筒仓及其仓顶结构的制作方法

1.本实用新型涉及屋面结构技术领域，具体涉及一种筒仓的仓顶结构和一种筒仓。


背景技术：

2.由于城市用地紧张，带顶部通廊的大直径筒仓具有越来越广泛的实用意义。一座超大型筒仓的仓储量可以达到10万立方米，一座10万立方米的超大型筒仓，直径约为55m，高度亦超过50m。
3.目前，筒仓一般采用采用装配式锥壳、球壳等屋面结构，由于超大型筒仓往往高度超过50m，如果采用装配式锥壳、球壳等屋面结构，由于其为空间组合受力体系，需要结构整体完成后才可发挥刚度，必须采用特殊的施工方法，安装十分困难。且由于中心重载，造价不菲，很难满足设备运行的变形要求。若采用钢筋混凝土整体式屋面结构，由于自重过大，且施工困难，无法用于跨度超过30m的屋面体系。
4.相关技术中，虽然有通廊栈桥结构作为核心受力构件的屋面体系的筒仓的仓顶结构，但该结构荷载仅仅由屋面封闭系统向通廊系统传递，结构体系为单一受力结构体系，无法满足超大跨度下仓储结构屋面极高设备运行的变形要求。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决上述技术问题，提供了一种筒仓的仓顶结构，该结构将通廊桁架与实腹式屋面钢梁通过中心环形支座结合为一个整体，形成屋面的抗垂直力体系，筒仓顶部的贯通环梁可以削弱屋面体系产生的面外的水平荷载，结构体系由单一受力结构体系变成双向受力的复合结构体系，在提高仓顶结构抗竖向变形能力的可以同时缓解仓壁结构的局部应力集中，且由于屋面结构均匀对称分布，节点形式简单，生产安装简单、经济实惠。
6.本实用新型采用的技术方案如下：
7.本实用新型第一方面提出了一种筒仓的仓顶结构，包括：贯通环梁，所述贯通环梁设置在所述筒仓的顶端；通廊桁架，所述通廊桁架支撑在所述贯通环梁上；中心环形支座，所述中心环形支座设置在所述通廊桁架跨中底部；实腹式屋面钢梁，所述实腹式屋面钢梁沿通廊中心线对称放射布置，所述实腹式屋面钢梁的一端与所述中心环形支座铰接连接，所述实腹式屋面钢梁的另一端铰接支撑在所述贯通环梁上。
8.具体地，所述通廊桁架包括支座斜撑，所述支座斜撑用于抬高所述通廊桁架底面。
9.具体地，所述实腹式屋面钢梁与水平线之间的角度大于或等于第一预设角度。
10.进一步地，所述第一预设角度为10
°
。
11.具体地，所述贯通环梁配置轴向受拉钢筋。
12.具体地，上述的筒仓的仓顶结构还包括：屋面水平支撑体系，所述屋面水平支撑体系分布在所述实腹式屋面钢梁之间。
13.具体地，所述筒仓的直径大于50m。
14.本实用新型的第二方面提出了一种筒仓，包括本实用新型第一方面实施例所述的
筒仓的仓顶结构。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型将通廊桁架与实腹式屋面钢梁通过中心环形支座结合为一个整体，形成屋面的抗垂直力体系，筒仓顶部的贯通环梁可以削弱屋面体系产生的面外的水平荷载，结构体系由单一受力结构体系变成双向受力的复合结构体系，在提高仓顶结构抗竖向变形能力的可以同时缓解仓壁结构的局部应力集中，且由于屋面结构均匀对称分布，节点形式简单，生产安装简单、经济实惠。
附图说明
17.图1是根据本实用新型一个实施例的筒仓的仓顶结构的立体图；
18.图2是根据本实用新型一个实施例的垂直载荷分布的示意图；
19.图3是根据本实用新型一个实施例的水平推力示意图；
20.图4是根据本实用新型一个实施例的通廊桁架的底层布置示意图；
21.图5是根据本实用新型一个实施例的通廊桁架的顶层布置示意图；
