第4章-糧倉(cāng)建筑與結(jié)構(gòu)

糧倉(cāng)建筑與結(jié)構(gòu)第四章立筒倉(cāng)的儲(chǔ)糧壓力分析2筒倉(cāng)分為深倉(cāng)和淺倉(cāng)，當(dāng)筒倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)糧計(jì)算高度(hn)與圓形倉(cāng)內(nèi)徑(dn)之比或與矩形筒倉(cāng)短邊(b)之比大于或等于1.5時(shí)為深倉(cāng)，小于1.5時(shí)為淺倉(cāng)。一、概述1、概述

3筒倉(cāng)有圓形和矩形之分，但儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式只隨深、淺倉(cāng)類型的不同而不同。筒倉(cāng)可由鋼板、鋼筋混凝土、磚石等材料建成。鋼筋混凝土筒倉(cāng)又可分為現(xiàn)澆、預(yù)制、預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。鋼板筒倉(cāng)可選用平鋼板或波紋鋼板，采用焊接、鉚接、螺栓連接、咬口連接的不同制做形式。

一、概述4深倉(cāng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是高度大、直徑小。受力特點(diǎn)是由于側(cè)壓力、摩擦力的存在，作用于某截面的垂直壓力不等于其截面以上的糧食重力。同時(shí)，垂直壓力和水平壓力的增長(zhǎng)與倉(cāng)筒高度不成比例；裝載深度增加時(shí)，倉(cāng)筒壓力增加的速度漸漸緩慢，并且達(dá)到一定的深度后，壓力就達(dá)到最高點(diǎn)，而后不論再增加多少裝載深度，壓力值幾乎無變化。二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力的分析5二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析6屋頂恒載+活載倉(cāng)上恒載+活載恒載+活載恒載+活載倉(cāng)內(nèi)恒載+活載風(fēng)荷載地震作用風(fēng)荷載地震作用二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析7貯料頂面為斜面貯料裝至倉(cāng)頂nd摩擦力二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析8nd基本假設(shè)：糧食處于靜止?fàn)顟B(tài)；垂直壓力Pvs在水平面呈均勻分布；水平壓力Ph0與垂直壓力Pvs成比例；Ph0=kPvs;摩擦阻力不計(jì)倉(cāng)底對(duì)糧食壓力的影響糧食為均勻密實(shí)，不可壓縮的散粒體。二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析9重力dsττ糧食的容重截面周長(zhǎng)橫截面面積二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析10兩端積分整理，得s=0，二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析11化簡(jiǎn)，得兩邊同取自然對(duì)數(shù)e的指數(shù)接近零水力半徑二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析12垂直壓力水平壓力二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析13重力s總豎向重力、摩擦力、豎向壓力平衡二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析14垂直壓力水平壓力摩擦阻力二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析15同時(shí)存在垂直壓力、側(cè)壓力、摩擦力；垂直壓力和水平壓力與倉(cāng)筒高度不成比例；倉(cāng)筒壓力增加的速度隨著裝糧深度增加漸漸緩慢。二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析16四、儲(chǔ)糧壓力分析/有待深入討論的問題增加增加如何解決？17二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析18二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析19

二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析20

2、淺倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力的分析任意深度S處單位面積上的豎向壓力為：式中：二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析21任意深度S處作用于倉(cāng)壁單位面積的水平壓力Ph0:其中：K是糧食主動(dòng)側(cè)壓力系數(shù),

二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析223、錐斗儲(chǔ)糧壓力的分析任意深度S處作用于倉(cāng)壁單位面積的水平壓力Ph0:1）任一深度S處取出微元面dF，水平投影面積：dF·cosa豎向投影面積：dF·sina二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析233、錐斗儲(chǔ)糧壓力的分析2）微元面dF上受到的荷載：豎向力：PvsdFcosa水平力：PvsdFsina3）將PvsdFcosa、Ph0dFsina分別向dF的法線方向投影，利用力的平衡條件，可得到二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析24二、儲(chǔ)糧壓力分析/一般深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力分析25

