一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式圆形地下粮仓的制作方法
【专利摘要】一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式地下粮仓，该地下粮仓的平面形状为圆形，包括多功能柱(1)、多块预制仓壁板(2)、仓顶(3)、仓底(4)、多块预制嵌缝条(5)，所述的仓壁板(2)在平面内为预制钢板?混凝土弧形板，其四周分别与多功能柱(1)、预制嵌缝条(5)连接组成整体圆筒结构；所述多功能柱(1)对仓壁板进行定位，其锚入土中的深度大于仓底(4)深度，是承受土压力、粮食压力和抵抗浮力的主要受力构件；其特征在于：多功能柱(1)从上至下分成数段，最上层的第一段内侧设有第一层仓壁板，第二段内侧设有第二层仓壁板，用上述类似的设置方式，直到最下面一层仓壁板，形成圆形装配式地下粮仓结构；所述的仓壁板(2)为内外侧钢板(9)、锚钉(10)和中部混凝土(11)形成的预制组合板，且在四周均包有钢板封口。
【专利说明】
一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式圆形地下粮仓
技术领域
[0001]本发明涉及地下粮仓技术领域，具体涉及一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式圆形地下粮仓。
【背景技术】
[0002]地下粮仓建造在浅层地表下，常年低温储粮，保持粮食品质、抑制虫害发生，避免使用毒性药剂熏蒸，抵抗自然破坏和战平两用等众多优点，许多专家和学者一致认为合理推广应用地下储粮仓新体系与新技术，能够实现低温环保、节能节地、保质减损、生态储粮。
[0003]我国现有地下粮仓一般在地下水位较低的一般黄土和适合粘性土地区，如窑洞仓、喇机仓、双曲拱仓、半地下仓、洞状喇机仓；同时已建的地下仓多为砖砌结构，仓容小，占地面积大、机械化程度低。
[0004]为了建造适用在地下水位较高、复杂地质条件区域可推广应用的新型地下粮仓，一些国家专利和文献也提出了圆形粮仓，圆筒、半圆筒围成的大空间地下矩形，粧围复合式地下仓等仓型，但是上述新仓型的推广应用，还存在一些亟待解决的问题，如:(I)地下储粮仓高标准防水、防潮要求，确保仓体在使用年限内不漏水，不渗水。现阶段采用的卷材材料易老化，施工工序复杂，难度大，容易出现施工质量问题。(2)深基坑的湿作业环境施工周期长。基坑开挖、降水后，仓底板现浇、仓壁滑模施工需长时间在湿作业环境条件进行，劳动强度大、施工周期长，施工成本高。(3)基坑支护费用高。针对该类深基坑，“钢粧+腰梁+封水钢板”基坑支护虽然是较为经济的方式，但仍占土建建设成本的25-30%，建设成本较高。
[0005]申请号为CN200910207155.1的发明公开了一种地下粮仓，包括仓顶、仓壁和仓底，该仓壁外包钢，钢板既能单独作为仓壁的防水、防潮层，也能仓壁与钢板用钢构件连接形成组合结构的仓壁来防水、防潮。地下粮仓仓壁的形状为直线形或曲线形，如圆筒形、方筒形、半圆形仓壁等。该发明通过外包钢板解决了仓底板的防水防潮问题。同时在仓底进行施工时，钢板作为模板，加快施工速度，降低施工成本，但是其施工为现场浇筑施工，而且该施工方法需要进行基坑开挖，这样存在整体建造成本高，施工周期长等不足。
[0006]申请号为CN200910207154.7的发明公开了一种地下粮仓，包括仓顶、仓壁和仓底，该仓壁分为内壁和外壁，内壁与外壁之间采用连接件连成整体，内壁与外壁之间形成空腔，所述空腔用于地下粮仓漏水的检测和修复，并用于地下粮仓通风和粮情检测。该发明粮仓也需要基坑开挖，存在施工麻烦、建造成本高、施工周期长等不足。
