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【摘要】随着科学技术的发展，以及钢结构的不断普及，为了提高粮仓结构的安全性，保障粮食安全，粮仓结构也逐渐使用钢结构。本文从钢结构建筑的结构特点、钢板仓的储粮安全性、效益性，以及单层装配式金属粮仓存在的问题这三个方面对单层粮仓钢结构的应用进行阐述。
【关键词】单层；粮仓；钢结构；应用
中图分类号：TU391文献标识码： A
一、前言
随着我国经济的快速发展，粮食生产水平不断提高，粮食储藏结构也发生了巨大的改变，由于钢结构具有方面的优点被广泛的使用，尤其是在单层粮仓中更是使用钢结构替代了以往的屋架结构。
二、钢结构建筑的结构特点
1.钢结构材料自重轻，可显著降低基础工程造价
根据比较，6 层轻钢结构住宅的重量，仅相当于4 层砖混结构住宅的重量。对于框剪结构，当外墙采用玻璃幕墙，内墙采用轻质隔墙，包括楼面活载在内对于钢筋混凝土结构的上部结构全部重力荷载约为15 kN/m2~17 kN/m2，其中梁、板、柱及剪力墙等自重约为10 kN/m2~12 kN/m2，但是对于钢结构全部重力荷载约为10 kN/m2~12kN/m2，其中，钢结构和混凝土楼板自重约为5 kN/m2~6 kN/m2。因此可知，两类结构自重比例约为2∶1，全部重力荷载的比例约为1.5∶1，所以对于这两类结构传至基础的荷载差别将是十分惊人的。
2.钢结构建筑的抗震性能优于钢筋混凝土结构
这是由于钢材属于金属晶体具有各向同性的性质，有很高的抗拉、抗压和抗剪强度，更重要的是钢材具有良好的延性。在地震的作用下，钢结构因其延性，不仅能减弱地震反应，而且属于较理想的弹塑性结构，且有抵抗强烈地震的变形能力。
3.减小结构构件的尺寸，增加建筑使用面积
由于钢材自重轻强度高，可使得建筑物梁柱截面积尺寸相对较小，因此其所占用的建筑面积也小，这样就相当于增加了建筑物的使用面积，这对于投资方来说，将产生不小的经济效益。
4.质量容易保证、施工速度快、周期短
钢结构施工的最大特点就是钢构件在工厂制作，因此钢结构的质量容易保证。钢结构一般均为现场安装，作业比重大，而且其本不受气候影响。而且混凝土楼板的施工可与钢结构安装交叉进行。有时在上部安装柱、框架的同时，下部可以进行内部装饰、装修工程。因此，在保证技术、供应、管理等方面的条件下，可以提前投入使用。因此钢结构的施工速度常可快于钢筋混凝土结构约20%~30%，相应的施工周期也缩短能早日投入使用，使投资人在经济效益上及早获得回报。如纽约帝国大厦，高381 m（加上后来修建的电视塔共高448 m），这座高102 层的摩天大厦仅用了1 年多的时间就建成了。
5.钢结构可以形成较宽敞的无柱空间，便于内部灵活布置
便于大柱网大开间的建筑布置或转换层或设备层、共享空间等建筑特殊平面与空间布置，便于设备管线的穿越设置。能更好地满足建筑对大开间布置的要求，也可满足地下车库柱间可停数辆车的要求，这些都是同等条件下钢筋混凝土结构难以做到的。在钢结构的结构空间中，有许多孔洞与空腔，而且钢梁的腹板也允许穿越小于一定直径的管线，这样使管线的布置较为方便，也增加了建筑净高，而且管线的更换、修理都很方便。此外，集中荷载很大的转换层或设备层均可以通过设置钢结构层间绗架来解决，而这种绗架还可以起到加强与完善整个结构体系的作用。
6.钢结构的造价与许多因素有关，对其造价的评估分析必须按动态的和综合的经济评估进行分析。由于钢结构建筑在施工時可以节省支模、拆模的材料，由此降低成本,大大加快施工速度。资金价值在施工中充分体现，减少资金成本。根据目前掌握的数据和资料，钢结构与钢筋混凝土结构间的差价约为工程总投资的5%~10%，如果从综合效益看，采用钢结构后，由于自重轻而降低基础造价，结构尺寸小而增加建筑物使用面积和钢结构施工机械化高而缩短工期从而减少整个项目的投资。
7.钢结构耐热性能好，但耐火性能差
