本實用新型涉及建筑結構工程技術領域，尤其是一種預制裝配式大型鋼結構矩形倉及矩形群倉。

背景技術：

目前，已建成的大型鋼結構筒倉一般采用圓倉，為鋼板筒倉結構，這種結構可以充分發(fā)揮鋼板的抗拉能力，但是，它不適用于矩形倉，這是因為在貯料水平壓力下，矩形倉的倉壁結構會出現(xiàn)較大彎矩，而鋼板結構抗彎能力較差，用鋼量較高，缺乏市場競爭力。

與圓形筒倉相比，同樣占地面積，矩形倉的儲量可以增加20％以上，可以實現(xiàn)有限土地資源的集約化高效利用。另外，與圓形筒倉彼此完全獨立分開不同，矩形倉一般都布置成群倉形式，相鄰兩個倉可以共用一個倉壁。

目前常用的矩形倉平面尺寸較小，儲量也少，且多采用混凝土結構。鋼結構矩形倉與混凝土矩形倉相比，具有自重輕、基礎造價低、工廠預制、機械化安裝、工期短、施工快、抗震性能好、殘值率高、綜合效益高等優(yōu)點，也響應了國家目前大力倡導的鋼結構產(chǎn)業(yè)化、預制裝配化的工業(yè)建筑發(fā)展方向，如果能在鋼結構矩形倉的結構上實現(xiàn)突破創(chuàng)新，克服現(xiàn)有大型鋼結構矩形倉存在的“造價高，預制裝配化水平低”的缺陷，鋼結構矩形倉就有市場競爭力，應用前景十分廣闊。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種預制裝配式大型鋼結構矩形倉及矩形群倉，其預制裝配水平高，成本低。

為達到上述目的，本實用新型提出一種預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其包括四個豎直設置的矩形倉壁和一個水平設置的矩形倉頂，四個倉壁依次連接并圍合，倉頂扣蓋在四個倉壁的頂部之間；每個倉壁包括倉壁板和連接在倉壁板外側面的主體結 構，主體結構為鋼桁架結構。

如上所述的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其中，主體結構包括豎直設置且間隔排列的多個桁架柱、以及連接在各桁架柱之間的柱間連接件。

如上所述的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其中，每個桁架柱包括豎直設置且間隔排列的兩個第一弦桿、以及連接在兩個第一弦桿之間的第一腹桿，第一腹桿包括水平設置的多個橫腹桿、以及傾斜設置的多個第一斜腹桿。

如上所述的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其中，第一斜腹桿連接在相鄰的兩個橫腹桿之間，相鄰的兩個橫腹桿之間連接一個第一斜腹桿或兩個交叉設置的第一斜腹桿。

如上所述的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其中，柱間連接件包括連接在相鄰的兩個桁架柱之間且水平設置的多個柱間水平橫桿、以及連接在相鄰的兩個桁架柱之間且傾斜設置的多個柱間支撐斜桿，多個柱間水平橫桿在豎直方向上間隔排列，多個柱間支撐斜桿在豎直方向上間隔排列，柱間水平橫桿與柱間支撐斜桿在豎直方向上交替排列。

如上所述的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其中，倉頂為鋼桁架結構，倉頂包括多個水平設置的桁架梁，桁架梁包括連接在其中兩個相對的倉壁之間且間隔排列的第一桁架梁、以及連接在另外兩個相對的倉壁之間且間隔排列的第二桁架梁，第一桁架梁與第二桁架梁交叉設置。

如上所述的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其中，每個桁架梁包括水平設置且間隔排列的兩個第二弦桿、以及連接在兩個第二弦桿之間的第二腹桿，第二腹桿包括豎直設置的多個豎腹桿、以及傾斜設置的多個第二斜腹桿，第二斜腹桿連接在相鄰的兩個豎腹桿之間。

如上所述的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其中，倉壁板為預制混凝土板、現(xiàn)澆混凝土板、曲面鋼板或平鋼板。

本實用新型還提供一種預制裝配式大型鋼結構矩形群倉，其包括呈矩陣排列的兩個以上如上所述的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，相鄰的兩個預制裝配式大型鋼結構矩形倉共用一個倉壁。

本實用新型的預制裝配式大型鋼結構矩形倉及矩形群倉的特點和優(yōu)點是：

1、本實用新型的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其主體結構采用鋼桁架結構， 與混凝土矩形倉相比，造價可以降低15％以上；

