鋼板倉儲料狀態(tài)載荷計算

鋼板倉儲料狀態(tài)載荷計算

(1) 鋼板倉倉體儲料載荷計算

  鋼板倉倉體內部受力示意圖

對鋼板倉的深筒倉的側壁壓進行計算，Janssen 公式是運用微元積分法：從鋼板倉直段中水平方向截取出薄薄一層的散料作為微元，厚度定義為dy ，從而對微元進行受力分析從而得到圖 2.5 微元的受力分析圖，列出 y 方向靜力學平衡方程^[38]如公式(2.1)所示，解出散料載荷的公式^[39]

Pv

                     P + dPv dy

                                   v dy

圖 2.5 微元受力示意圖

P A + g Ady = ? P + dPv ? + PUdy （2.1）

v ? v

dy dy ÷ A t

è ?

式中：

y ：鋼板倉倉壁整體高度；

g ：散料的重力密度（ r g ）；

A ：散料薄層的截面積（ A = p r2 ）；

U ：散料薄層的截面周長（U = 2p r ）；

Pv ：散料的豎向壓強值；

Pt ：散料單位面積上的豎向摩擦力；

Pn ：散料的水平壓強值。

引入側壓比系數l （水平壓強與豎向壓強值之比l = 1.1(1- sinj )[^{32] ）和摩}

擦系數 m 之后，則有：

Pt  = mPn  = mlPv （2.2）

將公式（2.2）代入公式（2.1）中，位于散料頂端有： y = 0 ， Pv = 0 。積分

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

帶入求得公式（2.1）和公式（2.2）求得：

Pn （2.6）

                          Pt （2.7）

(2) 鋼板倉漏斗的靜態(tài)儲料載荷計算

鋼板倉漏斗段受力示意圖

鋼板倉漏斗的載荷計算方法目前依然主要依賴于經驗公式，但是針對本文設計的中心對稱式的深倉（不考慮散料偏心載荷的影響），在靜態(tài)儲料時，對漏斗的側壁壓力計算，Rotter 等學者^[40]通過實驗和研究表明 Walker 理論公式更符合實際的漏斗壓力分布規(guī)律^[41]。具體公式如下：

g h   ì??  y ? ?  y ?n ü?

? y ?n

Pv      = h   í? ÷ - ? ÷  y + Pvft  ? ÷

······················ （2.6）

n -1 ??è hh  ? è hh  ?  ?t

è hh ?

Pn     ' = FPv （2.7）

Pt     ' = m ' Pn   ' （2.8）

式中，

Pn  ' ：漏斗壁上單位面積的法向力；

Pt   '：漏斗壁上單位面積的切向力；

Pv ：漏斗計算截面上的豎向壓強；

F ：在儲料時用 F 表示，在卸料時用 F 表示。Motzkus^[41]試驗給出了F 的

f e f

取值，其表達式為 Ff

= 1+ am cot b ，靜態(tài)儲料時，式中