（其耐火时限仅为15 min），钢材在常温至200℃以内性能变化不大，但超过200℃以后，钢材的强度将随温度升高而大大降低，到600℃时就完全失去承载能力。因此就要采取有效的防护措施, 如用耐火材料做成隔热层等以便提高钢结构的耐火性能差。钢结构耐锈蚀能力差，据有关资料估算,约有10%～12%的钢材损耗是属于锈蚀损耗。因此钢结构必须采取防锈措施，应彻底除锈后按设防标准刷涂或喷涂防腐涂料以对其进行保护。目前，已经有相应的保护规范、配套材料可使用，以提高钢结构的性能。
三、钢板仓的储粮安全性、效益性
1.安全性
(1)储粮安全性。受国家计委委托，郑州粮科院1998年在全国范围内调查了钢板仓安全储粮状况。调查发现，部分钢板仓用户由于采取了清理措施、适当的通风以及较好的管理措施，小麦最长储存超过3年也没有发生坏粮现象；有的用户因配套技术及管理上的不足，储粮时间不超过6个月就发生了严重虫害及坏粮事故。根据成都粮科所的调查分析，对具有耐储性谷物如小麦，采用钢板仓储存的安全储藏期可相当于房式仓常规储藏年限，最佳储藏期约为3年；对稻谷、玉米等，只要水分在安全范围之内，粮食质量良好、无虫害感染，通常的最长储藏期也可达3年左右，但从粮质来看，最佳储藏期应在两年以内。王惠民等利用烘干机配备起冷却作用的钢板仓，配通风道装置，合理安装排管与压管进行通风储藏玉米，经过两年试验证实，钢板仓在通风条件下完全可以长期安全储粮且品质变化微小。
田著等认为，利用钢板仓中长期自然低温储存大豆是可行的，但储存时间不宜超过3年。刘忠和等对钢板筒仓储存烘后的黄玉米采取通风压盖方式，并使用防虫磷作为防护剂，历时3年没有出现发热、霉变现象，玉米品质变化小[17]。钢板筒仓储藏谷物，对谷物加工工艺品质影响不明显。经过储粮调查和实践证明：具备良好工艺性能的钢板仓长期储粮是安全的，越来越被广大用户所认可。
(2)作业安全性。目前，钢板仓的配套系统较完
善，使物料的存储周转利用及管理更趋于科学化、合理化。因其高度、占地面积等原因，输送线较长、但工艺较灵活，自动化程度高，各系统由中心控制，操作人员只在控制室内操作，就可管理整个筒仓。因此操作简单方便、安全可靠、效率高。
2.效益性
钢板仓具有自重轻、对基础要求低、造价低。总投资费用比同容量其他类型仓节省20％一40％；施工周期短，平均为钢筋混凝土筒仓建造周期的一半，施工基本不受季节、天气等因素影响，使用企业能快速取得良好的经济效益。
钢板仓机械自动化程度高，管理趋于科学化、合理化、网络化，能有效降低运行成本。以作业成本为例，以房式仓装包装粮和筒仓装散粮的两个不同仓型的粮库作业实测数据比较，以接卸一列40节车箱2400t专列计算，直接作业成本：房式仓为13.12元／t，圆筒仓0.93元／t，钢板筒仓一般小于0.93力t，甚至更低(部分数据引自中国粮食物流研究培训中心2000年7月编印的《粮食搬倒工艺》)。以储存保管37万斤稻谷一年为例，保管费用：钢板仓2.94元／万斤，而常规保管需要13.6元／万斤；运杂费用：钢板仓3.93元／万斤，而常规保管需要4.78元／万斤。
四、单层装配式金属粮仓存在的问题
单层装配式金属粮仓由于具有机械化程度高，造价低，便于操作，能防止鼠、雀危害等优点，所以在粮仓储藏中得到了广泛运用，但在实际工作中还存在着以下几方面的问题：
1)单层装配式金属粮仓仓壁太薄，受外界气候影响较大；
2)装配式金属粮仓的板与板的螺栓部位，仓板与仓板横向接触部位，仓壁与仓顶连接部位等由于风力作用，雨、雪都能渗透到仓内粮食中去；
3)仓顶、仓壁螺丝松动，不利于维修；
4)储藏粮食，存在气顶、挂壁、结底现象；
5)粮食生虫后，不利于熏仓。
单层装配式金属粮仓存在的以上问题，拟在今后储粮实践中加以探索，以期早日解决。
五、结语
近些年来，国家对于钢结构建筑进行了大力的鼓励，极大的促进了钢结构的发展。粮食安全是一个国家安全的重中之重，为了更好的进行粮食储存，我们在建设粮仓时开始使用钢结构，钢结构建筑可以最大程度的保障粮食安全。
参考文献
[1]董国光，王文新 对单层金属粮仓储藏粮食的探索 [期刊论文]《西部粮油科技》 -2011年2期
[2]朱文宇，蔡梅珍 单层粮仓钢结构的应用 [期刊论文] 粮食与饲料工业 2010年5期