22.图6是根据本实用新型一个实施例的通廊桁架的立体图；
23.图7是根据本实用新型一个实施例的支座斜撑的剖面图；
24.图8是根据本实用新型一个实施例的通廊桁架的主视图剖面图；
25.图9是根据本实用新型一个实施例的通廊桁架的跨中剖面；
26.图10是根据本实用新型一个实施例的实腹式屋面钢梁的结构示意图；
27.图11是图10所示实腹式屋面钢梁1
‑
1处的剖面图；
28.图12是根据本实用新型一个实施例的中心环形支座的结构示意图。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例仅仅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。
30.图1是根据本实用新型一个实施例的筒仓的仓顶结构的立体图。如图1所示，该仓顶结构包括：贯通环梁1、通廊桁架2、中心环形支座3、实腹式屋面钢梁4。
31.其中，贯通环梁1设置在筒仓的顶端；通廊桁架2支撑在贯通环梁上；中心环形支座3设置在通廊桁架跨中底部；实腹式屋面钢梁4沿通廊中心线对称放射布置，实腹式屋面钢梁4的一端与中心环形支座3铰接连接，实腹式屋面钢梁4的另一端铰接支撑在贯通环梁1上。
32.进一步地，在本实用新型的一个实施例中，通廊桁架2包括支座斜撑，支座斜撑用于抬高通廊桁架底面。
33.具体地，筒仓是平面为圆形、矩形的驻村散料的直立容器，仓顶结构是筒仓仓顶的结构，一般包括水平带式输送机通廊，屋面封闭结构等。螺旋输送机是筒仓仓内用于堆取料作业机械，悬吊于顶部通廊，可沿着仓内圆周方向行走。本实用新型提出的筒仓的仓顶结构将通廊桁架2与实腹式屋面钢梁4通过中心环形支座3结合为一个整体，形成屋面的抗垂直
力体系。通过支座斜撑抬高桁架底面，支座斜撑也能极大地约束通廊桁架2的支座转动，降低跨中变形。如图2所示，仓顶结构上的垂直载荷分布包括屋面恒载+活载f1、运输机皮带运行载荷f2+设备载荷f3，屋面恒载、活载、运输机皮带运行载荷、设备载荷将通过中心环形支座3传给通廊桁架2，通过类似于拱桥的支承作用撑起通廊桁架2。通廊桁架2通过支座处的附加斜撑增加支座抗变形能力，同时对筒仓的仓壁顶产生水平推力。水平推力由柱脚抗剪埋件传给贯通环梁1，水平推力示意图参可照图3所示，筒仓在顶部设置贯通环梁，增加整体性，削弱屋面体系产生的面外的水平荷载。
34.由此，将通廊桁架与实腹式屋面钢梁通过中心环形支座结合为一个整体，形成屋面的抗垂直力体系，筒仓顶部的贯通环梁可以削弱屋面体系产生的面外的水平荷载，结构体系由单一受力结构体系变成双向受力的复合结构体系，在提高仓顶结构抗竖向变形能力的可以同时缓解仓壁结构的局部应力集中，且由于屋面结构均匀对称分布，节点形式简单，生产安装简单、经济实惠。
35.在本实用新型中，通廊桁架的底层布置示意图可参照图4所示，通廊桁架的顶层布置示意图可参照图5所示，通廊桁架的立体图可参照图6所示。支座斜撑的剖面图可参照图7所示，通廊桁架的主视图剖面可参照图8所示，通廊桁架的跨中剖面可参照图9所示。
36.根据本实用新型的一个实施例，实腹式屋面钢梁4与水平线之间的角度大于或等于第一预设角度。第一预设角度可以根据实际情况进行预设，例如10
°
。
37.具体地，实腹式屋面钢梁的结构可参照图10所示，实腹式屋面钢梁沿通廊中心线对称放射布置，图11为图10所示实腹式屋面钢梁1
‑
1处的剖面图。如图11所示，实腹式屋面钢梁与水平线之间的角度α大于一定角度，既可以使得实腹式屋面钢梁对通廊桁架起到可观的支撑作用，同时可以达到排水效果。
