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4.3。溫度作用、為解決單體筒倉溫度作用效應的設計問題。本次修訂增加了第4。3 1條,第4.3、11條,但對于群倉的溫度作用.目前仍沒有一種簡單易行且準確可靠的計算方法 只能以設置溫度縫的辦法釋放溫度作用、減少其對群倉結(jié)構(gòu)的溫度效應.沿筒倉高度的溫差假定是不變的 實際是有變化的 但不一定很大,若筒體上下溫差值的變化確實很大并嚴重影響計算結(jié)果時。則應按具體情況分段計算,條文中給出的各種溫度條件,設計時應根據(jù)不同的工況進行組合。眾所周知、溫度作用會使構(gòu)件產(chǎn)生伸長或壓縮變形,當這些變形不受任何約束時,構(gòu)件是不會產(chǎn)生應力的，反之將出現(xiàn)拉。壓應力、約束越大應力也就越大.鋼筋混凝土筒倉結(jié)構(gòu)不可能是理想的彈性體,又因其幾何特性.對溫度變形總是存在約束條件 但又不可能將變形完全約束 因此。可能出現(xiàn)一些微細裂縫。在環(huán)境溫度變化的條件下、只要出現(xiàn)裂縫甚至是很小的裂縫變形、都會改變其約束條件、從而使溫度變化產(chǎn)生的溫度應力變小，本節(jié)條文中的公式完全是按彈性理論建立的、各種結(jié)構(gòu)計算程序也是按彈性理論原理編制的,若不考慮鋼筋混凝土的材質(zhì)并非完全彈性.而是有限彈性體的特性.將導致錯誤的計算結(jié)果并誤導設計者 為此在實際工程計算時、必須根據(jù)具體工況.將其計算結(jié)果乘以本條提供的剛度折減系數(shù)。對計算結(jié)果進行修正,由于圓柱形筒殼結(jié)構(gòu)的幾何特性，有內(nèi)外溫差時，壁面的溫度梯度可按式，4 3、4、1、計算,筒倉溫度作用是按倉壁的壁面溫度而非筒倉周邊的環(huán)境溫度計算的 因此應根據(jù)熱工專業(yè)提供的熱工參數(shù),通過溫度梯度.圖4、3 4。1.求得筒倉的壁面溫差進行筒倉溫度作用的計算.圓形筒倉壁面的低溫側(cè)總是受拉的。反之受壓,4.3、3，4、3。5。當筒倉的內(nèi)外溫差相同時.倉壁或筒壁的溫度作用如同均勻氣壓的作用，只產(chǎn)生殼體的中面溫度應力 可按式.4.3、3，計算.但內(nèi)外溫差不同時。倉壁或筒壁的內(nèi)外表面將出現(xiàn)不同的溫度應力及變形?？砂磮D4。3,4.1及式.4。3,4，3。計算、并可按第4.3。5條的規(guī)定進行效應疊加、太陽的輻射或日照對筒倉倉壁或其直射面 陽面 及陰面與季節(jié)大氣溫差產(chǎn)生的溫度作用是有區(qū)別的,輻射溫度往往大于大氣的環(huán)境溫度,對筒倉的溫度作用也是不可忽略的因素、4.3 6，當倉壁或筒壁出現(xiàn)內(nèi)外溫差時、倉壁或筒壁在其豎向或橫向.經(jīng)向或緯向?？赡艹霈F(xiàn)彎曲。其彎矩值可按式。4。3 6。1.及式,4、3,6.2、計算,公式的推導及來源可參見Theory，of Plates.and Shells，S。Timoshenko。1959,New.York,McGraw Hill.Book Company，及.特種結(jié)構(gòu),2012年第1期、這兩個公式計算的都是按軸對稱圓柱形彈性薄殼在溫度作用下.倉壁或筒壁豎向及橫向截面上產(chǎn)生的彎矩、由于殼體是空間結(jié)構(gòu)，在一個方向發(fā)生彎曲時.另一方向必然也有彎曲、其差值就是按泊松比的影響確定的，在計算倉壁或筒壁的彎曲溫度應力時。同一點豎向及橫向的溫度狀態(tài)應該是相同的 按橫向計算的彎矩值對豎向及按豎向計算的彎矩值對橫向。同一種材料的筒倉,都需乘以同樣的泊松比μ.因此可按本條的附注進行計算、可參見Thin Shell,Concrete,Structures,David P、Billington,1982,New、York.McGraw。Hill.Book.Company、4。3，7.