前言

中华人民共和国国家标准

粮食钢板筒仓设计规范

Code for design of grain steel silos

GB 50322-2011

主编部门：国 家 粮 食 局

批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部

施行日期：2 0 1 2 年 6 月 1 日

中华人民共和国住房和城乡建设部公告

第1097号

关于发布国家标准

《粮食钢板筒仓设计规范》的公告

现批准《粮食钢板筒仓设计规范》为国家标准，编号为GB 50322-2011，自2012年6月1日起实施。其中，第4.1.1、4.2.3、5.1.2、5.5.3(3)、6.4.2、8.1.2、8.6.1条(款)为强制性条文，必须严格执行。原《粮食钢板筒仓设计规范》GB50322-2001同时废止。

本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。

中华人民共和国住房和城乡建设部

二O一一年七月二十六日

前 言

本规范是根据住房和城乡建设部《关于印发<2009年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2009]88号)的要求，由郑州粮油食品工程建筑设计院和郑州市第一建筑工程集团有限公司会同有关单位在原《粮食钢板筒仓设计规范》GB 50322-2001的基础上修订而成的。

本规范在编制过程中，编制组经广泛调查研究，认真总结实践经验，参考有关标准，并在广泛征求意见的基础上，最后经审查定稿。

本规范共分9章和6个附录，主要技术内容包括：总则、术浯和符号、基本规定、荷载与荷载效应组合、结构设计、构造、工艺设计、电气、消防。

本规范修订的主要技术内容是：增加了肋型粮食钢板筒仓、保温粮食钢板筒仓两种仓型；修订了粮食荷载与仓壁稳定计算的相关参数，完善了筒仓荷载计算方法的相关规定；增加了新材料、新构造的规定；修订了仓体工艺电气设备配置要求等内容。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由国家粮食局负责日常管理，由郑州粮油食品工程建筑设计院负责具体技术内容的解释。本条文在执行过程中如有意见或建议，请寄送郑州粮油食品工程建筑设计院(地址：郑州高新技术产业开发区莲花街，邮政编码：450001)。

本规范主编单位、参编单位，主要起草人和主要审查人：

主编单位：郑州粮油食品工程建筑设计院

郑州市第一建筑工程集团有限公司

参编单位：河南工业大学

国贸工程设计院

中煤国际工程集团北京华宇工程有限公司

中冶长天国际工程有限责任公司

江苏正昌粮机股份有限公司

江苏牧羊集团有限公司

哈尔滨北仓粮食仓储工程设备有限公司

主要起草人：袁海龙 郭呈周 雷 霆 李 遐 侯业茂

马志强 李江华 梁彩虹 刘海燕 郭金勇

吴 强 肖玉银 汪红卫 郝卫红 陈华定

郑 捷 光迪和 郝 波 刘廷瑜 高晓青

朱贤平 钱杭松 何 宇

主要审查人：崔元瑞 张振镕 赵锡强 朱同顺 刘继辉

朱文宇 张义才 徐玉斌 刘勇献 丁保华

1总则

1  总    则

1.0.1  为总结我国粮食钢板筒仓建设经验，使粮食钢板筒仓设计做到安全可靠、技术先进、经济合理，制定本规范。

▼ 展开条文说明
1.0.1  在我国用薄钢板装配或卷制而成的粮食钢板筒仓，是近二十多年引进、发展起来的新技术。粮食钢板筒仓具有自重轻、建设工期短、便于机械化生产等优点，在粮食、食品、饲料、轻工等行业已广泛使用。
2000年首次编制了《粮食钢板筒仓设计规范》GB 50322-2001，在使用过程中，发生过粮食钢板筒仓变形、开裂、倒塌等事故。为使粮食钢板筒仓技术健康发展，做到安全可靠、技术先进、经济合理，在总结十多年粮食钢板筒仓的建仓实践和建设经验，参考国外有关标准、规范和技术资料，在原规范基础上特修订本规范。

1.0.2  本规范适用于平面形状为圆形，中心装、卸料的粮食钢板筒仓的设计。

▼ 展开条文说明
1.0.2  本条说明本规范的适用范围，适用于平面形状为圆形且中心装、卸料的粮食钢板筒仓设计，包括粮食钢板筒仓的建筑、结构设计、粮食进出仓工艺、储粮工艺、电气及粮情测控等相关专业的设计。
粮食钢板筒仓为薄壁结构，径厚比大，稳定性差。在工程实践中已经发生过由于偏心卸粮，在粮食流动过程中，产生偏心荷载，造成仓体失稳倒塌事故。偏心卸料对筒仓的偏心荷载，目前还没有比较成熟的计算方法。工艺要求必须设置多点进、出料口时，应特别注意对称、等流量布置，并采取措施防止有的料口畅通、有的料口堵塞，形成偏心进、出料，致使仓壁偏心受载。

