鋼貯倉結構設計要點探討

劉兵

摘 要：貯倉對物料貯存、運轉以及生產調節等均具有重要作用，就其結構特點進行分析，不僅要求有大容量，還要減少占地，可以在實際應用中順暢貯卸物料。基于此在對鋼貯倉結構進行設計時，需要在現有基礎上來確定設計要點，積極應用各項新型技術，對結構布置、結構荷載以及受力特點等進行優化，提高其應用綜合效果，本文對此進行了簡單分析。

關鍵詞：鋼貯倉；結構設計；結構荷載

鋼貯倉自重比較輕，在實際應用中安裝簡便，對比其他貯倉結構形式來講，其在應用上具有較大優勢。就行業發展現狀來看，貯倉結構已經由單一使用方法，逐漸轉變為集合了計量、裝、運、卸自動化以及電氣化的多用途整體空間。為充分實現鋼貯倉具有的特點，就需要對其結構進行優化設計，保證結構布置、受力以及荷載等方面的合理性。

一、貯倉結構特點分析

貯倉主要包括地面式和高架式兩種，用于貯存大宗散粒狀物料，在實際生產中應用越來越廣泛，兩種形式的選擇需要根據實際需求來選擇。相比高架式貯倉來說，地面式貯倉多一次倒運，同時貯料粉碎率更大，可以在一定程度上增大有效貯量。兩種形式結構特點不同，以地面式貯倉為例，一般選擇應用圓筒形斷面支架，對來料通廊進行有效支撐，作為常見的單筒式支架，多選擇在地下設置2條出料通廊，為提高貯倉結構穩定性，要求圓筒支架外徑要在5～7m左右[ 1 ]。對于需要覆蓋處理的貯倉，可以將來料通廊支撐架設計成拱結構，不僅穩定性更高，還可以降低圍護結構設置難度。其中，拱架間距可根據現場要求設計成6～12m。另外，還可以選擇懸索、網架等屋蓋結構形式。

二、鋼貯倉結構設計要點

（一）結構形式設計

矩形鋼貯倉常見形式如無鋼豎壁漏斗倉與帶鋼豎壁淺倉兩種，其中漏斗倉形式一般為吊掛在梁或者鋼筋混凝土豎壁下，大部分為小型貯倉，以單獨形式應用，或者是將其作為鋼筋混凝土深倉的倉底部分使用[ 2 ]。在對其結構形式進行設計時，重點為鋼倉壁水平與垂直加勁肋，一般情況下可以將鋼倉壁水平加勁肋間距控制在700～800mm，但是在設計時需要遵循經濟性與實用性原則。

第一，對于鋼倉上口長寬均在2m以內，并且無鋼或鋼筋混凝土豎壁的小型鋼漏斗，無需設置加勁肋。第二，對于上口長寬和倉體高小于4m，并且倉體計算內力比較小時，結構便可選擇應用鋼板或者垂直于壁板的角鋼水平加勁肋。第三，鋼倉上口長寬均在5～6m的情況，需要根據倉提高來選擇設計形式。一般高度為4～5m的鋼倉，設置一肢水平放置的角鋼水平加勁肋；高度為7～8m的鋼倉，設置一肢水平放置的角鋼水平加勁肋以及附加鋼板垂直加勁肋。第四，對于鋼倉上口長寬在8～9m，并且具有兩個卸料口鋼漏斗的情況，應選擇用型鋼加勁肋處理，并且要對前后兩面垂直加勁肋進行有效連接，提高結構穩定性。

（二）結構受力設計

1）無加勁肋。對于矩形鋼貯倉來說，不同類型間水平和垂直加勁肋設置方式不同，決定了貯倉結構受力也存在較大差異，需要具體情況具體分析。例如未設置加勁肋的小型漏斗倉，受內部貯料法向壓力影響，倉壁板雙向受彎，同時還需要承受相鄰斜壁傳來的水平拉力與豎向荷載產生的斜向拉力。