對高緯度地區(qū)的大型圓形淺倉 陽面與陰面的日照及輻射溫差較大、對筒倉溫度作用力的影響應依據(jù)當?shù)貧庀筚Y料進行設計,4,3,9，貯料的彈性模量應由工藝專業(yè)通過實驗確定、在沒有可供設計參考的資料時?？砂幢緱l的公式進行計算，貯料的彈性模量有裝.卸料之分.由于卸料的彈性模量對結(jié)構(gòu)計算是不利的，故作為計算釆用值 4。3,10.我國建材行業(yè)的水泥熟料。自出窯后經(jīng)過一系列的傳送設備.設施到達貯料筒倉 入倉溫度應控制在200、以下.這是我國水泥工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)對筒倉設計的要求,在正常情況下、貯料入倉的溫度在150，左右 非正常情況則超過200 據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)工作人員的反映,瞬間峰值溫度可達350.以上 這種溫度工況與煙囪相似 但電廠的高溫煙氣自鍋爐排放后,經(jīng)各種除塵設備,引風機及較長的煙道進入煙囪 已經(jīng)有一個很長的降溫過程，因此。煙囪的煙氣溫度是可控的，即使超溫.煙囪筒壁的內(nèi)側(cè)都設置有耐火磚.空氣隔熱層 可有效地進一步降低傳至煙囪內(nèi)壁面的溫度、煙囪設計是由于煙氣溫度大于150，時 煙囪的底部，基礎在煙氣溫度,混凝土收縮，蠕變及其他復雜因素影響下、形成裂縫、為符合正常使用極限狀態(tài)下不出現(xiàn)裂縫的要求，確定煙氣的允許溫度為150,但該值并不是工程設計應該計算的最不利設計值 鋼筋混凝土水泥熟料簡倉倉壁的內(nèi)表面，除溫度作用外,還有貯料對倉壁的側(cè)壓力，摩擦力及裝料時貯料撞擊倉壁的作用力等.雖然筒倉的溫度作用看似與煙囪相同,但其使用功能完全不同 兩種構(gòu)筑物沒有可比性,筒倉不具備設置與煙囪相同的內(nèi)隔熱層的條件.如要將貯料入倉允許溫度控制在150,以下,勢必要將現(xiàn)有水泥工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的工藝流程。設備。設施進行系列改造。這顯然是不可行的事.為此，在高溫條件下，筒倉結(jié)構(gòu)釆用受熱鋼筋混凝土是解決熱貯料問題的最易行的辦法，按受控最高溫度不大于200.的最不利值進行設計 而不是與之相反、才能確保水泥熟料筒倉在符合正常使用極限狀態(tài)下安全運行的要求 鋼筋混凝土筒倉結(jié)構(gòu)能否承受不大于200.的溫度作用、只要了解了我國有關(guān),的科研部門以大量的科學檢測，試驗及工程實踐調(diào)查為依據(jù)確定的鋼筋混凝土在高溫作用下的物理力學特征及國際.國內(nèi)有關(guān)設計資料.就能得到滿意的答復、鋼筋混凝土在高溫作用下的物理力學特征 1?；炷恋呐R界溫度達到580。后、其表面會產(chǎn)生大量裂縫.并發(fā)生爆裂和露筋現(xiàn)象 冷卻后的構(gòu)件出現(xiàn)爆裂和露筋.說明構(gòu)件截面的溫度梯度變化很大,混凝土在高溫作用下及高溫冷卻后的力學性能基本上是隨溫度的升高而降低、混凝土的強度隨溫度的變化與混凝土的強度等級，骨料品種。溫度持續(xù)時間及冷卻方式等因素有關(guān)，但隨著溫度的升高，這些因素的影響并不明顯,總的趨向是強度隨著溫度的升高而下降.溫度升至100、時，混凝土空隙中的游離水開始大量蒸發(fā),混凝土內(nèi)的微觀結(jié)構(gòu)基本未受到大的影響.混凝土的力學性能稍有下降 但沒有太大的改變.當溫度升到200,300。時?；炷林械奈锢砘瘜W結(jié)合水逐步排出并氣化逸出，水泥石有一定的收縮而骨料卻無大的膨脹。雖然造成了一部分微觀破壞,但由于內(nèi)部水分大量的逸出、需要提供相應的熱能。從而使混凝土內(nèi)的熱應力的作用減少。同時,混凝土水泥石中未反應的水泥殘存熟料重新加速水化，使混凝土強度減小的因素小于使混凝土強度增大的因素，因此。在此溫度作用范圍內(nèi).