关于水泥厂的筒仓设计研究
时间：2021-01-09 20:00:21 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：水泥厂的筒仓属于一类立式容器，用于存放水泥厂石膏、石灰等运营生产性物料。筒仓设计质量直接影响水泥厂的生产能力，因此必须提高筒仓设计的水平，为水泥厂存储物料提供优质的保障。在对水泥厂筒仓进行设计时应遵循经济、耐久的原则，同时确保筒仓受力平衡，提升筒仓在水泥厂生产中的应用水平，文章以水泥厂为研究背景，重点分析筒仓的设计。
关键词：水泥厂；筒仓设计；注意事项
水泥厂中的筒仓由于建造材料及功能的不同，因此有很多类型，从建造材料来讲，筒仓主要有：钢筒仓、混凝土筒仓、砖砌筒仓等，水泥厂需要根据企业生产的实际需求来对筒仓进行设计。同时不断完善筒仓的功能设计，达到规范的设计标准，由此才能发挥筒仓在水泥厂中的应用优势，保障筒仓存储的质量水平，为水泥厂提供优质的存储基础。
1 水泥厂筒仓设计的几项内容
结合水泥厂筒仓使用的具体情况，重点在筒仓仓顶、仓下支撑、筒仓结构三个方面对其设计进行分析。
1.1 筒仓仓顶设计
水泥厂对筒仓设计的性能及质量要求非常高，筒仓仓顶的设计必须要达到相关的性能标准，才能满足水泥厂的使用需求。首先筒仓仓顶采用一般镀锌钢板，有助于避免筒仓在水泥厂的使用周期中出现腐蚀或强度不足的情况。其次筒仓仓顶的组合梁设计需要按照加固的规定执行，尤其是节点位置的加强筋布设，角钢部分应该全面布设栓钉，栓钉是筒仓仓顶中的重点设计部分，栓钉设计不足很容易影响筒仓的使用效益，需要控制栓钉在筒仓仓顶的安装位置，栓钉与钢筋顶面的距离应高于30mm，与梁跨度的间距需小于翼板的4倍，距离大于100mm。
1.2 仓下支撑设计
水泥厂筒仓设计时，还要综合分析水泥厂所处的地质状态，由此才能确定筒仓摆放的位置，稳定筒仓设计的基础。以水泥厂的钢筋混凝土筒仓为例分析仓下支撑设计。《钢筋混凝土筒仓设计规范》中规定了筒仓仓下支撑设计的要求，仓下支撑结构应该以筒仓仓底为主，适应筒仓仓底的具体要求。筒仓仓下支撑结构可以选择筒壁、内柱结构，设计需要按照筒壁的状态，重点朝向结构削弱的方向，保障仓下纵横支撑的完整性。不同类型的仓底结构决定了仓下支撑的设计重点，主要是确保仓下支撑设计的可靠性，强化其承担水泥厂筒仓的重力作用，以免出现载荷过度的情况。
1.3 筒仓结构设计
筒仓结构是水泥厂最为关注的设计内容，近年来筒仓结构设计的压力越来越大，主要来自水泥厂存储的负担。水泥厂筒仓结构的设计关键是载荷分配，根据水泥厂存放物料的方式，明确载荷对筒仓结构的影响，进而提出可靠的设计方式。以筒仓结构设计中的活载荷为例进行分析，活载荷在筒仓结构中，可以按照结构承载的时间发生变化，适应不平衡载荷的分配与应用，活载荷设计的过程中，需要控制分项系数，如：可变载荷为1.4、永久载荷为1.2，由此才能保障筒仓结构设计在变化载荷中的稳定性，达到水泥厂存储的标准。
2 水泥厂筒仓设计的注意事项
水泥厂筒仓设计越严谨，其规避潜在风险的能力就越高，有利于保障水泥筒仓设计的稳定性和可靠性。水泥厂筒仓结构设计中的注意事项比较多，不同的筒仓直径，其设计过程中遇到的问题也会不同。
2.1 Φ6m、8m筒仓
Φ6m、8m筒仓设计中应该注意筒壁开孔的控制，筒壁开孔受输送工艺的影响，容易开孔较大，同时受门洞的干扰，容易导致仓下支撑缺乏足够的强度，内壁逐渐减少，所以在保障筒壁开孔合理的基础上，需严格的控制承压面积，承压不足还需要调整仓下筒壁，确保其达到标准承压。如果Φ6m、8m筒仓的门洞过大，此时还要注意梁弧长的控制，避免筒仓梁发生扭曲。按照筒仓设计需求，分开孔洞设计，在分割的孔洞中设计支撑点，用于控制梁变形。