[0007]预制装配式结构是实现建筑结构产业化和建筑节能减排的有效途径之一，长期以来，混凝土建筑主要采用现场施工的传统作业方式，工业化程度低，水耗、能耗、人工垃圾、污水排放量大，不符合国家节能环保的可持续发展政策。采用装配式结构，可以工厂预制、现场装配，实现建筑结构产业化，同时可以有效提高材料在建筑节能和结构性能的效率、节约能源与资源，减少建筑垃圾和环境的不良影响、降低施工场地限制等。因此，为了提供一种“快、好、省“的地下储粮新仓型，研发预制装配式新型地下仓已成为必需。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于提供一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式圆形地下粮仓。该预制装配式地下粮仓的双层钢板代替防水卷材，具有较好的防水防渗效果，亦可代替原仓壁内的钢筋具有综合效益;预制仓壁板可在预制构件工厂标准化生产，加工制造质量既能有效控制又节能环保;预制成品现场机械化组装，可交叉安装施工，缩短工期。另外，仓壁同时作为基坑支护体系，节约基坑支护费用，降低建设成本。
[0009]本发明的解决方案是:一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式圆形地下粮仓，该地下粮仓的平面形状为圆形，包括多功能柱、多块预制仓壁板、仓顶、仓底、多块预制嵌缝条，所述的仓壁板在平面内为预制钢板-混凝土弧形板，其四周分别与多功能柱、预制嵌缝条连接组成整体圆筒结构;所述多功能柱对仓壁板进行定位，其锚入土中的深度大于仓底深度，是承受土压力、粮食压力和抵抗浮力的主要受力构件;其特征在于:多功能柱从上至下分成数段，最上层的第一段内侧设有第一层仓壁板，第二段内侧设有第二层仓壁板，用上述类似的设置方式，直到最下面一层仓壁板，形成圆形装配式地下粮仓结构;所述的仓壁板为内外侧钢板、锚钉和中部混凝土形成的预制组合板，且在四周均包有钢板封口。
[0010]本发明的特征在于多功能柱采用钢柱或设有钢埋件的混凝土柱，多功能柱设有定位钢构件。多功能柱要保证其与周围连接的构件形成一个共同受力整体结构，同时，用钢柱或设有钢埋件的混凝土柱能简单方便地与其连接构件焊接;多功能柱的定位钢构件可以在预制仓壁板安装时进行精确的定位。
[0011]本发明的特征在于预制仓壁板环向平齐，其左右两端外侧分别与多功能柱内侧焊接;预制嵌缝条与其左右相邻的预制仓壁板内侧焊接;所述的预制嵌缝条平面形状为带耳板的三角形，是钢板、锚钉和混凝土组成的预制钢板-混凝土块。这样，预制仓壁板与多功能柱焊接后在内外侧形成整体钢板层，从而能对仓壁进行有效的防水防渗，钢板层也为受力材料具有综合效益;另外，预制嵌缝条与预制仓壁板在内侧的焊接，一方面有增加了节点处的第二道防水措施，而且使预制仓壁板与多功能柱、预制嵌缝条形成了整体圆筒，受力更加合理，节点为预制块提高结构的装配率，减少湿作业环境施工，施工更加简单快捷。
[0012]本发明的特征在于所述的预制仓壁板下端设有凸式L形键槽，上端设有凹式L形键槽。这样，方便预制仓壁板与上下相邻预制仓壁板及多功能柱进行焊接连接。
[0013]本发明的特征在于预制仓壁板竖向外侧平齐，每块预制仓壁板下端的凸式L形键槽插入相邻预制仓壁板上端的凹式L形键槽内；上下相邻预制仓壁板内侧的水平缝采用连接钢板焊接。这样，每层预制仓壁板下端的凸式L形键槽可以为相邻下层仓壁板安装时提供定位和连接作用，上端的凹式L形键槽可起到约束径向方向的相对位移，抵抗节点连接处的剪力。上下相邻预制仓壁板端部内侧连接钢板使上下层预制仓壁板形成一个整体结构，同时仓壁上的钢板在竖向形成一个封闭的防水措施。
[0014]本发明的特征在于仓底采用双面钢板-混凝土组合梁、板结构，上下层钢板与混凝土采用锚钉连接;仓底设有钢梁，其与上下层钢板焊接。这种双面组合结构中钢板作为仓底板的模板并代替钢筋，降低施工难度，加快整体施工速度，节省费用；双层钢板混凝土组合结构提高了刚度和强度，有效抵抗土压力和粮食压力，有利于地下仓向更深更大的方向发张，增大了该仓型的适用范围，且更有利于粮仓防水防潮问题。