[3]王锐 钢结构的应用与发展 [期刊论文] 科学之友2010年5期
[4]魏文慧 钢结构的应用现状与发展对策 [期刊论文] 孝感学院学报 2012年3期
【关键词】单层；粮仓；钢结构；应用
中图分类号：TU391文献标识码： A
一、前言
随着我国经济的快速发展，粮食生产水平不断提高，粮食储藏结构也发生了巨大的改变，由于钢结构具有方面的优点被广泛的使用，尤其是在单层粮仓中更是使用钢结构替代了以往的屋架结构。
二、钢结构建筑的结构特点
1.钢结构材料自重轻，可显著降低基础工程造价
根据比较，6 层轻钢结构住宅的重量，仅相当于4 层砖混结构住宅的重量。对于框剪结构，当外墙采用玻璃幕墙，内墙采用轻质隔墙，包括楼面活载在内对于钢筋混凝土结构的上部结构全部重力荷载约为15 kN/m2~17 kN/m2，其中梁、板、柱及剪力墙等自重约为10 kN/m2~12 kN/m2，但是对于钢结构全部重力荷载约为10 kN/m2~12kN/m2，其中，钢结构和混凝土楼板自重约为5 kN/m2~6 kN/m2。因此可知，两类结构自重比例约为2∶1，全部重力荷载的比例约为1.5∶1，所以对于这两类结构传至基础的荷载差别将是十分惊人的。
2.钢结构建筑的抗震性能优于钢筋混凝土结构
这是由于钢材属于金属晶体具有各向同性的性质，有很高的抗拉、抗压和抗剪强度，更重要的是钢材具有良好的延性。在地震的作用下，钢结构因其延性，不仅能减弱地震反应，而且属于较理想的弹塑性结构，且有抵抗强烈地震的变形能力。
3.减小结构构件的尺寸，增加建筑使用面积
由于钢材自重轻强度高，可使得建筑物梁柱截面积尺寸相对较小，因此其所占用的建筑面积也小，这样就相当于增加了建筑物的使用面积，这对于投资方来说，将产生不小的经济效益。
4.质量容易保证、施工速度快、周期短
钢结构施工的最大特点就是钢构件在工厂制作，因此钢结构的质量容易保证。钢结构一般均为现场安装，作业比重大，而且其本不受气候影响。而且混凝土楼板的施工可与钢结构安装交叉进行。有时在上部安装柱、框架的同时，下部可以进行内部装饰、装修工程。因此，在保证技术、供应、管理等方面的条件下，可以提前投入使用。因此钢结构的施工速度常可快于钢筋混凝土结构约20%~30%，相应的施工周期也缩短能早日投入使用，使投资人在经济效益上及早获得回报。如纽约帝国大厦，高381 m（加上后来修建的电视塔共高448 m），这座高102 层的摩天大厦仅用了1 年多的时间就建成了。
5.钢结构可以形成较宽敞的无柱空间，便于内部灵活布置
便于大柱网大开间的建筑布置或转换层或设备层、共享空间等建筑特殊平面与空间布置，便于设备管线的穿越设置。能更好地满足建筑对大开间布置的要求，也可满足地下车库柱间可停数辆车的要求，这些都是同等条件下钢筋混凝土结构难以做到的。在钢结构的结构空间中，有许多孔洞与空腔，而且钢梁的腹板也允许穿越小于一定直径的管线，这样使管线的布置较为方便，也增加了建筑净高，而且管线的更换、修理都很方便。此外，集中荷载很大的转换层或设备层均可以通过设置钢结构层间绗架来解决，而这种绗架还可以起到加强与完善整个结构体系的作用。
6.钢结构的造价与许多因素有关，对其造价的评估分析必须按动态的和综合的经济评估进行分析。由于钢结构建筑在施工時可以节省支模、拆模的材料，由此降低成本,大大加快施工速度。资金价值在施工中充分体现，减少资金成本。根据目前掌握的数据和资料，钢结构与钢筋混凝土结构间的差价约为工程总投资的5%~10%，如果从综合效益看，采用钢结构后，由于自重轻而降低基础造价，结构尺寸小而增加建筑物使用面积和钢结构施工机械化高而缩短工期从而减少整个项目的投资。
7.钢结构耐热性能好，但耐火性能差
（其耐火时限仅为15 min），钢材在常温至200℃以内性能变化不大，但超过200℃以后，钢材的强度将随温度升高而大大降低，到600℃时就完全失去承载能力。因此就要采取有效的防护措施, 如用耐火材料做成隔热层等以便提高钢结构的耐火性能差。钢结构耐锈蚀能力差，据有关资料估算,约有10%～12%的钢材损耗是属于锈蚀损耗。因此钢结构必须采取防锈措施，应彻底除锈后按设防标准刷涂或喷涂防腐涂料以对其进行保护。目前，已经有相应的保护规范、配套材料可使用，以提高钢结构的性能。