2、本實用新型的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其倉壁構件、主體結構和倉頂結構均為可預制的鋼結構，主體結構的桁架柱之間連接有柱間支撐桿，以提高結構穩(wěn)定性，主體結構的內(nèi)側安裝有倉壁板，將其受到的貯料壓力傳遞到主結構上。本實用新型通過對矩形倉鋼結構體系進行創(chuàng)新，使大型鋼結構矩形倉制作更簡單，安裝更方便，造價更低，工期短；

3、本實用新型的預制裝配式大型鋼結構矩形倉及矩形倉群，與圓筒倉相比，儲量大，抗彎能力強，制作和安裝成本低，具有廣闊應用前景。

附圖說明

以下附圖僅旨在于對本實用新型做示意性說明和解釋，并不限定本實用新型的范圍。其中：

圖1是本實用新型的預制裝配式大型鋼結構矩形倉的立體圖；

圖2是圖1中的B向側視圖；

圖3是圖1中的C向側視圖；

圖4是本實用新型中曲面鋼板與主體結構的連接示意圖；

圖5是1×2型預制裝配式大型鋼結構矩形群倉的示意圖；

圖6是1×3型預制裝配式大型鋼結構矩形群倉的示意圖；

圖7是1×4型預制裝配式大型鋼結構矩形群倉的示意圖；

圖8是2×2型預制裝配式大型鋼結構矩形群倉的示意圖；

圖9是2×3型預制裝配式大型鋼結構矩形群倉的示意圖；

圖10是2×4型預制裝配式大型鋼結構矩形群倉的示意圖；

圖11是3×3型預制裝配式大型鋼結構矩形群倉的示意圖。

主要元件標號說明：

2倉壁 21主體結構

211桁架柱

2111桁架柱柱肢

212柱間連接件 2121柱間水平橫桿 2122柱間支撐斜桿

22倉壁板

3倉頂 31桁架梁

C1倉內(nèi) C2倉外

具體實施方式

為了對本實用新型的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對照附圖說明本實用新型的具體實施方式。其中，形容詞性或副詞性修飾語“水平”和“豎直”等的使用僅是為了便于多組術語之間的相對參考，且并非描述對經(jīng)修飾術語的任何特定的方向限制。

如圖1所示，本實用新型提供一種預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其為單倉，包括四個豎直設置的矩形倉壁2和一個水平設置的矩形倉頂3，四個倉壁2通過各自的兩相對側邊依次垂直連接并圍合，形成中空的倉內(nèi)空間，用以貯料，倉頂3扣蓋在四個倉壁2的頂部之間，或者說扣蓋在倉內(nèi)空間的頂部，每個倉壁2包括矩形的倉壁板22、以及連接在倉壁板22外側面的矩形的主體結構21，主體結構21為鋼桁架結構。

本實用新型的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，其主體結構采用鋼桁架結構，與現(xiàn)有的混凝土矩形倉相比，造價可以降低15％以上；另外，主體結構可工廠預制，現(xiàn)場裝配施工，預制裝配化程度高，安裝方便。

其中，倉壁2的長度為15m～50m，倉壁2的高度為15m～60m，單倉儲量達1萬噸～10萬噸，因此，本實用新型的預制裝配式大型鋼結構矩形倉為大型鋼倉。

如圖2、圖3所示，在一個具體實施例中，主體結構21包括豎直設置且間隔排列(并排)的多個桁架柱211(或稱為倉壁柱)、以及連接在各桁架柱211之間的柱間連接件212，即每個桁架柱211在倉壁2的高度方向(豎直方向)上延伸，多個桁架柱211在倉壁2的長度方向上依次間隔排列，且相互平行，間隔排列的多個桁架柱211之間通過柱間連接件212相連接，以保證倉壁2的結構穩(wěn)定性。其中的桁架柱211和柱間連接件212均可工廠化預制，然后再現(xiàn)場安裝，安裝方便，現(xiàn)場焊接量少，工期短，人工費用低，制作和安裝的綜合單價可降低15％以上。另外，通過設置柱間連接件212，可保證桁架柱平面外的穩(wěn)定性。

