5.3.3 钢板筒仓仓壁无加劲肋时,可按薄膜理论计算其内力;有加劲肋时,可选择下述方法之一进行计算:
1 按带肋壳壁结构,采用有限元方法进行计算;
2 加劲肋间距不大于1.2m 时,采用折算厚度按薄膜理论进行计算;
3 按本规范第5.3.5条规定的简化方法进行计算。
5.3.4 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行强度计算:
1 在储粮水平压力作用下,按轴心受拉构件进行计算:
2 在竖向压力作用下,按轴心受压构件进行计算:
3 在水平压力及竖向压力共同作用下,按下式进行折算应力计算:
式中取拉应力(σt )为正值,压应力( σc )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行计算:
5.3.5 钢板筒仓设置加劲肋时,可按下述简化方法进行强度计算:
1 仓壁应满足水平方向抗拉强度要求,按本规范(5.3.4-1)式计算;
2 仓壁为波纹钢板时,不考虑仓壁承担竖向压力,全部竖向压力由加劲肋承担;仓壁为焊接平钢板或螺旋卷边钢板时,取宽为2be的仓壁与加劲肋构成组合构件(图5.3.5),承担竖向压力。
3 加劲肋或加劲肋与仓壁构成的组合构件,按下式进行截面强度计算:
5.3.6 加劲肋与仓壁的连接,应按以下规定进行强度计算:
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《钢结构设计规范》的有关规定进行计算。
5.3.7 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行稳定计算:
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,应在集中力作用处设置加劲肋,集中力的扩散角可取30°(图5.3.7)。并按下式验算仓壁的局部稳定:
5.3. 无加劲肋的仓壁或仓壁区段(图5.3.8),在水平风荷载的作用下,可按下式验算空仓仓壁的稳定性:
5.3.9 无加劲肋的螺旋卷边钢板筒仓,仓壁弯卷处(图5.3.9)可按下式进行抗弯强度计算:
5.4 仓底
5.4.1 圆锥漏斗仓底可按以下规定进行强度计算(图5.4.1):
1 计算截面Ⅰ-Ⅰ处,漏斗壁单位周长的经向拉力设计值:
2 计算截面Ⅰ-Ⅰ处,漏斗壁单位宽度内的环向拉力设计值:
3 漏斗壁应按下式进行强度计算:
1)单向抗拉强度:
经向:
环向:
2)折算应力:
5.4.2 圆锥漏斗仓底与仓壁相交处,应设置环梁(图5.4.2)。环梁与仓壁及漏斗壁的连接可采用焊接或螺栓连接。
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部分壁板参与工作,共同工作的壁板范围按下列规定取值:共同工作的仓壁范围取但不大于15tc;共同工作的漏斗壁范围取
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——漏斗壁与环梁相连处的厚度和曲率半径。
5.4.3 环梁的设计(图5.4.3),应考虑以下荷载:
1 由仓壁传来的竖向压力qv及其偏心产生的扭矩qvev( qv按本规范第5.3.1条确定);
2 由漏斗壁传来的经向拉力Nm及其偏心产生的扭矩Nmem(Nm按本规范第5.4.1条确定)。Nm可分解为水平分量Nmcosα及垂直分量Nmsinα(图5.4.3b);
3 在环梁高度范围内作用的储粮水平压力Ph可忽略不计。
5.4.4 环梁按承载能力极限状态设计时,应进行以下计算:
1 在水平荷载Nmcosα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 支承结构与基础
5.5.1 仓下支承结构为钢柱时,柱与环梁应按空间框架进行分析。
5.5.2 仓壁必须锚固在下部构件上。采用锚栓锚固时,间距可取1~2m,锚栓的拉力应按下式计算:
5.5.3 筒仓基础计算应符合下列规定:
1 仓群下的整体基础,应考虑空仓、满仓的最不利组合;
2 基础边缘处的地基应力不应出现拉应力;
3 基础倾斜率不应大于0.002,平均沉降量不应大于200mm。
6 构造
6.1 仓顶
6.1.1 仓上建筑的支点宜在仓壁处,不得在斜梁上。若荷载对称,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。
6.1.2 仓顶坡度宜为1︰5~1︰2,不应小于1︰10;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。
6.1.3 测温电缆不得直接吊挂于仓顶板上。
6.1.4 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
6.2.1 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。
6.2.2 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。
6.2.3 筒仓仓壁在满足结构计算要求的基础上,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。