2.2 Φ10m、12m筒仓
Φ10m、12m选用4根平面柱，受平面柱数量的限制，筒仓设计对仓下支撑提出了较高的要求。仓底板的结构厚度要合理，合理设置配筋，提高筒仓设计的经济性。在Φ10m的筒仓设计中，输送设备占据仓底板空间，因此无法设计内柱，仓下支撑只能选用筒壁支撑，这就需要适当增加筒壁的厚度，如：350mm，设计足够的承压面积，尽量增加底板跨度，还要利用配筋提高筒仓设计的强度。通过Φ10m筒仓在水泥厂中的应用实践，可发现其结构高度不能太高，这样既可以降低筒仓设计的成本投入，又可以提高筒仓的整体强度。另外，筒仓结构设计中的钢板部分，应采取焊接的方式，消除连接孔对水泥厂筒仓的影响，以便提高筒仓结构的承载。
2.3 Φ15m筒仓
筒仓直径为Φ15m，平面柱的布置相对比较灵活，按照水泥厂的实际需要布设即可，正常情况下Φ15m的筒仓可布置6根平面柱，有特殊限制时也可减少到4根。为降低筒仓仓底的厚度，可在仓下结构中安排共同支撑，主要是利用筒壁、内柱之间的关系。例如某水泥厂的水泥生产线中，采用Φ15的筒仓存放电石渣，此时除了上述的注意事项外，筒仓还要利用倒锥库的方式，椎体下方的筒壁厚度要大于上方，所用混凝土的质量性能也需要适当提高，确保筒仓椎体的承压达到需求标准，此类筒仓的空间较大，为工艺设备的存放提供了充足的空间，无需另外建设设备控制室，节约成本。
3 水泥厂筒仓设计的性能控制
筒仓在水泥厂运营生产中具有重要影响，筒仓设计中还需要重视筒仓的抗震性能，保障筒仓使用的可靠性和安全性。以筒仓抗震设计为例分析水泥厂筒仓设计的性能控制。
水泥厂筒仓的抗震性能设计会受到诸多因素的干扰，在设计过程中应该结合水泥厂生产实际重点考虑影响筒仓抗震的因素，从根本上进行控制，不断提升筒仓的抗震能力。对于筒仓抗震性能的设计分析：首先是整体抗震设计，包括仓外结构和仓顶，确保整个筒仓结构上的配合性，即使受到过度的振动和冲击，也能维持整体状态，筒仓设计中出现悬殊刚度时，还要设计防震缝，消除刚度差的影响，保障水泥厂筒仓设计的整体稳定性；然后是对筒仓辅助部分抗震的控制，主要是简支的相互连接，虽然简支只是辅助筒仓设计，但是其在抗震方面的影响却非常大，必须加强辅助部分的抗震设计，由此才能保障水泥厂筒仓的性能稳定；最后是抗震载荷的设计，抗震载荷计算不仅要消除水泥厂运营自身对筒仓的影响，还要做好地震预防的工作，防止筒仓出现结构问题，规划筒仓抗震载荷计算中的关键点，促使筒仓抗震设计达到平衡的状态。水泥厂必须要重视地震载荷对筒仓设计的影响，准确的规划筒仓的抗震设计，确保筒仓在水泥厂运营生产中的稳定性。
4 结束语
随着建筑行业对水泥需求量的不断增加，水泥厂也迎来了新的发展契机，筒仓作为水泥厂重要的存储物料的构筑物，其在水泥生产过程中发挥着重要的作用，水泥厂筒仓的设计应用水平直接影响水泥生产质量，同时也关系到水泥厂的未来发展前景。因此，水泥生产企业必须要在结合自身存储实际需求的基础上，不断加强筒仓设计的优化，确保筒仓运行的安全与可靠，使自己在水泥市场竞争中占据有利地位。
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作者简介：李倩（1982-），女，安徽合肥人，学历：本科，工作单位：合肥水泥研究设计院。