[0015]本发明的特征还在于仓顶采用双层钢板-混凝土组合梁、板结构。这样，上述结构充分发挥了混凝土的抗压和钢板的抗拉能力，使大跨度仓顶板结构受力更加合理，而且施工时可以用钢板作为模板，极大地降低了施工难度，同时也可加快施工速度。
[0016]本发明的特征在于施工方法包括以下步骤:(I)根据设计要求在预定位置将多功能柱打入地下一定深度；(2)在多功能柱围成区域内挖除第一层土；(3)挖除第一层土后，在多功能柱内侧安装第一层预制仓壁板；(4)安装好第一层预制仓壁板后，继续往下挖除第二层土；(5)在多功能柱内侧安装第二层预制仓壁板；(6)按照上述第(4)-(5)步的施工方法，依次向下安装预制仓壁板，直到仓底位置；(7)进行仓底施工；(8)最后进行仓顶施工，即完成地下粮仓的整体结构。多功能柱打入地下深度根据地基承载力、浮力、仓壁土压力、粮食侧压力多种因素综合而定，当地基承载力不能满足工程要求时，此时多功能柱可以代替粧承受仓体传来的竖向压力；另外，多功能柱也可以代替抗拔粧抵抗地下水对仓体的浮力；多功能柱能对预制仓壁板沿竖向和环向进行定位，保证预制仓壁板每层竖向垂直，环向形成一个圆环，从而使受力更加合理;完成多功能柱施工后，沿高度从上到下分数层进行安装；在安装每层预制仓壁板时，首先挖除高度大于或等于预制仓壁板高度，直径大于或等于仓体外直径的空间，同时保证土体在开挖过程中不坍塌，这样才能给预制仓壁板安装留有施工空间，保证仓壁板施工安全顺利进行；当开挖深度在地下水位以下时，要先进行降水，然后进行开挖;安装完每层预制仓壁板后，在仓壁周围土体与预制仓壁板之间注浆，保证在开挖下一层土体时，本层土体不坍塌，从而保证下层土开挖时的安全。每层预制仓壁板安装时，首先将仓壁板与相邻多功能柱焊接，保证预制仓壁板与多功能柱可靠连接，然后用预制嵌缝条与左右相邻预制仓壁板焊接密实。相邻上下预制仓壁板竖向外侧平齐，其连接方式如下:预制仓壁板下端设有凸式L形键槽，上端设有凹式L形键槽，每块预制仓壁板下端的凸式L形键槽插入相邻预制仓壁板上端的凹式L形键槽内，上下相邻预制仓壁板内侧的水平缝直接采用连接钢板焊接。按上述施工方法，从上至下依次开挖土体和安装预制仓壁板，每层仓壁板形成的圆筒仓体结构可作为基坑支护体系，这样，很好地将圆筒仓体结构与基坑支护体系合二为一，不仅节约了单独进行基坑支护所带来的成本，大大降低建设投资，而且大大缩短了整个工程的建设周期。
【附图说明】
[0017]图1地下仓平面布置示意图
[0018]图2地下仓剖面布置示意图
[0019]图3单块预制仓壁板水平剖面示意图
[0020]图4单块预制仓壁板竖向剖面示意图
[0021]图5单块预制嵌缝条竖向剖面示意图
[0022]图6单块预制嵌缝条水平剖面示意图[0023I图7预制仓壁板水平节点示意图
[0024I图8预制仓壁板竖向节点示意图
[0025]图9仓底板局部节点剖面示意图
[0026]附图中:I为多功能柱;2为预制仓壁板;3为仓顶;4为仓底;5为预制嵌缝条;6为仓内筒;7为进出粮口 ； 8为覆土; 9为钢板;1为锚钉;11为混凝土; 12为钢梁。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0028]实施例一
[0029]如图1、图2、图3、图7、图8所示:本实施例提供了一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式圆形地下粮仓。包括多功能柱1、多块预制仓壁板2、仓顶3、仓底4、多块预制嵌缝条5等，所述的仓壁板2在平面内为预制钢板-混凝土弧形板，其四周分别与多功能柱1、预制嵌缝条5连接组成整体圆筒结构;多功能柱I对仓壁进行定位，并沿其竖向从上至下分成数段，最上层的第一段(CU)内侧设有第一层仓壁板，第二段(d2)内侧设有第二层仓壁板，用上述类似的设置方式，直到最下面一层(dn+1)仓壁板，形成带预制嵌缝条的装配式圆形地下粮仓结构；所述的仓壁板为内外侧钢板、锚钉和中部混凝土形成的预制组合板，且在四周均包有钢板封口。