混凝土的強度不但沒有減小反而會出現(xiàn)略高于在正常溫度下的強度這一有趣的現(xiàn)象、當溫度升到400 后，混凝土中的水泥石產(chǎn)生相反的變形.膨脹，因此 在骨料與水泥石界面之間引起變形差異，混凝土的內(nèi)應力在骨料與水泥石之間的膠結(jié)面上產(chǎn)生.混凝土的力學性能進一步的下降 隨著溫度的升高。達到500，以后，由于水泥石中的氫氧化鈣等水化物的脫水、分解導致水泥石破壞,水泥石與骨料之間的變形增大 裂縫由此產(chǎn)生.在此溫度下混凝土的抗壓強度下降約1，3,在高溫冷卻后的強度下降1.2,其中水冷卻比自然冷卻的抗壓強度下降得更大 當溫度達到700,800 以后。骨料的熱膨脹加劇。開始分解 使骨料與水泥石的熱變形差異劇增 混凝土的粘結(jié)力破壞、接觸界面裂縫進一步發(fā)展.混凝土在此溫度作用下的抗壓強度降低約2，3、在自然冷卻后的抗壓強度降低也約為2,3,在水冷卻后的抗壓強度下降得更大，這就是高溫作用下混凝土折減系數(shù)制訂的依據(jù)、2 鋼筋在高溫和冷卻后的強度折減系數(shù)由于各種鋼筋所含成分 制造工藝的不同，在高溫作用下其抗拉強度的變化也略有不同。普通熱軋低碳鋼筋在溫度大于200,時屈服消失。出現(xiàn)強化顯現(xiàn)，各種鋼筋在溫度小于400。時強度下降不明顯 溫度大于400 后強度下降顯著 溫度達到600。后.各種鋼筋抗拉強度下降的趨勢相同。說明鋼筋已達到變態(tài)點溫度.而鋼筋冷卻后其屈服點及抗拉強度與常溫相比降低有限.其延伸率也是如此。3、混凝土在高溫作用后。其彈性模量及混凝土與鋼筋間的粘結(jié)強度隨溫度的升高而降低.溫度達到400、以后 混凝土彈性模量Ec下降的速度比混凝土抗壓強度降低的速率更為迅速。下降約60，左右，在此溫度下,由于混凝土與鋼筋間的粘結(jié)強度的降低.HPB23級鋼筋與HRB33級鋼筋本身的摩阻力和咬合力不同,因而在高溫作用后粘結(jié)強度的下降程度也有所不同.HPB235級鋼筋在500，以后粘結(jié)強度下降50，HRB335級鋼筋下降不到20，溫度達到700，800。以后,混凝土的彈性模量幾乎為零.此時 混凝土與HPB235級鋼筋間的粘結(jié)強度已全部喪失 HRB335級鋼筋也喪失了60.這就是在高溫作用下、混凝土及鋼筋各折減系數(shù)制訂的依據(jù).混凝土高溫作用下的抗壓強度折減系數(shù)、混凝土高溫自然冷卻后抗壓強度折減系數(shù) 混凝土高溫水冷卻后抗壓強度折減系數(shù)。高溫冷卻后混凝土彈性模量折減系數(shù)，高溫冷卻后混凝土與鋼筋粘結(jié)強度折減系數(shù).高溫作用下鋼筋強度折減系數(shù)和HRB335鋼筋高溫冷卻后強度折減系數(shù)見表2。表8，綜上所述,按以上論證可以確定、筒倉熱貯料的控制溫度不大于200，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)幾乎沒有影響。因此本標準結(jié)合我國多年來水泥筒倉設計的實踐經(jīng)驗、參考 冶金工業(yè)廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗熱設計規(guī)程,YS,12、79,火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準、CECS,252.2009。國際混凝土協(xié)會、混凝土結(jié)構(gòu)設計.法國筒倉設計與計算.歐洲筒倉規(guī)范，Eurocode EN，1992。3 104、This，code,is，valid,for,stored,materials which are、permanently、at。a,temperature、between 40,and.200.的規(guī)定及本標準附錄E規(guī)定的受熱鋼筋混凝土的設計參數(shù)等。釆用控制溫度不大于200,設計熱貯料的筒倉 完全是可行的 且能達到安全運行的要求,