Janssen理論是分析筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)時(shí)一個(gè)十分重要的古典理論。在它的基本假定中，最主要的是糧食的初始?jí)毫殪o態(tài)壓力和各水平面的垂直壓力處于均勻分布狀態(tài)。實(shí)際上，筒倉(cāng)內(nèi)糧食壓力問題十分復(fù)雜，糧食的初始狀態(tài)、流動(dòng)情況等都各不相同，因而Janssen理論在實(shí)際工程應(yīng)用中存在著明顯的缺陷。到目前為止，糧食呈靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，Janssen理論在理論和實(shí)驗(yàn)方面都已被證明是符合實(shí)際情況的。但是，按照J(rèn)anssen理論設(shè)計(jì)的筒倉(cāng)，的確曾多次出現(xiàn)過糧食流動(dòng)卸料時(shí)筒倉(cāng)破壞的事例。三、實(shí)際工程中筒倉(cāng)內(nèi)糧食壓力的研究26深倉(cāng)的兩種出糧形式：三、實(shí)際工程中筒倉(cāng)內(nèi)糧食壓力的研究27深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力的研究：三、實(shí)際工程中筒倉(cāng)內(nèi)糧食壓力的研究28減壓管卸料示意圖三、實(shí)際工程中筒倉(cāng)內(nèi)糧食壓力的研究通風(fēng)網(wǎng)絡(luò)及卸料減壓剖視圖29三、實(shí)際工程中筒倉(cāng)內(nèi)糧食壓力的研究試驗(yàn)結(jié)構(gòu)表明：地震作用下的動(dòng)態(tài)側(cè)壓力值比靜態(tài)側(cè)壓力實(shí)測(cè)值大得多，在八度罕遇烈度下，群倉(cāng)倉(cāng)頂部分的動(dòng)態(tài)側(cè)壓力值是靜態(tài)側(cè)壓力實(shí)測(cè)值的8倍，單倉(cāng)倉(cāng)頂部分的動(dòng)態(tài)側(cè)壓力值是靜態(tài)側(cè)壓力實(shí)測(cè)值的9倍；在七度基本烈度地震波作用下，除倉(cāng)頂部分外，筒倉(cāng)的動(dòng)態(tài)側(cè)壓力值均小于規(guī)范設(shè)計(jì)值，30一、深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算深倉(cāng)的尺寸及壓力示意圖31

1、深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式

1．我國(guó)《鋼筋混凝土筒倉(cāng)設(shè)計(jì)規(guī)范》的計(jì)算公式四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算32四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算偏心卸料作用于矩形倉(cāng)倉(cāng)壁上的水平壓力為偏心卸料作用于圓形倉(cāng)倉(cāng)壁上的水平壓力為：33四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算34四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算漏斗儲(chǔ)糧壓力計(jì)算35美國(guó)規(guī)范(ACl313—97)的計(jì)算公式四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算在深度Y處的物料的豎向壓力（靜態(tài)）：在深度Y處的物料的水平壓力（靜態(tài)）：在深度Y處的物料的水平壓力（靜態(tài)）：倉(cāng)壁儲(chǔ)糧壓力計(jì)算36該規(guī)范也采用了楊森公式，但對(duì)于水平和垂直壓力修正系數(shù)，該規(guī)范沒有像中國(guó)規(guī)范一樣明確定義，設(shè)計(jì)水平壓力需要將靜態(tài)水平壓力乘以1.35～1.5的放大系數(shù)，一般情況下系數(shù)為1.5；庫(kù)底板設(shè)計(jì)豎向壓力由底板的種類而定，對(duì)于混凝土底板，需要將靜態(tài)豎向壓力乘1.35的放大系數(shù)；對(duì)于鋼底板，需要將靜態(tài)豎向壓力乘1.5的放大系數(shù)；但均不能超過。。

四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算37。

四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算在漏斗深度hy處物料的豎向壓力（靜態(tài)）：漏斗儲(chǔ)糧壓力計(jì)算在漏斗深度hy處法線方向物料的壓力取下列兩式中的較大值38。

四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算在漏斗深度hy處沿漏斗表面單位面積上的摩擦力考慮到物料的流動(dòng)形式和漏斗材料種類，對(duì)于混凝土底板，設(shè)計(jì)壓力需要將靜態(tài)壓力乘1.35的放大系數(shù)；對(duì)于鋼底板，設(shè)計(jì)壓力需要將靜態(tài)豎向壓力乘1.5的放大系數(shù)；但均不能超過。39。

四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/深倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算歐洲規(guī)范(prEN1991-4:2003)的計(jì)算公式40按《鋼筋混凝土筒倉(cāng)設(shè)計(jì)規(guī)范>>有：四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/淺倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算41深、淺倉(cāng)采用不同的計(jì)算公式，當(dāng)hn/dn=1.5時(shí)，按深、淺倉(cāng)計(jì)算所得的儲(chǔ)料水平壓力，出現(xiàn)不銜接的現(xiàn)象，其比值可用下式以圓形筒倉(cāng)為例：當(dāng)k=0.333μ=0.5hn/dn=1.5Ch=2時(shí)得X＝0.999C=1.26四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/淺倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算42。

四、規(guī)范中采用的儲(chǔ)糧壓力計(jì)算公式/淺倉(cāng)儲(chǔ)糧壓力計(jì)算當(dāng)倉(cāng)壁頂面以上的貯料為錐體