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钢板仓储料状态载荷计算

日期:2019-09-16 22:09           人气:

钢板仓储料状态载荷计算

 

(1) 钢板仓仓体储料载荷计算

 

 图片1.png

 

 

 

 

  钢板仓仓体内部受力示意图

钢板仓的深筒仓的侧壁压进行计算,Janssen 公式是运用微元积分法:从钢板仓直段中水平方向截取出薄薄一层的散料作为微元,厚度定义为dy ,从而对微元进行受力分析从而得到图 2.5 微元的受力分析图,列出 y 方向静力学平衡方程[38]如公式(2.1)所示,解出散料载荷的公式[39]


 

Pv

                                                                                        图片2.png

 

                     P + dPv dy

                                   v dy

 

2.5 微元受力示意图

 

P A + g Ady = æ P + dPv ö + PUdy 2.1





 



v ç v

dy dy ÷ A t


è ø

 

式中:

 

y 钢板仓仓壁整体高度;

 

g :散料的重力密度( r g );

 

A :散料薄层的截面积( A = p r2 );

U :散料薄层的截面周长U = 2p r );

Pv :散料的竖向压强值;

 

Pt :散料单位面积上的竖向摩擦力;

 

Pn :散料的水平压强值。

 

引入侧压比系数l (水平压强与竖向压强值之比l = 1.1(1- sinj )[32] )和摩

 


擦系数 m 之后,则有:


Pt  = mPn  = mlPv 2.2


 

将公式2.2)代入公式2.1)中,位于散料顶端有: y = 0 Pv = 0 。积分

 


求解得到如下公式:


P = 1 g A C

v l mU y


 

(y) 2.3


 P = lP

= g A C


(y) 2.4

 

式中,

n v

 

Pt   = mPn

mU y

= g AC

U y


 

(y) 2.5


 

C (y) = 1- e(- y/ y0 )

 


y = 1

A = 1 r


0 lm U lm 2

 

带入求得公式(2.1)和公式2.2)求得:

 

Pn 图片3.png2.6

 

                          Pt 图片4.png2.7

 

(2) 钢板仓漏斗的静态储料载荷计算

 

                                        图片5.png

钢板仓漏斗段受力示意图

钢板仓漏斗的载荷计算方法目前依然主要依赖于经验公式,但是针对本文设计的中心对称式的深仓(不考虑散料偏心载荷的影响,在静态储料时,对漏斗的侧壁压力计算,Rotter 等学者[40]通过实验和研究表明 Walker 理论公式更符合实际的漏斗压力分布规律[41]。具体公式如下:


 


g h   ìïæ  y ö æ  y ön üï

æ y ön


Pv      = h   íç ÷ - ç ÷  ý + Pvft  ç ÷

······················ 2.6


n -1 ïîè hh  ø è hh  ø  ïþ

è hh ø


Pn     ' = FPv 2.7

Pt     ' = m ' Pn   ' 2.8

 

式中,

 

Pn  ' :漏斗壁上单位面积的法向力;

 

Pt   ':漏斗壁上单位面积的切向力;

 

Pv :漏斗计算截面上的竖向压强;

 

F :在储料时用 F 表示,在卸料时用 F 表示。Motzkus[41]试验给出了F

f e f

 


取值,其表达式为 Ff

= 1+ am cot b ,静态储料时,式中

 
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