2）水平加勁肋。對于此種結構形式的鋼倉，會由水平加勁肋來承受相鄰斜壁傳遞過來的水平拉力，不會直接作用于倉壁板，同時水平加勁肋還可以承受壁板傳來的法向壓力引起的彎矩[ 3 ]。但是，壁板也會在法向壓力影響下出現單向或者雙向受彎，對于豎向荷載產生的斜向拉力，也全部由壁板承受。

3）水平和垂直加勁肋。對于設置了水平與垂直加勁肋的鋼倉，在對其結構受力特點進行分析時，可以按照主次梁體系來對壁板以及垂直加勁肋彎矩進行計算。同時，壁板還需要承受雙向受彎與斜向拉力，而垂直加勁肋僅需要承受壁板所傳遞法向荷載產生的彎矩。而水平加勁肋則需要在承受相鄰壁板傳遞過來的水平拉力同時，承受垂直加勁肋以及壁板傳遞過來的法向荷載引發的彎矩。

4）鋼豎壁。分為坐式倉與豎式倉兩種，其中坐式倉鋼豎壁需要承受內存貯料水平拉力作用下產生的平面外彎矩，以及相鄰豎壁傳遞的水平拉力。豎式倉鋼豎壁除了要承受坐式倉相同受力外，下部漏斗傳遞的豎向拉力也需要承受。對于一般吊式倉鋼豎壁上方設置了大量的吊點，受力分析時可以忽略豎壁平面內彎曲。

（三）結構荷載要求

1.恒荷載

鋼貯倉受到的恒荷載主要包括結構自重、倉壁內襯自重以及鋼倉斗口吊掛給料設備荷載幾部分，其中在進行分析時，吊掛給料設備荷載需結合工藝設備專業知識研究，可以向生產制造商詢問獲得。

2.活荷載

影響活荷載數值主要因素為貯料荷載，為降低結構計算難度，僅需要考慮貯料對倉壁不同方向產生的壓力，如水平壓力、豎向壓力以及法向壓力，作為貯料荷載計算依據。第一，豎向壓力。倉壁豎向壓力計算標準，即火車、卡車等運輸設備瞬間將貯料直接卸入到倉內時，貯料會對倉體產生的沖擊力以及貯料自重對倉壁產生的豎向壓力。其中，以皮帶運料方式，或者倉頂設置鋼篦子的情況，貯料卸入時產生的沖擊力比較小，基本上可忽略其對倉壁產生的豎向壓力。第二，水平壓力。即任意深度位置貯料內摩擦角對鋼倉倉壁單位面積產生的側向壓力。第三，法向壓力。即豎向壓力與水平壓力在倉壁法向投影疊加效果。

（四）貯倉構造設計

1.加勁肋倉壁連接

對于加勁肋與鋼倉倉壁相互連接的構造形式，兩者間需要選擇用雙面角焊縫處理。并且為確保水平加勁肋與斜壁間夾角角度合理，還需要將導向板設置在水平加勁肋轉角位置，使其可以與垂直加勁肋相互作用。

2.加勁肋連接

在對水平加勁肋和垂直加勁肋進行焊接處理時，需要采用雙面焊縫形式。而水平加勁肋之間連接處理，則可以選擇應用對接焊縫，但是對于設置成不封閉形式的水平加勁肋，必須要設置構造角鋼。

三、結語

鋼貯倉在實際生產中應用效果明顯，為提高其結構性能，還需要針對其結構特點，對各部分進行設計分析，提高結構穩定性與安全性。

參考文獻：

[1] 楊海林，崔林萌，田亞珍.大直徑貯倉幾個局部構造設計方案簡介[J].露天采礦技術，2013，（04）：89-91+96.

[2] 郭海利，陳松.淺談鋼貯倉結構設計要點[J].山西建筑，2009，（12）：88+146.

[3] 崔林萌，崔青.大直徑貯倉倉底結構方案的優選[J].露天采礦技術，2008，（02）：29-32.