■趙永國(guó) ■中煤第三建設(shè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司第33工程處，安徽 宿州 234000

筒倉(cāng)是一種被用來(lái)貯存散裝物料的倉(cāng)庫(kù)形式之一，其根據(jù)所應(yīng)用到的行業(yè)的不同，大致可以分為兩個(gè)類(lèi)型，具體包括農(nóng)業(yè)筒倉(cāng)和工業(yè)筒倉(cāng)。其中，農(nóng)業(yè)筒倉(cāng)就是用來(lái)儲(chǔ)藏糧食、飼料、肥料等的倉(cāng)庫(kù);工業(yè)筒倉(cāng)則是用來(lái)儲(chǔ)存工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所需要物料，例如焦炭、水泥、食鹽、煤炭等。目前我國(guó)對(duì)于這類(lèi)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，并且還在進(jìn)一步推動(dòng)機(jī)械化筒倉(cāng)的建設(shè)，實(shí)現(xiàn)物料儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)的一體化和自動(dòng)化，增加我國(guó)的工業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。以下簡(jiǎn)要針對(duì)其相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行論述。

1 筒倉(cāng)的地震損壞情況

隨著現(xiàn)代科技技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)于鋼筋混凝土立筒倉(cāng)的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，應(yīng)用數(shù)量也越來(lái)越多。但同時(shí)，我國(guó)近幾年發(fā)生的地震類(lèi)自然災(zāi)害數(shù)量也在不斷上升，而立筒倉(cāng)在地震當(dāng)中產(chǎn)生損害時(shí)難以避免的。我國(guó)的地理位置處于地中海地震帶和太平洋地震帶的中間位置，也屬于地震災(zāi)害較為多發(fā)的國(guó)家之一，根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，中國(guó)大陸地區(qū)的地震總數(shù)大約是全球的1/3，并且其中也不乏大型的地震，而在這些地震當(dāng)中以唐山大地震最為著名，當(dāng)時(shí)在唐山地區(qū)的柱承式圓形立筒倉(cāng)受到了嚴(yán)重的損害，其破壞面積達(dá)到了28%以上，而當(dāng)時(shí)仍然在使用的柱承式方形筒倉(cāng)的破壞面積則將近70%左右。由此可見(jiàn)，在當(dāng)時(shí)的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展條件下，地震災(zāi)害對(duì)于我國(guó)立筒倉(cāng)的破壞性較大，因此我國(guó)也就加大了對(duì)于立筒倉(cāng)抗震性能的研究，但是與目前我國(guó)立筒倉(cāng)的應(yīng)用程度相比，其抗震性能的研究還處于明顯滯后的情況，這主要與我國(guó)大部分地區(qū)地震發(fā)生率較低有著一定的聯(lián)系，需要相關(guān)研究者進(jìn)行更加深入的研究。

2 立筒倉(cāng)抗震性能的國(guó)內(nèi)外研究

對(duì)于立筒倉(cāng)的抗震性能研究已經(jīng)不是新型的課題，其早在上個(gè)世紀(jì)60年代末印度學(xué)者的研究就已經(jīng)開(kāi)始了，當(dāng)時(shí)印度的學(xué)者主要針對(duì)于當(dāng)時(shí)應(yīng)用的筒倉(cāng)進(jìn)行了自振頻率的研究，但是在之后的十多年時(shí)間里國(guó)際上再?zèng)]有研究者對(duì)這一課題進(jìn)行研究。直到上個(gè)世紀(jì)80年代才又重新由日本學(xué)者進(jìn)行了研究，其主要是對(duì)立筒倉(cāng)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)進(jìn)行研究，并引入了軸對(duì)稱(chēng)有限元法進(jìn)行模擬。在這方面的研究上面日本地區(qū)的學(xué)者研究的較為深入，因?yàn)槿毡镜貐^(qū)屬于世界地震高發(fā)區(qū)域，其地震的發(fā)生次數(shù)較我國(guó)要多很多。但是我國(guó)學(xué)者對(duì)于這一問(wèn)題也同樣進(jìn)行了相應(yīng)的研究，尤其是對(duì)于筒承式立筒倉(cāng)的抗震性能進(jìn)行了深入的研究，并且得出了如何計(jì)算立筒倉(cāng)的自振頻率，如何有效對(duì)立筒倉(cāng)本身的剛度進(jìn)行增加等，并對(duì)在地震發(fā)展的過(guò)程中如何加強(qiáng)立筒倉(cāng)本身的彈性或彈塑性反應(yīng)進(jìn)行了相應(yīng)的研究。根據(jù)相關(guān)研究可以看出，假設(shè)當(dāng)立筒倉(cāng)隨著地基進(jìn)行平行移動(dòng)的過(guò)程中，立筒倉(cāng)的倉(cāng)底向上的部分大約占據(jù)立筒倉(cāng)內(nèi)總質(zhì)量80%左右的散粒體會(huì)隨著立筒倉(cāng)一起進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，并且其對(duì)于倉(cāng)壁來(lái)說(shuō)沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的產(chǎn)生，而剩下的20%散粒體則會(huì)與倉(cāng)壁產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這也就使得立筒倉(cāng)本身要承受相當(dāng)于自身重量80%左右的重力的影響，在地震災(zāi)害過(guò)程中會(huì)直接影響立筒倉(cāng)的損壞情況。

