次梁2012将储料底板2分为多个板块，减小了板跨，混凝土板203的厚度从1米减小到了0.4m，板钢筋用量相比传统板柱式结构减小了50％，减少了工程用量；通过减小板厚，解决了厚板水化热引起的裂缝问题，省去了降低水化热的措施费；底板受力由拉弯变为纯弯，简化了配筋设计；中心柱采用钢管混凝土，相比传统混凝土柱的工程用量减小了60％，且无需模板，缩短了施工周期，降低了施工费。

如图20-图24所示，储料底板2混凝土浇筑完成后在储料底板2上安装钢减压锥22，钢减压锥22的锥面通过钢管柱23形成骨架，钢管柱23的外侧铺设外设钢板24，钢管柱23内部之间设有槽钢梁25，钢减压锥22整体制作完成后一次性吊装，通过储料底板2预留埋件完成安装，减压锥由混凝土改为钢结构，缩短了施工周期，降低了施工难度，保证了工程质量。

如图25-图27所示，仓顶盖板(顶板26)采用钢-砼组合板(钢架工厂制作，钢架由主钢梁27和次钢梁28组成，钢梁之间均采用螺栓连接，现场制作形成整体圆形钢骨架，通过封口次梁29进行封口，屋盖钢架节点全部采用螺栓连接，组装成整体后一次性吊装至库顶进行安装(顶板26上设有吊环30，顶板横梁31上设有横向加劲肋32)，提高了施工效率，降低了高空安装人工费，之后铺设压型钢板33(做永久模板)和受力钢筋，最后完成混凝土板浇筑。如图28-图30所示，在顶板26和仓壁1交界处设置柔性防水隔离措施，即顶板26与仓壁1采用柔性防水材料34隔开，形成柔性连接，防水材料34采用耐高温防水材料，将仓壁1与顶板26之间填充，使顶板26在物料温差作用下能自由变形，解决了顶板26开裂问题，同时保证顶板26的防水密闭性。如图29所示，仓壁1与顶板26之间还设有封口梁35；仓壁1上设有台阶，台阶面设有第二预埋件36，第二预埋件36的上方设有第二限位板37，第二限位板37与第二预埋件36焊接，第二限位板37与主钢梁27和次钢梁28之间不焊接，第二预埋件36焊接有第二钢棒38。

计算筒体与中心柱的差异沉降，避免沉降差过大，否则应对基础尺寸做相应调整。当采用摩擦桩或以非岩石地基为持力层的浅基础时，应设置联系梁39将中心柱与仓壁1连接成整体作为调节不均匀沉降的构造措施，如图31和图32所示，采用联系梁39将各个承台20连接在一起，承台20的外侧还设有环形承台40，环形承台40上桩基础19的中心与扶壁柱8的位置对应；或者采用联系梁39将各个独立基础17连接在一起，独立基础17外侧还设有环形基础40，独立基础17与环形基础40相连接。

上述装配式钢-砼混合结构筒仓的设计理念是将圆形仓壁1、储料底板2、仓顶盖板(顶板26)三者脱开，独立工作，并通过结构有限元软件对三者进行独立建模分析，分别按如下情况考虑：

圆形仓壁独立建模，考虑物料对仓壁的环向张力和摩擦力、底板边缘简支约束在扶壁柱上引起的支座反力、物料对仓壁的地震作用力；

储料底板及钢管混凝土中心柱整体建模，仅考虑物料的竖向压力。由于底板与仓壁紧贴，仓壁约束了底板的水平位移，且中心柱与支撑筒壁刚度悬殊，钢管混凝土柱不承担地震作用，按重力柱设计，水平地震作用全部由仓壁承担；钢梁和混凝土板按叠合构件考虑其复合受力性能；

仓顶盖板独立建模，仅考虑屋面设备及上人荷载。钢梁和混凝土板按叠合构件考虑其复合受力性能。现场施工顺序流程图如图34所示。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

包括圆形仓壁、储料底板以及仓顶盖板，储料底板和仓顶盖板采用钢-砼组合板；滑模施工时，仓壁施工至储料底板处局部改模一次再滑模至仓顶标高，储料底板混凝土浇筑前在与仓壁交界处涂刷沥青将二者隔离，形成沥青隔离层；仓顶盖板与仓壁之间采用柔性防水材料隔开，形成柔性连接；仓壁、储料底板以及仓顶盖板三者脱开设计、独立施工、独立工作。

2.根据权利要求1所述的装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

储料底板包括钢板、钢梁以及混凝土板，钢板作为混凝土浇筑模板，钢梁连接于钢板的接缝处，形成梁板式结构。

3.根据权利要求2所述的装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

混凝土板的厚度为500mm～800mm。

4.根据权利要求2所述的装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

钢板上设置有抗剪栓钉，抗剪栓钉嵌入于混凝土板中。

5.根据权利要求2所述的装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

钢梁与仓壁的交界位置设置有钢筋混凝土扶壁柱，钢梁与扶壁柱简支连接。

6.根据权利要求2所述的装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

钢梁包括主梁和次梁，主梁和次梁相互垂直布置，主梁和次梁固定连接。

7.根据权利要求6所述的装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

主梁和次梁之间均采用螺栓连接。

8.根据权利要求6所述的装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

储料底板的下方设有中心柱，主梁与中心柱刚性连接，次梁与中心柱简支连接。

9.根据权利要求8所述的装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

中心柱为钢管混凝土柱。

10.根据权利要求1-9任一所述的装配式钢-砼混合结构筒仓，其特征在于：

储料底板上安装有钢减压锥。