6.2.4 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%。
6.2.5 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。施焊仓壁外表面的焊痕必须进行防腐处理。
6.2.6 竖向加劲肋宜放在仓壁内侧。仓壁内不应设水平支撑、爬梯等附壁装置。
6.2.7 仓壁下部开设入孔时,洞口尺寸宜取600mm×600mm。其边框应做成整体式,截面应计算确定。入孔门应设内、外两层,分别向仓内、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
6.3.1 圆锥漏斗仓底由环梁和斗壁组成(图6.3.1)。
6.3.2 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。
6.3.3 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。
6.3.4 仓底在装配后内表面应光滑,不得滞留储粮。
6.3.5 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
6.4.1 仓下钢支柱截面及间距应由计算确定,支柱与筒壁宜采用缀板连接(图6.3.1);缀板间距不宜大于1.0m。
6.4.2 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。
6.4.3 筒壁与基础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
7.1.1 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,经技术经济比较后确定。
7.1.2 工艺设计内容应包括: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。
7.1.3 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。
7.1.4 工艺设备布置应满足设备吊装、操作及维修空间要求。
7.1.5 直径10m以下钢板筒仓宜采用自流式出粮方式,仓底坡度α应满足下列要求:小麦、大豆、玉米:α≥40°;稻谷: α≥45°。
7.1.6 平底钢板筒仓可选用清仓机、流化出粮或其他出粮设施。
7.1.7 工艺设计应提出各种工艺作业的运行顺序。
7.2 设备选用
7.2.1 选择的设备应具备安全可靠、高效低耗、操作方便、体积小、噪音低、密闭性能好、对粮食无污染、破碎率低等性能。
7.2.2 应根据作业要求选择配置下列主要设备:水平及垂直输送、清理、计量、除尘、机械通风等;有特殊要求时还应配置烘干、熏蒸、冷却等设备。
7.2.3 设备的生产能力应根据仓容量及运输工具、接卸设施的作业时间计算确定。
7.2.4 间歇作业设备前后衔接部位应配置缓冲仓,其容量应根据系统作业能力计算确定。
7.2.5 溜管设计应满足下列要求:溜管材料宜采用3~4mm 钢板,磨损较大的溜管内壁应设可拆换的耐磨衬板。每节溜管长度不宜超过2m,溜管直段长度超过4m 时应设缓冲装置。
溜管的有效截面尺寸,应根据流量计算确定。溜管倾角α1可按下列要求选取:小麦、大豆、玉米:α1≥36°;稻谷、高水分粮:α1≥45°;杂质、灰尘:α1≥60°。
7.2.6 对震动、噪声较大的设备,应采取减震、隔音、消声措施。
7.3 除尘系统
7.3.1 钢板筒仓除尘设计,应包括除尘风网布置、除尘设备选择等。
7.3.2 除尘风网设计应按下列参数选用:吸风口风速宜控制在2~4m/s;水平风管风速宜控制在14~18m/s;垂直风管风速宜控制在14~16m/s;风管弯头的曲率半径取风管直径的1~2 倍;大管径取小值,小管径取大值。
7.3.3 集尘设备宜露天布置。若设在室内,应相对集中,并设泄压管通往室外,泄压管长度不宜超过3m。
7.3.4 风网中各吸风口应设蝶阀;水平管未端应设补风门;管道上应设观察、清扫孔;排风口处应设风帽。
7.3.5 除尘系统设计时,应说明系统的开启顺序及操作要求。
7.4 机械通风
7.4.1 钢板筒仓应设机械通风系统。仓顶设轴流风机和自然通风口,仓底设风道并配置风机。
7.4.2 通风机应根据每小时总通风量和总阻力选用。主要参数可按下列要求确定:
1 总通风量按下式计算:
2 风道风速按下式计算:
3 总阻力按下式计算:
4 通风途径比,不大于1.3。
7.4.3 钢板筒仓需设谷物冷却系统时,可按专业要求配置。
7.5 虫害防治
7.5.1 钢板筒仓根据保粮要求可设环流熏蒸系统或采取其他虫害防治措施。
7.5.2 环流熏蒸系统宜利用通风系统的管路。其设计内容应包括:环流、施药及药物浓度检测等。
钢板筒仓环流熏蒸管道接口应采取密闭措施。
8 电气与配套设施
8.1 一般规定
8.1.1 钢板筒仓仓群的电力负荷等级宜为三级。
8.1.2 钢板筒仓仓群及工作塔属粉尘爆炸危险区域。其危险区域等级划分、电气设备的防护等级、配电线路防护要求均应符合现行国家标准《粮食加工、储运系统粉尘防爆安全规程》GB 17440 的规定。