1.0.3  粮食钢板筒仓的设计使用年限不应少于25年。

▼ 展开条文说明
1.0.3  影响粮食钢板筒仓使用寿命的因素很多。为了对粮食钢板筒仓的设计、制作和使用有—个基本质量要求，在项目可研阶段，对粮食钢板筒仓进行评估、经济分析时有所依据，本条提出的正常维护条件下，粮食钢板筒仓的工作寿命不少于25年。理由如下：①根据美国金属学会《金属手册》所提供的资料进行计算；②经过对国内不同地区的99个粮食钢板筒仓的调研；③对国外一些粮食钢板筒仓的调查资料分析统计后得出的。我国在1982年间建造的一批装配式波纹粮食钢板筒仓，从目前的使用状况分析，其使用寿命不止25年，本条提出的年限是应该达到的。  
在现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068中，对普通房屋建筑和构筑物规定结构的设计工作寿命为50年。目前我国粮食钢板筒仓使用时间最长的还不到30年，为节省一次性投资，这种薄壁钢板一般未增加防腐蚀和摩擦损耗厚度(螺旋卷边机可成型的最大钢板厚度为4mm)，其工作寿命不能贸然定为50年。粮食钢板筒仓可局部拆换和补焊，因此提出粮食钢板筒仓工作寿命不少于25年，符合现行同家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068中“易于替换的结构构件的设计工作寿命为25年”的规定。  

1.0.4  粮食钢板筒仓结构的安全等级应为二级，抗震设防类别应为丙类，耐火等级可为二级。

▼ 展开条文说明
1.0.4  粮食钢板筒仓结构的安全等级、抗震设防类别、耐火等级是根据现行国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068、《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223和《建筑设计防火规范》GB 50016确定的。

1.0.5  粮食钢板筒仓应由具有相关设计资质的单位进行设计。

▼ 展开条文说明
1.0.5  粮食钢板筒仓虽然可在工厂制作构件，现场组装，但不同地点建设的粮食钢板筒仓具有明显个别差异特征，是构筑物，也是建设工程，不是工业产品(各产品具有统一品质特征)。目前存在一些无相关设计资质的企业既设计又制作、安装的现象，不符合我国基本建设程序规定，也为粮食钢板筒仓工程留下安全隐患。

