钢结构散装粮食平房仓墙体抗侧力体系概述

◎ 郭建勇，戚迎花

（郑州中粮科研设计院有限公司，河南 郑州 450053）

散装平房仓具有粮食适储性好、吨粮造价低的特点，在我国已有的仓型中使用最为广泛。根据我国国情，今后一段时间内随着仓储结构的发展，将会出现许多新仓型，但平房仓仍将是我国主要仓储类型之一。

根据存储介质的不同，可分为散装平房仓、包装平房仓。散装平房仓承受粮食堆高范围内的侧压力，一直以来主要采用烧结实心砖，增设扶壁柱或采用T形截面墙体等结构形式，通过增加墙体较厚度提高墙体截面惯性矩来提高其抗侧力。包装平房仓用于存储包装成品粮，仓体侧壁不承受水平作用，仓型结构形式选择灵活，墙体设计要求相对散装平房仓较低[1]。

散装平房仓目前最常用的结构形式为钢筋混凝土柱来抵抗粮食侧压力，同时砌体内设置钢筋混凝土水平联系梁。对东北等严寒地区每年宜于施工的时间较短，对仓储建筑施工周期要求较短[2]。且现阶段，面对钢结构行业发展形势和机遇，国家大力鼓励产业用钢、提倡节能减排，建筑业正向着绿色建筑和建筑产业现代化发展转型。因此，对钢结构散装粮食平房仓的设计、研究仍有其必要性。

1 墙体抗侧力体系

钢结构散装粮食平房仓一般采用门式钢架结构。相较于普通门式钢架结构受力形式，墙体完全上摒弃以往采用C型檩条加彩钢板的形式。粮食侧压力作为一种特殊的荷载形式通过墙体抗侧力体系作用于门架上面。粮食的摩擦力与侧压力首先传递到纵墙上，再由墙体联系梁传递到门架柱上，最终传递到地基基础。此类平房仓具有跨度大、堆粮高度高等特点。

1.1 混凝土联系梁抗侧力体系

混凝土联系梁抗侧力体系如图1所示，该体系的结构形式采用砖砌体墙、水平混凝土联系梁、门式钢架柱。该体系在保留传统排架体系墙体形式的同时，可以采用更为轻型的屋面结构，以达到实现更大跨度的目的。由于采用了砖砌体墙、混凝土水平联系梁，该结构形式依然需按传统排架结构设置温度变形缝。在施工方面，由于需要浇注混凝土该体系并不能体现钢结构快速装配施工的优势，且依然需要考虑冬季施工的情况，对气候较为敏感。

图1 混凝土联系梁抗侧力体系图

1.2 型钢联系梁抗侧力体系

型钢联系梁抗侧力体系如图2所示，该体系的结构形式采用压型钢板、型钢水平联系梁、门式钢架柱。该体系属于门式钢架结构，墙体抗侧力体系全部采用钢材。粮食的摩擦力与侧压力由压型钢板传递给水平型钢联系梁，再传递到门架柱，最后传递给基础。区别于混凝土联系梁抗侧力体系，该体系为纯钢结构形式，其墙体纵向变形能力高于排架结构，实际工程中往往无需设置温度收缩缝。在施工方面，可充分发挥钢结构的优势，对东北等严寒地区，可在冬季施工，对气候的适应性较强；对工期要求较短的项目，此种结构体系可满足快速化装配施工的要求。

水平联系梁由于采用型钢，其截面远小于门架柱，因此施工时只能与门架柱内对齐，或外对齐，由于抗侧力要求宜内对齐。型钢水平联系梁内对齐时，墙体外侧安装墙面板时需增设墙面檩条。

图2 型钢联系梁抗侧力体系图

1.3 水平桁架联系梁抗侧力体系

水平桁架联系梁抗侧力体系如图3所示，该体系的结构形式采用压型钢板、水平桁架联系梁、门式钢架柱。与型钢联系梁抗侧力体系相比，此结构形式最大的特点是水平联系梁采用桁架梁而不是型钢，其他基本相同。

图3 水平桁架联系梁抗侧力体系图

将桁架代替型钢来作为水平联系梁有以下优点：①作为受弯构件，相对于型钢，桁架可在提供同等抗力的条件下更加节约钢材。②控制桁架上下弦杆外边缘尺寸与门架柱截面高度相同，可直接在墙体内、外侧安装墙面板，进而省去墙面檩条，减少安装工序及材料。

2 经济指标及适用性

从材料用量、人工费、施工周期、冬季施工、气密性五个方面将上述3种墙体抗侧力体系对比分析，如表1所示，3种墙体抗侧力体系各有利弊，实际设计中应根据工程的实际情况来选择采用哪一种墙体抗侧力体系。

表1 3种墙体抗侧力体系对比表

钢结构平房仓可实现快速装配式施工，施工周期短，可满足诸如东北等严寒地区对施工条件的特殊要求。钢结构平房仓通常采用轻型屋盖，可实现大跨度[3]。由于此种仓型采用钢结构装配，使得平房仓的密闭性较差，且后期防腐维护成本较高。

3 结论

结论如下：①结构方面，水平桁架联系梁抗侧力体系有更好的力学特性。②施工方面，水平桁架联系梁可取代墙面檩条以简化墙面板安装工序。③通过3种墙体抗侧力体系的在经济性、适用范围等方面的对比，结构设计人员在结构选型阶段提供参考。