[0030]所述的多功能柱I采用钢柱或设有钢埋件的混凝土柱。
[0031]所述的预制仓壁板2环向平齐，其左右两端外侧分别与多功能柱I内侧焊接;预制嵌缝条5与其左右相邻的预制仓壁板2内侧焊接;所述的预制嵌缝条5平面形状为带耳板的三角形，是钢板、锚钉和混凝土组成的预制钢板-混凝土块。所述的预制仓壁板2下端设有凸式L形键槽，上端设有凹式L形键槽;预制仓壁板2竖向外侧平齐，每块预制仓壁板下端的凸式L形键槽插入相邻预制仓壁板上端的凹式L形键槽内；上下相邻预制仓壁板内侧的水平缝采用连接钢板焊接。
[0032]所述的仓顶3为钢板-混凝土梁板组合结构，设有进出粮口7，在仓顶3上部有覆土
8。所述的仓底4采用双面钢板-混凝土组合梁、板结构，上下层钢板与混凝土采用锚钉连接；仓底4设有钢梁，其与上下层钢板焊接，中心位置设置仓内筒6。
[0033]所述地下粮仓可以实现固态颗粒、粉末物料或液态物料的存储。该地下粮仓密封性和支撑性很好，也可以实现对粉末、液态物料的存储，配合不同的进料和出料设备，应用十分广泛。
[0034]实施例二
[0035]如图1、图2、图3、图6、图7、图8所示:本实施例提供了一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式圆形地下粮仓。包括多功能柱1、多块预制仓壁板2、仓顶3、仓底4、多块预制嵌缝条5等，所述的仓壁板2在平面内为预制钢板-混凝土弧形板，其四周分别与多功能柱1、预制嵌缝条5连接组成整体圆筒结构;多功能柱I对仓壁进行定位，并沿其竖向从上至下分成数段，最上层的第一段(eh)内侧设有第一层仓壁板，第二段(d2)内侧设有第二层仓壁板，用上述类似的设置方式，直到最下面一层(dn+1)仓壁板，形成带预制嵌缝条的装配式圆形地下粮仓结构;所述的仓壁板为内外侧钢板、锚钉和中部混凝土形成的预制组合板，且在四周均包有钢板封口。
[0036]所述的预制仓壁板2环向平齐，其左右两端外侧分别与多功能柱I内侧焊接;预制嵌缝条5与其左右相邻的预制仓壁板2内侧焊接;所述的预制嵌缝条5平面形状为带耳板的三角形，是钢板、锚钉和混凝土组成的预制钢板-混凝土块。所述的预制仓壁板2下端设有凸式L形键槽，上端设有凹式L形键槽;预制仓壁板2竖向外侧平齐，每块预制仓壁板下端的凸式L形键槽插入相邻预制仓壁板上端的凹式L形键槽内；上下相邻预制仓壁板内侧的水平缝采用连接钢板焊接。
[0037]所述仓壁板2外表面喷涂护面涂料，所述护面涂料包括如下重量份的材料制成:石油沥青115份，玻璃纤维7份，膨润土8份，乳化剂6份，分散剂1.5份，稳定剂1.5份，有机氟改性苯丙乳液25份、抗冻剂2.5份。
[0038]所述乳化剂采用氢化牛脂胺，所述分散剂采用硬脂酸单甘油酯，所述稳定剂采用硫酸盐，所述抗冻剂采用乙二醇。
[0039]实施例三
[0040]如图1、图2、图3、图5、图6所示:本实施例提供了一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式圆形地下粮仓。包括多功能柱1、多块预制仓壁板2、仓顶3、仓底4、多块预制嵌缝条5等，所述的仓壁板2在平面内为预制钢板-混凝土弧形板，其四周分别与多功能柱1、预制嵌缝条5连接组成整体圆筒结构;多功能柱I对仓壁进行定位，并沿其竖向从上至下分成数段，最上层的第一段(CU)内侧设有第一层仓壁板，第二段(d2)内侧设有第二层仓壁板，用上述类似的设置方式，直到最下面一层(dn+1)仓壁板，形成带预制嵌缝条的装配式圆形地下粮仓结构；所述的仓壁板为内外侧钢板、锚钉和中部混凝土形成的预制组合板，且在四周均包有钢板封口。
