[实用新型]预应力钢结构与混凝土组合的浅圆仓结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种仓储结构，特别涉及一种预应力钢结构与混凝土组合的仓储结构。

背景技术

目前，仓储结构，特别是大直径、大容量的浅圆仓体系的结构，均大量使用混凝土或预应力混凝土建造。通常情况下，混凝土体系的浅圆仓结构为了克服仓内散体推力和由此推力形成柱底弯矩，需要在外围设置截面巨大的扶壁柱或者直接采用超厚的混凝土墙体。然而这两种结构都存有如下弊病：当采用巨大的混凝土截面时，截面中只有两弯矩作用方向的内外侧的结构材料可以比较充分的发挥作用，工作应力较高，而截面中间部分的材料工作应力很低，不能充分发挥材料的作用。其次，由于混凝土最小配筋率的限制，巨大混凝土截面内需要配置大量钢筋，而截面中间部分配置的钢筋工作应力同样很低，无法充分发挥钢材高抗拉的材料优势。另外，混凝土的浅圆仓结构在承受仓内散体推力荷载过程中，各扶壁柱基本各自为阵，特别是当仓内储存物局部堆载的情况下，各扶壁柱相互之间联系差，其他扶壁柱为堆载区提供的刚度小，受力整体性能差。同时仓内推力在柱底截面处形成巨大弯矩并直接传递到基础，造成基础截面也相当巨大。混凝土的浅圆仓结构中扶壁柱之间的混凝土墙体受力跨度大，并且墙体受力形式为单向板受力，而板块跨中弯矩大，这就造成墙体需要很厚的截面，且配筋量大成本高。即使设置混凝土环梁，也会由于环梁处于拉弯受力状态，需要巨大的墙体截面及海量配筋才能满足受力及设计要求。再者，混凝土浅圆仓结构均使用巨大的混凝土结构截面，建造施工过程中模板工程量巨大，施工周期长，工序复杂。同时还面临超大体积混凝土浇筑问题，及超长混凝土结构温度应力问题。

除此之外，混凝土本身是脆性材料，抗拉强度极小，混凝土或预应力混凝土仓储体系的结构在仓内储藏散体材料向外的推力作用下极其容易开裂，开裂后混凝土体系的耐久性能就迅速下降，因此为了保证仓储结构的安全，结构需要使用巨大的截面，同时配置很多钢筋，才能满足设计及使用需求。此时仓储结构体系中的大部分材料都处于低应力工作状态，既不能充分发挥混凝土材料的廉价而耐压的性能，也不能充分发挥钢材的高抗拉性能。由此造成浅圆仓体系的建造成本居高不下。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种预应力钢结构与混凝土组合的浅圆仓结构，要解决现有结构的截面面积大、钢筋和混凝土用量多、材料性能不能被充分利用、结构整体性差、以及施工难度大、施工速度慢，施工成本高的技术问题。

为实现上述技术目的，本实用新型采用如下技术方案。

一种预应力钢结构与混凝土组合的浅圆仓结构，包括圆筒状的混凝土墙体，其特征在于：所述混凝土墙体的外侧设有钢管混凝土结构支撑，所述钢管混凝土结构支撑包括沿混凝土墙体外表面间隔布置的一圈竖向支撑，以及由上而下竖向间隔设置在混凝土墙体外表面上的若干道环型钢梁圈。

所述竖向支撑包括内侧竖直柱肢、外侧斜柱肢和将内侧竖直柱肢与外侧斜柱肢固定连接起来的腹杆，其中内侧竖直柱肢贴在混凝土墙体的外表面上。

所述环型钢梁圈是由处在同一水平面上的横向钢梁支撑通过横向钢梁支撑与内侧竖直支柱连接节点连接而成的，所述横向钢梁支撑刚性连接或者铰接连接在相邻内侧竖直支柱之间，并且横向钢梁支撑贴在混凝土墙体的外表面上。

所述钢管混凝土结构支撑还包括有设置在上下相邻的两横向钢梁支撑之间的环向预应力束，所述环向预应力束设置在内侧竖直柱肢上。

优选的，所述横向钢梁支撑为张弦式预应力钢梁或者为无预应力钢梁。

优选的，所述张弦式预应力钢梁，包括弧形钢梁、纵向撑杆和预应力钢筋束，其中弧形钢梁贴在混凝土墙体的外表面上，纵向撑杆的固定端焊接连接在弧形钢梁的中部；所述预应力钢筋束对称连接在纵向撑杆与弧形钢梁之间，并且预应力钢筋束的一端与纵向撑杆的自由端连接、另一端与弧形钢梁连接。

优选的，所述腹杆包括水平腹杆和斜腹杆；所述水平腹杆和斜腹杆的节点均设在与环型钢梁圈的高度平齐的位置处。

优选的，所述内侧竖直柱肢和外侧斜柱肢为空钢管或钢管混凝土杆件。

优选的，所述内侧竖直柱肢为方形柱肢或圆形柱肢，外侧斜柱肢为方形柱肢或圆形柱肢。

优选的，所述腹杆为型钢或者空钢管或钢管混凝土杆件。

优选的，所述环向预应力束在竖向支撑位置使用索夹或滑槽装置与内侧竖直柱肢连接。

优选的，所述混凝土墙体为先预制后安装的混凝土墙体或者现浇混凝土墙体。