三、钢板仓的储粮安全性、效益性
1.安全性
(1)储粮安全性。受国家计委委托，郑州粮科院1998年在全国范围内调查了钢板仓安全储粮状况。调查发现，部分钢板仓用户由于采取了清理措施、适当的通风以及较好的管理措施，小麦最长储存超过3年也没有发生坏粮现象；有的用户因配套技术及管理上的不足，储粮时间不超过6个月就发生了严重虫害及坏粮事故。根据成都粮科所的调查分析，对具有耐储性谷物如小麦，采用钢板仓储存的安全储藏期可相当于房式仓常规储藏年限，最佳储藏期约为3年；对稻谷、玉米等，只要水分在安全范围之内，粮食质量良好、无虫害感染，通常的最长储藏期也可达3年左右，但从粮质来看，最佳储藏期应在两年以内。王惠民等利用烘干机配备起冷却作用的钢板仓，配通风道装置，合理安装排管与压管进行通风储藏玉米，经过两年试验证实，钢板仓在通风条件下完全可以长期安全储粮且品质变化微小。
田著等认为，利用钢板仓中长期自然低温储存大豆是可行的，但储存时间不宜超过3年。刘忠和等对钢板筒仓储存烘后的黄玉米采取通风压盖方式，并使用防虫磷作为防护剂，历时3年没有出现发热、霉变现象，玉米品质变化小[17]。钢板筒仓储藏谷物，对谷物加工工艺品质影响不明显。经过储粮调查和实践证明：具备良好工艺性能的钢板仓长期储粮是安全的，越来越被广大用户所认可。
(2)作业安全性。目前，钢板仓的配套系统较完
善，使物料的存储周转利用及管理更趋于科学化、合理化。因其高度、占地面积等原因，输送线较长、但工艺较灵活，自动化程度高，各系统由中心控制，操作人员只在控制室内操作，就可管理整个筒仓。因此操作简单方便、安全可靠、效率高。
2.效益性
钢板仓具有自重轻、对基础要求低、造价低。总投资费用比同容量其他类型仓节省20％一40％；施工周期短，平均为钢筋混凝土筒仓建造周期的一半，施工基本不受季节、天气等因素影响，使用企业能快速取得良好的经济效益。
钢板仓机械自动化程度高，管理趋于科学化、合理化、网络化，能有效降低运行成本。以作业成本为例，以房式仓装包装粮和筒仓装散粮的两个不同仓型的粮库作业实测数据比较，以接卸一列40节车箱2400t专列计算，直接作业成本：房式仓为13.12元／t，圆筒仓0.93元／t，钢板筒仓一般小于0.93力t，甚至更低(部分数据引自中国粮食物流研究培训中心2000年7月编印的《粮食搬倒工艺》)。以储存保管37万斤稻谷一年为例，保管费用：钢板仓2.94元／万斤，而常规保管需要13.6元／万斤；运杂费用：钢板仓3.93元／万斤，而常规保管需要4.78元／万斤。
四、单层装配式金属粮仓存在的问题
单层装配式金属粮仓由于具有机械化程度高，造价低，便于操作，能防止鼠、雀危害等优点，所以在粮仓储藏中得到了广泛运用，但在实际工作中还存在着以下几方面的问题：
1)单层装配式金属粮仓仓壁太薄，受外界气候影响较大；
2)装配式金属粮仓的板与板的螺栓部位，仓板与仓板横向接触部位，仓壁与仓顶连接部位等由于风力作用，雨、雪都能渗透到仓内粮食中去；
3)仓顶、仓壁螺丝松动，不利于维修；
4)储藏粮食，存在气顶、挂壁、结底现象；
5)粮食生虫后，不利于熏仓。
单层装配式金属粮仓存在的以上问题，拟在今后储粮实践中加以探索，以期早日解决。
五、结语
近些年来，国家对于钢结构建筑进行了大力的鼓励，极大的促进了钢结构的发展。粮食安全是一个国家安全的重中之重，为了更好的进行粮食储存，我们在建设粮仓时开始使用钢结构，钢结构建筑可以最大程度的保障粮食安全。
参考文献
[1]董国光，王文新 对单层金属粮仓储藏粮食的探索 [期刊论文]《西部粮油科技》 -2011年2期
[2]朱文宇，蔡梅珍 单层粮仓钢结构的应用 [期刊论文] 粮食与饲料工业 2010年5期
[3]王锐 钢结构的应用与发展 [期刊论文] 科学之友2010年5期
[4]魏文慧 钢结构的应用现状与发展对策 [期刊论文] 孝感学院学报 2012年3期