8.1.3 钢板筒仓及工作塔必须设置防雷系统。电气设备、配电线路均应采取防尘、防鼠害及安全防护等措施。
8.2 配电线路
8.2.1 配电线路应选用铜芯绝缘导线或铜芯电缆,其额定电压不应低于线路的工作电压,且不应低于500V。
8.2.2 配电线路允许载流量不得小于线路计算电流,并留有余量。
8.2.3 室内导线及电缆的最小截面:动力、照明线路1.5mm2;控制线路1.0mm2。
8.2.4 室内配电线路可采用下列敷设方式:
1 绝缘导线应穿金属管明敷或暗敷,暗敷钢管的覆盖层不得小于40mm;
2 塑料护套电缆宜采用电缆桥架敷设。
8.2.5 动力线路和控制线路宜分开敷设;当动力、控制线路电压相同时可共管敷设。
8.2.6 电气管线穿越墙及楼板的孔洞,应用非燃材料堵塞密闭。配线钢管应采用螺纹连接且不小于5扣。所有配电线路中间不得有接头。
8.3 照明系统
8.3.1 粮食钢板筒仓仓群的照明设计应符合现行国家标准《工业企业照明设计标准》GB 50034 的有关规定。
8.3.2 粮食钢板筒仓仓群及辅助设施的照度推荐值见本规范附录E。
8.3.3 照明与动力宜分开配电、单独计量,当照明线路电流大于30A 时,应采用三相供电,其中性线截面积应按最大一相电流选择。照明系统应有保护措施。
8.3.4 工作塔各层、仓上建筑、仓下通廊照明宜分别采用集中控制方式。每一单相照明回路中,电流不宜超过15A;灯具数量不宜超过25 盏。
8.3.5 工作塔、仓上建筑、仓下通廊应选用高效、节能的照明灯具,严禁采用高温灯具;控制室宜选用日光灯;辅助设施宜选用白炽灯或日光灯等。
8.3.6 楼梯间、仓上建筑、仓下通廊、变配电室、控制室等重要场所,应设应急照明灯。
8.4 自动控制系统
8.4.1 粮食钢板筒仓仓群可根据需要设自动控制系统。
8.4.2 自动控制系统应具备以下功能:
1 满足工艺要求;
2 对用电设备提供安全保护;
3 用电设备及生产作业线的联锁;
4 紧急停止操作和故障报警;
5 现场手动操作;
6 显示工艺流程状况、设备运行状态及运行参数。
8.4.3 设备多且工艺流程复杂时,宜采用集中控制系统,由可编程序控制器及计算机组成;当设备少、工艺流程简单时宜采用分散手动控制。
8.4.4 粮食钢板筒仓应设料位传感器;重要设备宜设安全检测传感器件。必要时可设监视装置。
8.4.5 现场应设粉尘防爆检修电源箱。
8.5 粮情测控系统
8.5.1 粮食钢板筒仓可根据储粮需要设粮情测控系统。
8.5.2 粮情测控系统应具备以下功能:
1 测温范围:-40~60℃;测温精度:±1℃;
2 自动巡回检测、手动定仓定点检测、超限报警等,且能自动控制通风机;
3 防霉、防磷化氢等腐蚀;
4 防雷击。
8.5.3 测温电缆宜对称布置,测温电缆水平间距不宜大于5.0m;测温点宜垂直方向等距布置,间距宜为1.5~3.0m。测温电缆与仓壁间距不宜大于0.3m。
8.5.4 仓内吊装的电缆应能承受出仓时粮食流动所产生的拉力。
8.6 防雷接地系统
8.6.1 粮食钢板筒仓防雷设计应符合现行国家标准《建筑物防雷设计规范》GB 50057中第二类防雷建筑物的防雷要求。
8.6.2 工作塔应在屋顶设置避雷网(带)、针或利用金属构件作为接闪器。屋顶避雷网网格尺寸不应大于10m×l0m、12m×8m。
当斗式提升机高出工作塔屋顶时,应设避雷针保护,避雷针应与操作平台焊接并距斗式提升机3m,保护范围应高出斗式提升机顶端2m以上。
避雷网(带)、针、金属构件及操作平台均应与引下线牢固连接,引下线可按下列方式设置:
1 工作塔为钢筋混凝土结构时,利用其结构通长主钢筋,每处不应少于2 根,主钢筋必须焊接连接。
2 工作塔或斗式提升机塔架为金属焊接结构时,利用其自身。
8.6.3 粮食钢板筒仓防雷设计应利用仓顶围栏与仓上通廊作接闪器。仓上通廊与仓顶围栏应焊接相连。引下线可用镀锌扁钢,镀锌扁钢截面不应小于48mm2,厚度不应小于4mm。
8.6.4 工作塔及每个粮食钢板筒仓引下线数目均不应少于2处,间距不应大于18m,且应对称布置。
8.6.5 接地装置可利用基础钢筋,纵横钢筋应焊接相连,其冲击接地电阻不应大于10Ω。当仓群基础不相连及基础留有变形缝时,应采用扁钢或圆钢焊接相连,并留充分的变形量。扁钢截面不应小于100mm2,厚度不应小于4mm;圆钢直径不应小于12mm。
8.6.6 工艺设备的构架、金属管道应做防静电接地,接地电阻不应大于100Ω。防静电接地、防雷接地、保护接地装置宜合并设置,接地电阻应满足其中最小值的要求。
8.6.7 低压线路宜全线采用电缆直埋地敷设;架空线路应在入户处转接铠装电缆直埋地引入,其埋地长度不应小于15m。并应在转接处装设避雷器。电缆的金属外皮、避雷器及绝缘子铁脚应与防雷接地装置相连或单独接地。
8.7 消防给水
8.7.1 工作塔各层均应设消火栓。消防给水宜采用临时高压给水系统。室内消防用水量可按10L/s 计。并按现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》合理配置灭火器。
8.7.2 除本规范规定外,粮食钢板筒仓的消防与给水设计尚应符合现行国家标准《建筑设计防火规范》GBJ 16 有关规定。
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