進一步，每個桁架柱211包括豎直設置的兩個柱肢、以及連接在兩個柱肢之間的橫腹桿和斜腹桿，斜腹桿可以為單斜桿，也可以為交叉斜腹桿。

具體是，每個桁架柱211包括豎直設置且間隔排列的兩個第一弦桿(即桁架柱柱 肢2111，也可稱為桁架柱弦桿)、以及連接在兩個第一弦桿之間的第一腹桿(或稱為桁架柱腹桿)，第一腹桿包括水平設置的多個橫腹桿、以及傾斜設置的多個第一斜腹桿(或稱為桁架柱斜腹桿)。其中的兩個第一弦桿在倉壁2的寬度方向上間隔排列，且相互平行，兩個第一弦桿之間的間距即為倉壁2的寬度(或稱為厚度)。

其中，第一斜腹桿連接在相鄰的橫腹桿之間，相鄰的兩個橫腹桿之間連接一個第一斜腹桿，或連接兩個交叉設置的第一斜腹桿。為節(jié)省材料，節(jié)約成本，同時不降低結構強度，在每個桁架柱211上，可在部分橫腹桿(例如位于桁架柱211上部的橫腹桿)之間安裝一個第一斜腹桿，在部分橫腹桿(例如位于桁架柱211下部的橫腹桿)之間安裝兩個交叉設置的第一斜腹桿。

另外，桁架柱211的桁架柱柱肢2111可以采用工字型截面、箱型截面、圓形鋼管混凝土截面或矩形鋼管混凝土截面，第一腹桿的橫腹桿和斜腹桿可以采用角鋼、鋼管、工字型截面或箱型截面。

進一步，柱間連接件212包括連接在相鄰的兩個桁架柱211之間且水平設置的多個柱間水平橫桿2121、以及連接在相鄰的兩個桁架柱211之間且傾斜設置的多個柱間支撐斜桿2122，多個柱間水平橫桿2121在豎直方向上間隔排列，多個柱間支撐斜桿2122在豎直方向上間隔排列，柱間水平橫桿2121與柱間支撐斜桿2122在豎直方向上交替排列，通過這樣的結構設置，能顯著提高桁架柱211的結構穩(wěn)定性。另外，柱間水平橫桿可兼做倉壁板22的支承檁條，減小倉壁板22的跨度，承擔倉壁板22傳來的貯料水平壓力。

具體是，每個柱間水平橫桿2121與相鄰兩個桁架柱211的第一弦桿分別連接，每個柱間支撐斜桿2122與相鄰兩個桁架柱211的第一弦桿分別連接。實際安裝時，可在所有相鄰的桁架柱211之間均安裝柱間支撐斜桿2122，以保證結構穩(wěn)定性，當然也可僅在部分相鄰的桁架柱211(例如位于倉壁2中間和/或兩側的桁架柱211)之間安裝柱間支撐斜桿2122，以在保證結構穩(wěn)定性的基礎上，進一步降低制作和安裝成本。

柱間水平橫桿2121可以采用工字型截面、箱型截面或十字型截面，柱間支撐斜桿2122可以采用角鋼、槽鋼、鋼管、工字型截面或箱型截面。

另外，倉壁板22可以采用預制混凝土板、現(xiàn)澆混凝土板、曲面鋼板或平鋼板。當采用混凝土板時，混凝土板可以通過埋件或支座固定在主結構上。

如圖4所示，進一步，當倉壁板22為曲面鋼板時，曲面鋼板采用高強螺栓或焊接方式與桁架柱211固定，曲面鋼板與桁架柱211的桁架柱柱肢2111連接，且曲面鋼板朝向倉壁2的外側凸出，或者說朝倉外C2凸出，不僅可提高結構穩(wěn)固性，還有利于增大倉內(nèi)容積。

在另一個具體實施例中，倉頂3為鋼桁架結構，不僅有利于減少用鋼量，降低成本，還可工廠預制，現(xiàn)場裝配施工，預制裝配化程度高，安裝方便。

進一步，倉頂3包括多個水平設置的桁架梁31，桁架梁31包括連接在其中兩個相對的倉壁2之間且平行間隔排列的第一桁架梁、以及連接在另外兩個相對的倉壁2之間且平行間隔排列的第二桁架梁，第一桁架梁與第二桁架梁垂直且相互交叉設置。通過在倉頂設置多個桁架梁31，將部分桁架柱211相連接起來，使桁架柱211受到的貯料水平壓力轉化為倉頂桁架梁31的內(nèi)力，降低倉壁桁架柱211內(nèi)力及其對基礎產(chǎn)生的彎矩反力，改善桁架柱211的受力性能。