38.中心环形支座3的结构可参照图12所示，中心环形支座可以为环形工字钢支座，设置在通廊桁架跨中底部，作为实腹式屋面钢梁的支座。
39.在本实用新型的一个实施例中，贯通环梁1配置轴向受拉钢筋，从而可以将屋面体系产生的水平推力在环梁内进行平衡，保护仓壁不受影响面外荷载。
40.根据本实用新型的一个实施例，如图1所示，上述的筒仓的仓顶结构还可以包括：屋面水平支撑体系5，所述屋面水平支撑体系5分布在所述实腹式屋面钢梁4之间。
41.具体地，垂直荷载在屋面实腹式钢梁中产生轴力，通过屋面水平支撑体系可以降低梁的弱轴计算长度。
42.由上述可知，本实用新型结构体系由单一受力结构体系变成双向受力的复合结构体系，在提高仓顶结构抗竖向变形能力的可以同时缓解仓壁结构的局部应力集中，因此，本实用新型的仓顶结构应用于筒仓时，对于超大直径筒仓，例如直径大于50m的筒仓，也能达到其设备运行变形限制运行工况下仓顶结构变形要求。
43.设备运行需要悬挂在筒仓的仓顶中心，本实用新型可以使得重型设备中心布置的筒仓屋面挠度变形大幅降低，提高设备的运行安全，降低了屋面梁的跨度，节约了原材料，与仓壁整体连接，抗震性能良好。
44.本实用新型提出的筒仓的仓顶结构安装时，通廊桁架可独立作用，进行单独悬挂安装。实腹式屋面钢梁可以待桁架安装完成后成对安装。通廊桁架和实腹式屋面钢梁可以分别使用彩板整体封闭。
45.采用上述结构的优点，将屋面结构和通廊结构有机的结合，结构体系由单一结构体系变成双向受力的复合结构体系，提高仓顶结构抗竖向变形能力的可以同时缓解仓壁结构的局部应力集中。且由于屋面结构均匀对称分布，实腹式钢梁型号少，节点形式比较简单，生产安装简单。
46.当栈桥距离屋面有一定高度时，本实用新型的屋面和栈桥体系的封闭系统可以分开布置。
47.通廊桁架腹杆及屋面梁水平斜撑、次梁可根据实际需要采取其他的布置形式，通廊桁架及支座节点可选用各种形式。
48.综上所述，根据本实用新型实施例的筒仓的仓顶结构，将通廊桁架与实腹式屋面钢梁通过中心环形支座结合为一个整体，形成屋面的抗垂直力体系，筒仓顶部的贯通环梁可以削弱屋面体系产生的面外的水平荷载，结构体系由单一受力结构体系变成双向受力的复合结构体系，在提高仓顶结构抗竖向变形能力的可以同时缓解仓壁结构的局部应力集中，且由于屋面结构均匀对称分布，节点形式简单，生产安装简单、经济实惠。
49.此外，本实用新型还提出一种筒仓，包括本实用新型上述的筒仓的仓顶结构。
50.根据本实用新型实施例的筒仓，通过上述的仓顶结构，将通廊桁架与实腹式屋面钢梁通过中心环形支座结合为一个整体，形成屋面的抗垂直力体系，筒仓顶部的贯通环梁可以削弱屋面体系产生的面外的水平荷载，结构体系由单一受力结构体系变成双向受力的复合结构体系，在提高仓顶结构抗竖向变形能力的可以同时缓解仓壁结构的局部应力集中，且由于屋面结构均匀对称分布，节点形式简单，生产安装简单、经济实惠。
51.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
52.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
53.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
54.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合
和组合。
55.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。