钢板仓储料状态载荷计算

钢板仓储料状态载荷计算

(1) 钢板仓仓体储料载荷计算

  钢板仓仓体内部受力示意图

对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

                     P + dPv dy

                                   v dy

图 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 （2.6）

                          Pt （2.7）

(2) 钢板仓漏斗的静态储料载荷计算

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 的

f e f

取值，其表达式为 Ff

= 1+ am cot b ，静态储料时，式中