3 柱承式立筒倉(cāng)的抗震性能分析

相比于筒承式立筒倉(cāng)，柱承式立筒倉(cāng)的產(chǎn)生年代較早，發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，但是根據(jù)相關(guān)調(diào)查可以看出，柱承式立筒倉(cāng)的結(jié)構(gòu)存在著一定的缺陷，雖然其能夠儲(chǔ)存更多的物料，但是在地震當(dāng)中其所受到的破壞更大，并且嚴(yán)重破壞或倒塌的情況占了22%-47%之間。其之所以受到這么大的破壞，主要原因在于柱承式立筒倉(cāng)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，其支撐柱與立筒倉(cāng)體本身的剛度存在著一定的差距，而這種差距就會(huì)導(dǎo)致在受到外界振動(dòng)影響的情況下，支撐柱頂部與倉(cāng)體連接處很容易造成應(yīng)力的集中，并且支撐柱由于其特殊的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，導(dǎo)致其中心位置比較高，軸壓相對(duì)較大，自身形變能力具有著一定的限制性，也就造成了這種結(jié)構(gòu)抗震性能較為欠缺。圖1為柱承式立筒倉(cāng)，2-2為柱承式立筒倉(cāng)的剖面圖。

圖1 柱承式立筒倉(cāng)

在實(shí)際地震災(zāi)害過(guò)程當(dāng)中，柱承式筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)都會(huì)遭到一定的破壞，其主要的破壞位置在于支撐柱位置，我國(guó)國(guó)內(nèi)的大部分筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)抗震性能研究都是圍繞著支撐柱抗震性能的角度進(jìn)行考慮，其中以扭轉(zhuǎn)效率的研究最為深入。在實(shí)際災(zāi)害發(fā)生過(guò)程中，柱承式筒倉(cāng)的支撐柱當(dāng)中角柱所受到的扭轉(zhuǎn)力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于內(nèi)柱，因此角柱所受到的破壞性要大。這主要是由于在地震發(fā)生階段，柱承式筒倉(cāng)所受到的應(yīng)力大部分是由支撐柱所分擔(dān)，其中角柱所受到的應(yīng)力平衡性較差，極容易產(chǎn)生斷裂或扭曲的情況，因此在增加這類(lèi)支撐柱抗震性能的過(guò)程中應(yīng)考慮如何增強(qiáng)角柱的抗震平衡性，如何使角柱能夠在振動(dòng)過(guò)程中受力均勻，避免出現(xiàn)斷裂的情況。

4 筒承式立筒倉(cāng)的抗震性能分析

與柱承式立筒倉(cāng)相比，筒承式立筒倉(cāng)具有著極為明顯的優(yōu)勢(shì)，其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中的受力情況比較明顯，并且可以利用滑膜施工技術(shù)，有效提高整體施工進(jìn)度，節(jié)省施工成本。同時(shí)，這類(lèi)立筒倉(cāng)在施工過(guò)程中會(huì)對(duì)支撐環(huán)節(jié)建造圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在抗震性能方面比柱承式立筒倉(cāng)要好很多。其主要是由于在施工過(guò)程中其施工技術(shù)比較先進(jìn)，混凝土材料的強(qiáng)度也比較高。與此同時(shí)，在對(duì)倉(cāng)體和倉(cāng)下的制成結(jié)構(gòu)連接處進(jìn)行處理時(shí)比較嚴(yán)格，保證了在受外界應(yīng)力影響時(shí)，其變形情況相對(duì)較為平緩，避免了柱承式立筒倉(cāng)在受到外力作用的過(guò)程中變形突然的危害。根據(jù)相關(guān)實(shí)際統(tǒng)計(jì)也可以看出，在唐山、汶川、青海等地區(qū)發(fā)生的各級(jí)地震當(dāng)中，立筒倉(cāng)雖然也發(fā)生了較大的損害，但其中大部分均屬于柱承式立筒倉(cāng)，而筒承式立筒倉(cāng)則很少有發(fā)生倒塌的情況。這主要是由于筒承式立筒倉(cāng)在受到外界應(yīng)力變化影響時(shí)，其支撐結(jié)構(gòu)的形變較為平緩，使得倉(cāng)體本身所受到的沖擊較小，并且大部分的應(yīng)力均有筒承式結(jié)構(gòu)進(jìn)行分擔(dān)，即使筒承式結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞導(dǎo)致倉(cāng)體掉落地面，所造成的損害也非常小，并不會(huì)對(duì)倉(cāng)體本身造成較大的影響。為了進(jìn)一步提高這一立筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)的抗震性能，我國(guó)的研究者也進(jìn)行了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，施工地點(diǎn)的地基與筒承式立筒倉(cāng)在相互作用下所產(chǎn)生的自振頻率如果能夠與周?chē)牡刭|(zhì)自振頻率保持一致性，就會(huì)使這一立筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)一步提升，增加筒承式立筒倉(cāng)的安全性。圖2為筒承式立筒倉(cāng)，1-1為筒承式立筒倉(cāng)的剖面圖。

圖2 筒承式立筒倉(cāng)

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，糧食、物資以及生產(chǎn)材料的儲(chǔ)備是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的必要物質(zhì)基礎(chǔ)，由此可見(jiàn)，進(jìn)一步推廣立筒倉(cāng)貯存方式和筒承式立筒倉(cāng)技術(shù)是重中之重，并且還應(yīng)該不斷對(duì)其進(jìn)行研究，提高立筒倉(cāng)的抗震性能，增強(qiáng)其貯存安全性。

［1］王命平，孫芳，高立堂，荊超，滕鍇，耿樹(shù)江．筒承式群倉(cāng)的地震作用分析及試驗(yàn)研究［J］．工業(yè)建筑，2015，35(10):30-32．

［2］孫景江，江近仁．鋼筋混凝土柱承式貯倉(cāng)的地震反應(yīng)分析［J］．地震工程與工程振動(dòng)，2010，10(03):14-16．

［3］滕鍇，王命平，耿樹(shù)江．筒承式群倉(cāng)有限元分析及自振基頻的簡(jiǎn)化計(jì)算［J］．特種結(jié)構(gòu)，2012，23(04):34-36．