1.0.6  粮食钢板筒仓设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。

2术语和符号

2.1 术语

2 术语和符号

2.1 术 语

2.1.1 粮食钢板筒仓 grain steel silo

储存粮食散料的钢结构直立容器，平面以圆形为主。主要形式有焊接钢板、螺旋卷边钢板、螺栓装配波纹钢板、螺栓装配肋型钢板、螺栓装配肋型双壁及装配钢结构框架式等。

2.1.2 粮食散料 grain granular material

小麦、玉米、稻谷、豆类以及物理特性参数与之相近的谷物散料。

2.1.3 仓体 bulk solids

钢板筒仓容纳粮食散料的部分。

2.1.4 仓顶 top of silo

封闭仓体顶面的结构。

2.1.5 仓上建筑 building above top of silo

按工艺要求建在仓顶上的建筑。

2.1.6 仓壁 wall of silo

与粮食散料直接接触且承受粮食散料侧压力的仓体竖壁。

2.1.7 筒壁 supporting wall

支撑仓体的竖壁。

2.1.8 仓下支承结构 supporting structure of silo bottom

基础以上，仓体以下的支承结构，包括筒壁、柱、扶壁柱等。

2.1.9 漏斗 hopper

筒仓下部卸出粮食散料的结构容器。

2.1.10 深仓 deep bin

储粮计算高度hn与仓内径dn比值大于或等于1.5的筒仓。

2.1.11 浅仓 shallow bin

储粮计算高度hn与仓内径dn比值小于1.5的筒仓。

2.1.12 单仓 single silo

不与其他建(构)筑物联成整体的单体筒仓。

2.1.13 仓群 group silos

多个且成组布置的筒仓群。

2.1.14 填料 filler

仓底构成卸料填坡的填充材料。

2.1.15 整体流动 mass flow

卸粮过程中，仓内粮食散料的水平截面呈平面状态向下的流动。

2.1.16 管状流动 funnel flow

卸粮过程中，仓内粮食散料的表面呈漏斗状向下的流动。

2.1.17 中心卸粮 concentric discharge

卸粮过程中，仓内粮食散料沿仓体几何中心对称向下的流动。

2.1.18 偏心卸粮 eccentric discharge

卸粮过程中，仓内粮食散料沿仓体几何中心不对称向下的流动。

2.1.19 工作塔 work tower

进行粮食输送、计量、清理等工作的场所。

2.1.20 地道 underpass

连接筒仓与筒仑、筒仓与工作塔之间的地下通道。

2.2 符号

2.2 符 号

2.2.1 几何参数

h——地面至仓壁顶的高度；

hn——储粮的计算高度；

hh——漏斗顶面至计算截面的高度；

S——计算深度，由仓顶或储粮锥体重心至计算截面的距离；

dn——筒仓内径；

R——筒仓半径；

t——筒仓仓壁厚度或仓壁计算厚度，钢板厚度；

e——自然对数的底；

a——漏斗壁与水平面的夹角。

2.2.2 计算系数

k——储粮侧压力系数；

kp——仓壁竖向受压稳定系数；

ρ——筒仓水平净截面水力半径；

Ch——深仓储粮动态水平压力修正系数；

Cv——深仓储粮动态竖向压力修正系数；

Cf——深仓储粮动态摩擦力修正系数。

2.2.3 粮食散料的物理特性参数

γ——重力密度；

ρ0——粮食的质量密度；

μ——储粮对仓壁的摩擦系数；

Φ——储粮的内摩擦角。

2.2.4 钢材性能及抗力

E——钢材的弹性模量；

f——钢材抗拉、抗压强度设计值；

ftw——对接焊缝抗拉强度设计值；

fcw——对接焊缝抗压强度设计值；

ffw——角焊缝抗拉、抗压和抗剪强度设计值；

σcr——受压构件临界应力。

2.2.5 作用和作用效应

Phk——储粮作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值；

Pvk——储粮作用于单位水平面积上的竖向压力标准值；

Pfk——储粮作用于仓壁单位面积上的竖向摩擦力标准值；

Pnk——储粮作用于漏斗斜面单位面积上的法向压力标准值；

Ptk——储粮作用于漏斗斜面单位面积上的切向压力标准值；

M——弯矩设计值，有下标者，见应用处说明；

N——拉力或压力设计值，有下标者，见应用处说明；

σ——拉应力或压应力，有下标者，见应用处说明。

3基本规定

3.1 布置原则

3  基本规定

3.1  布置原则

3.1.1  粮食钢板筒仓的平面及竖向布置应根据工艺、地形、工程地质及施工条件等，经技术经济比较后确定。

3.1.2  仓群宜选用单排或多排行列式平面布置(图3.1.2)。

     

图3. 1.2  仓群平面布置示意图

1—工作塔；2—筒仓

筒仓净间距应按以下原则确定：

     1  不应小于500mm；

     2  当采用独立基础时，还应满足基础设计的要求；

     3  落地式平底仓，应根据清仓设备所需距离确定。

▼ 展开条文说明
3.1.2  无论哪种方法制作的粮食钢板筒仓，在施工时都需有施工机具及操作必需的工作面，因此钢板群仓的单仓之间应留有间距，一般为500mm左右，另外钢板群仓的单仓之间要满足使用过程中维修通道要求，不应小于500mm。
当筒仓采用独立基础时，间距应满足基础宽度要求。如受场地限制，基础设计也可采取措施，压缩仓间间距。
落地式平底仓，一般由中部地道自流出粮，沿地道出粮口与仓壁间积存粮食，需要用大型机械清仓设备入仓作业。清仓设备入仓时需要足够的间隙或转弯半径。地下出粮输送设备产量较大，工艺设计常采用装载机入仓进行清仓作业，此时要求沿地道方向间距7m。当场地受限制，沿地道方向的两个门不能同时满足设备进仓作业时，必须保证一个门前有足够的距离。根据使用情况的调查，业主认为装载机不宜入仓作业，应选用可拆卸的旋转刮板机、绞龙或其他清仓设备。不同的设备入仓所需的距离不同，仓间净距应满足所采用的清仓设备操作要求。

3.1.3  筒仓与筒仓、筒仓与工作塔之间的地道应设置沉降缝。

3.1.4  筒仓与筒仓、筒仓与工作塔之间的栈桥，应考虑相邻构筑物由于地基变形引起的相对位移。当满足本规范第5. 5. 3条要求时，相对水平位移值可按下式确定：

△μ≥h/400                  (3. 1. 4)