進一步，每個倉頂桁架梁31包括弦桿、豎直腹桿及斜腹桿。

具體是，每個倉頂桁架梁31包括水平設置且間隔排列的兩個第二弦桿(或稱為桁架梁弦桿)、以及連接在兩個第二弦桿之間的第二腹桿(或稱為桁架梁腹桿)，第二腹桿包括豎直設置的多個豎腹桿、以及傾斜設置的多個第二斜腹桿(或稱為桁架梁斜腹桿)。兩個第二弦桿在豎直方向間隔排列，位于上方第二弦桿可稱為上弦桿，位于下方的第二弦桿可稱為下弦桿。

其中，每相鄰的兩個豎腹桿之間均連接有第二斜腹桿，相鄰的兩個豎腹桿之間可連接一個第二斜腹桿，也可連接兩個相交的第二斜腹桿，兩個第二斜腹桿的一端相交于上弦桿，兩個第二斜腹桿的另一端分別與兩個豎腹桿與下弦桿的連接處相交。

另外，第二弦桿可以采用工字型截面、箱型截面、圓鋼管混凝土截面或矩形鋼管混凝土截面，第二腹桿的豎腹桿和斜腹桿可以采用角鋼、鋼管、工字型截面或箱型截面。

本實用新型還提供一種預制裝配式大型鋼結構矩形群倉，其包括呈矩陣排列的兩個以上的如上所述的預制裝配式大型鋼結構矩形倉，相鄰的兩個預制裝配式大型鋼結構矩形倉共用一個倉壁2，能夠大幅降低制作和安裝成本，儲量大。

如圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11所示，具體是，預制裝配式大型鋼結構矩形群倉為m×n型矩形群倉，m≥1，n≥2，即，矩形群倉的每列有m個預 制裝配式大型鋼結構矩形倉，矩形群倉的每行有n個預制裝配式大型鋼結構矩形倉，預制裝配式大型鋼結構矩形群倉例如為1×2型、1×3型、1×4型、2×2型、2×3型、2×4型、3×3型、3×4型、4×4型預制裝配式大型鋼結構矩形群倉。

在安裝本實用新型的預制裝配式大型鋼結構矩形倉時，有以下幾種安裝方式：

方式一：桁架柱211在工廠預制后，現(xiàn)場安裝就位；如果桁架柱211的桁架柱柱肢2111采用圓鋼管(或矩形鋼管)混凝土組合截面結構，需要再進行鋼管內(nèi)混凝土的澆筑。之后，安裝倉頂桁架梁31、柱間水平橫桿2121和柱間支撐斜桿2122，將桁架柱211之間連成一個整體，完成主體結構21安裝。

在桁架柱211安裝就位后，或待主體結構21安裝就位后，就可以進行倉壁預制混凝土板安裝或倉壁現(xiàn)澆混凝土板爬模施工。

方式二：桁架柱211或主體結構21按方式一安裝后，再安裝倉壁曲面鋼板。

方式三：桁架柱211或主體結構21按方式一安裝后，再安裝倉壁平鋼板。

本實用新型的預制裝配式大型鋼結構矩形倉及矩形倉群，其倉壁柱采用桁架柱，鋼材利用效率高，構件穩(wěn)定性好，也為更高強度鋼材的使用創(chuàng)造了條件。

采用本實用新型這種體系設計的結構，用鋼量省，綜合單價低，具有明顯的造價優(yōu)勢。經(jīng)過分析比較，與混凝土矩形倉相比，本實用新型的桁架柱結構體系造價可以降低15％以上。

此外，本實用新型中的主體結構可以采用工廠化預制，現(xiàn)場機械化施工，現(xiàn)場安裝方便，現(xiàn)場焊接量少，預制裝配化程度高。

以上所述僅為本實用新型示意性的具體實施方式，并非用以限定本實用新型的范圍。任何本領域的技術人員，在不脫離本實用新型的構思和原則的前提下所作的等同變化與修改，均應屬于本實用新型保護的范圍。而且需要說明的是，本實用新型的各組成部分并不僅限于上述整體應用，本實用新型的說明書中描述的各技術特征可以根據(jù)實際需要選擇一項單獨采用或選擇多項組合起來使用，因此，本實用新型理所當然地涵蓋了與本案發(fā)明點有關的其它組合及具體應用。