[0041]所述仓壁板2外表面喷涂护面涂料，所述护面涂料包括如下重量份的材料制成:石油沥青105份，玻璃纤维13份，膨润土 10份，乳化剂9份，分散剂2.5份，稳定剂2.5份，有机氟改性苯丙乳液35份、抗冻剂3.5份。
[0042]所述乳化剂采用氢化牛脂胺，所述分散剂采用硬脂酸单甘油酯，所述稳定剂采用硫酸盐，所述抗冻剂采用乙二醇。
[0043]实施例二、三提供了仓壁板外表面专用护面涂料，对仓壁板起到保护、防腐的作用，对仓壁起到防渗、密封的作用，可以在仓壁板预制时喷涂或在现场组装仓壁时喷涂，从根本上解决了边角、缝隙、不规则结构的连接处渗漏等技术难题，增强了地下粮仓的防水性能。护面涂料中加入了玻璃纤维，大大增加了涂料的韧性以及抗拉强度，延缓了涂层开裂的时间，增加其使用寿命，且对于仓壁也具有一定的支撑作用。加入的防冻剂可以减小低温对护面涂料的损坏，保证了寒冷地区冬季地下粮仓的安全运行。
[0044]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
【主权项】
1.一种带预制嵌缝条的双层钢板装配式地下粮仓，该地下粮仓的平面形状为圆形，包括多功能柱(I)、多块预制仓壁板(2)、仓顶(3)、仓底(4)、多块预制嵌缝条(5)，所述的仓壁板(2)在平面内为预制钢板-混凝土弧形板，其四周分别与多功能柱(1)、预制嵌缝条(5)连接组成整体圆筒结构;所述多功能柱(I)对仓壁板进行定位，其锚入土中的深度大于仓底(4)深度，是承受土压力、粮食压力和抵抗浮力的主要受力构件;其特征在于:多功能柱(I)从上至下分成数段，最上层的第一段内侧设有第一层仓壁板，第二段内侧设有第二层仓壁板，用上述类似的设置方式，直到最下面一层仓壁板，形成圆形装配式地下粮仓结构；所述的仓壁板(2)为内外侧钢板(9)、锚钉(10)和中部混凝土(11)形成的预制组合板，且在四周均包有钢板封口。2.如权利要求1所述的地下粮仓，其特征在于:所述的多功能柱(I)采用钢柱或设有钢埋件的混凝土柱。3.如权利要求1所述的地下粮仓，其特征在于:所述的预制仓壁板(2)环向平齐，其左右两端外侧分别与多功能柱(I)内侧焊接;预制嵌缝条(5)与其左右相邻的预制仓壁板(2)内侧焊接;所述的预制嵌缝条(5)平面形状为带耳板的三角形，是钢板(9)、锚钉(10)和混凝土(11)组成的预制钢板-混凝土块。4.如权利要求1所述的地下粮仓，其特征在于:所述的预制仓壁板(2)下端设有凸式L形键槽，上端设有凹式L形键槽。5.如权利要求4所述的地下粮仓，其特征在于:预制仓壁板(2)竖向外侧平齐，每块预制仓壁板(2)下端的凸式L形键槽插入相邻预制仓壁板(2)上端的凹式L形键槽内；上下相邻预制仓壁板(2)内侧的水平缝采用连接钢板焊接。6.如权利要求1所述的地下粮仓，其特征在于:仓底(4)采用双面钢板-混凝土组合梁、板结构，上下层钢板与混凝土采用锚钉连接;仓底(4)设有钢梁，其与上下层钢板焊接。7.如权利要求1所述的地下粮仓，其特征在于:仓顶(3)采用双层钢板-混凝土组合梁、板结构。8.一种建造上述权利要求1-7的地下粮仓的施工方法，其特征在于:所述施工方法包括以下步骤: (1)根据设计要求在预定位置将多功能柱(I)打入地下一定深度； (2)在多功能柱(I)围成区域内挖除第一层土； (3)挖除第一层土后，在多功能柱(I)内侧安装第一层预制仓壁板(2); (4)安装好第一层预制仓壁板(2)后，继续往下挖除第二层土； (5)在多功能柱(I)内侧安装第二层预制仓壁板(2); (6)按照上述第(4)-(5)步的施工方法，依次向下安装预制仓壁板(2)，直到仓底位置； (7)进行仓底(4)施工； (8)最后进行仓顶(3)施工，即完成地下粮仓的整体结构。
【文档编号】E04H7/30GK106049950SQ201610526884
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】王录民, 揣君, 王振清, 张昊, 梁醒培
【申请人】河南工业大学