4.3 地震作用
4.3.1 粮食钢板筒仓可按单仓计算地震作用,并应符合下列规定:
1 可不考虑粮食对于仓壁的局部作用;
2 落地式平底粮食钢板筒仓可不考虑竖向地震作用。
钢板群仓,由于施工、维修等操作要求,筒与筒之间需留一定间隙,故地震作用可按单仓来计算。
地震时仓内储粮并非完全作为荷载作用于仓壁,而是在一定程度上衰减地震能量并能对仓壁起一定的支承作用。但储粮与仓壁之间的相互作用机理目前还不清楚。参照现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191的相关规定,可不考虑地震时储粮对仓壁的局部作用。
落地式平底粮食钢板筒仓,储粮竖向压力完全由仓内地面承担,不必计算竖向地震作用。
4.3.2 在计算粮食钢板筒仓的水平地震作用时,重力荷载代表值应取储粮总重的80%,重心应取储粮总重的重心。
由于粮食为散粒体,地震时,散体颗粒与颗粒之间的相互运动摩擦会引起地震能量的衰减,但目前还不能得出定量的分析方法。为设计使用上的方便,参考现行国家标准《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077和《构筑物抗震设计规范》GB 50191的有关规定,取满仓粮食总重量的80%作为其计算地震作用时的重力荷载代表值。
4.3.3 粮食钢板筒仓的水平地震作用,可采用底部剪力法或振型分解反应谱法进行计算。
落地式平底粮食钢板筒仓,相当于下端固定于地面,沿高度质量基本均匀分布的悬臂构件。由于粮食钢板筒仓高径比一般不大,故按整体考虑时,具有较大的抗侧刚度,且筒仓装满粮食后,其实际刚度要比仅考虑筒仓壁计算的刚度大得多。因此在地震过程中可以把落地式平底粮食钢板筒仓近似看作一刚性柱体,而随地面一起振动。实际设计时,为简化计算,在采用底部剪力法计算落地式平底粮食钢板筒仓的水平地震作用时,地震影响系数偏于安全地按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的最大值直接取用。
柱子支承或柱与筒壁共同支承的筒仓装满粮食时,仓体部分可以看作为支承于柱顶(筒壁)的刚性整体。若无仓上建筑或仓上建筑重力荷载很小,则可按单质点模型分析;若仓上建筑重力荷载较大,则应按多质点模型分析。
仓上建筑的抗侧移刚度远小于下部粮食钢板筒仓的抗侧移刚度,在地震作用下会产生较大的鞭鞘作用,参照现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB 50191的有关规定,取仓上建筑的水平地震作用增大系数为3。
4.3.4 柱子支承的粮食钢板筒仓,采用底部剪力法计算水平地震作用时可采用单质点体系模型,并符合下列规定:
1 单质点位置可设于柱顶;
2 仓下支承结构的自重按30%采用;
3 水平地震作用的作用点,位于仓体和储料的质心处;
4 仓上建筑的水平地震作用,可按刚性地面上的单质点或多质点体系模型计算,计算结果应乘以增大系数3,但增大的地震作用效应不应向下部结构传递。
4.3.5 落地式平底粮食钢板筒仓的水平地震作用,可采用振型分解反应谱法,也可采用下述简化方法进行计算:
1 筒仓底部的水平地震作用标准值可按下式计算:
2 水平地震作用对筒仓底部产生的弯矩标准值可按下式计算:
3 沿筒仓高度第i质点分配的水平地震作用标准值可按下式计算:
式中:FEk——筒仓底部的水平地震作用标准值;
αmax——水平地震影响系数最大值,按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定进行取值;
Gsk——筒仓自重(包括仓上建筑)的重力荷载代表值;
Gmk——储粮的重力荷载代表值;
MEk——水平地震作用对筒仓底部产生的弯矩标准值;
hs——筒仓自重(包括仓上建筑)的重心高度;
hm——储粮总重的重心高度;
Fik——沿筒仓高度第i质点分配的水平地震作用标准值;
Gik——集中于第i质点的重力荷载代表值;
hi——第i 质点的重心高度。
4.3.6 抗震设防烈度为8度和9度时,仓下漏斗与仓壁的连接焊缝或螺栓,应进行竖向地震作用计算,竖向地震作用系数可分别采用0.1和0.2。
4.3.7 粮食钢板筒仓仓体可不进行抗震验算,但应采取抗震构造措施。
4.3.8 抗震烈度为7度及以下时,仓下支承结构与仓上建筑,可不进行抗震验算,但应满足抗震构造措施要求。