式中△μ——相对水平位移值；

     h——室外地面至仓壁顶的高度。

▼ 展开条文说明
3.1.3、3.1.4  粮食钢板筒仓的自重相对较轻，粮食荷载占主导地位。由于粮食的空、满仓荷载变化将引起地基变形，导致各单体构筑物的相对位移。因此设计各单体构筑物之间连接栈桥、连廊、输送地道时，应考虑因地基变形引起各单体构筑物之间的相对位移。输送地道应设置沉降缝；连接单体构筑物的架空栈桥、连廊的支承处，还应考虑相对水平位移。相对水平位移值△μ定为不小于单体构筑物高度的四百分之一，是与基础倾斜率不大于0. 002相协调的。

3.1.5  粮食钢板筒仓施工图设计文件中，应对首次装卸粮、沉降观测、水准基点及沉降观测点设置要求等予以说明，并应符合本规范附录A的规定。

▼ 展开条文说明
3.1.5  由于粮食荷载自重很大，除建在基岩上的粮食钢板筒仓外，地基都会因装、卸粮食产生变形，为避免首次装粮时地基产生过大的压缩变形，在设计文件中应根据筒仓容量和地基条件提出首次装卸粮的要求，如分次装粮，每次装粮后的允许沉降量、下次装粮条件等。控制每次地基沉降量，确保使用安全。总结筒仓首次装粮过程中所发生的事故，往往是在装粮最后阶段出现。这主要因为在最后阶段地基接近满载时，可能出现较大的变形所致。因此“筒仓沉降观测从试装粮压仓”中强调了最后阶段装粮应控制在10％；特别是软弱土质地区更应密切观察，以免发生事故。为了缩短试装粮时间，可根据筒仓装粮高度及地基基础情况，减少装粮次数，这时可增加第一次装粮数量；但是应当注意，就在这一阶段内装粮，各个筒仓也应按顺序逐步循环装粮，以免一个仓一次受载过大。

3.2 结构选型

3.2  结构选型

3.2.1  粮食钢板筒仓结构(图3.2.1)可分为仓上建筑、仓顶、仓壁、仓底、仓下支承结构及基础六个基本部分。

图3. 2. 1 钢板筒仓结构组成示意

1—仓上建筑；2—仓顶；3—仓壁；

4—仓底；5—支承结构；6—基础

3.2.2  仓上设置的工艺输送设备通道及操作检修平台宜采用敞开式钢结构。当有特殊使用要求时，可采用封闭式。

▼ 展开条文说明
3.2.2  粮食钢板筒仓为薄壁结构，尽可能减少仓上建筑作用于筒仓的各种荷载。仓上设备及操作检修平台应优先考虑采用敞开的轻钢结构，以减少仓上结构自重及风荷载。

3.2.3  粮食钢板筒仓仓顶宜采用带上、下环梁的正截锥仓顶，其结构型式应根据计算确定。

▼ 展开条文说明
3.2.3  直径不大于6m的筒仓仓顶，无较大荷载时，可直接采用钢板支承于仓顶的上下环梁上，形成正截锥壳仓顶。直径大于6m的筒仓仓顶，荷载较大，若采用正截锥壳仓顶，会使钢板过厚而不经济，故宜设置斜梁支承于仓顶的上下环梁上，形成正截锥空间杆系仓顶结构。

3.2.4  粮食钢板筒仓仓壁为波纹板、螺旋卷边板、肋型钢板时，应采用热镀锌或合金钢板。

▼ 展开条文说明
3.2.4  筒仓仓壁为波纹钢板、螺旋卷边钢板、肋型钢板时，涂漆困难，应采用热镀锌钢板或合金钢板，以保证筒仓的工作寿命。根据目前我国粮食钢板筒仓的实际建设及钢板生产供应情况，当有可靠技术参数时，也可采用其他类型钢板。

3.2.5  粮食钢板筒仓可采用钢或钢筋混凝土仓底及仓下支承结构。直径12m以下时，宜采用由柱或筒壁支承的架空式仓下支承结构及漏斗仓底；直径15m及以上时，宜采用落地式平底仓，地道式出料通道(图3.2.5)。

  (a)锥斗仓底     （b）落地筒仓平板仓底

图3. 2.  5  钢板筒仓仓底示意

▼ 展开条文说明
3.2.5  直径12m以下的粮食钢板筒仓，采用架空的平底填坡或锥斗仓底，有利于出粮的机械化操作；直径15m以上的粮食钢板筒仓，采用落地式平底仓，利用地基承担大部分粮食自重，更经济合理。12m～15m之间，可按实际情况由设计人员自行比较确定。

46'>《粮食钢板筒仓设计规范[附条文说明] 》GB 50322-2011

 自2022年1月1日起废止的条文