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4、2,貯料壓力4 2 1，散料特性參數(shù)如重力密度,內(nèi)摩擦角及貯料與倉(cāng)壁之間的摩擦系數(shù)等釆用的正確與否.對(duì)貯料壓力的計(jì)算有決定性的影響，然而.影響散料特性參數(shù)的因素很多。即使同一種散料。由于顆粒級(jí)配、顆粒形狀，含水量,裝卸條件、外界溫度和濕度以及貯存時(shí)間長(zhǎng)短等條件的不同.散料的物理特性參數(shù)也有差異,因此、在選用各種參數(shù)時(shí)，必須慎重 煤炭 冶金工業(yè)的各種散體貯料種類繁多、且隨著各種礦石的品位和開(kāi)釆條件的變化,其變異性很大，貯料的各種參數(shù)應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)并考慮各種變化因素綜合分析確定、4.2。2，關(guān)于貯料壓力的計(jì)算問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外已進(jìn)行了長(zhǎng)期和大量的研究工作 早在1895年 德國(guó)學(xué)者楊森,Janssen,提出.取筒倉(cāng)內(nèi)貯料的微厚元靜力平衡條件。求得倉(cāng)內(nèi)貯料作用在倉(cāng)壁上的壓力，然而人們?cè)谕矀}(cāng)卸料過(guò)程中發(fā)現(xiàn) 貯料在倉(cāng)內(nèi)的應(yīng)力場(chǎng)及作用于倉(cāng)壁上的壓力與楊森的假定并不一致、國(guó)際上曾有Reimbert Pieper，Walker。Jenike等學(xué)者在筒倉(cāng)的貯料壓力的研究方面做的很多實(shí)驗(yàn)都證明.楊森公式算出的倉(cāng)壁壓力不能代表筒倉(cāng)在卸料過(guò)程中貯料作用于倉(cāng)壁上的實(shí)際壓力，正如許多筒倉(cāng)學(xué)者所指出的 楊森公式假定在任一橫截面上料層的垂直壓力是均勻分布的，而事實(shí)上由于貯料與倉(cāng)壁之間存在摩擦力.垂直壓力并非均勻。又如公式中的側(cè)壓力系數(shù)k值的確定、直接釆用了蘭金。Rankine 公式而未考慮與倉(cāng)壁接觸貯料的屈服條件、由于散體理論本身的不完整性。各國(guó)在采用楊森。Janssen 公式的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行修正 所釆用的修正系數(shù)也各不相同 目前國(guó)外各有關(guān)筒倉(cāng)規(guī)范對(duì)貯料壓力的計(jì)算仍釆用各自修正后的楊森公式,這主要是使用該公式進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)比其他方法簡(jiǎn)便.我們?cè)鴮?duì)我國(guó)除西藏。海南之外的各省的煤炭、電力、冶金,建材及糧食等行業(yè)的已投入使用的筒倉(cāng)進(jìn)行了書(shū)面調(diào)查。嚴(yán)格按本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定設(shè)計(jì)的筒倉(cāng)未發(fā)現(xiàn)問(wèn)題.故本次修訂仍釆用原規(guī)范貯料壓力的表達(dá)公式，對(duì)表達(dá)式的解釋表述如下。1、由楊森 Janssen 公式求得的貯料水平壓力，只是基本上符合貯料靜態(tài)時(shí)的壓力、并沒(méi)有考慮在使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的各種不利因素，因此計(jì)算貯料水平壓力時(shí)應(yīng)乘以修正系數(shù)Ch 該系數(shù)主要考慮卸料時(shí)的動(dòng)態(tài)壓力 貯料的崩塌以及不可預(yù)見(jiàn)的其他因素等.但在一般情況下，這些最不利因素不可能同時(shí)出現(xiàn)，因此該系數(shù)應(yīng)是多種因素的綜合修正系數(shù)。而非超壓系數(shù),如何確定較合理的Ch值是一項(xiàng)困難和復(fù)雜的任務(wù),同時(shí)也是關(guān)系著筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)是否安全可靠和經(jīng)濟(jì)合理的重要問(wèn)題，本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的Ch值乃是在總結(jié)國(guó)內(nèi)大量筒倉(cāng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，吸取了國(guó)內(nèi)外筒倉(cāng)的試驗(yàn)研究成果。并參考了各國(guó)的筒倉(cāng)規(guī)范。經(jīng)過(guò)綜合分析而確定的?，F(xiàn)分幾個(gè)方面說(shuō)明如下.1、卸料時(shí)的動(dòng)態(tài)壓力。貯料的流動(dòng)壓力是確定修正系數(shù)Ch值的主要因素、貯料流動(dòng)壓力問(wèn)題。既超出了一般散體靜力學(xué)的課題。又不同于漿體流動(dòng)，而是屬于散體流動(dòng)力學(xué)的范疇，它涉及的因素繁多,抽象出具有普遍意義的力學(xué)數(shù)學(xué)模型相當(dāng)困難、是迄今為止在世界范圍尚屬未徹底解決的研究課題,概括起來(lái)，目前各國(guó)的筒倉(cāng)研究者對(duì)流動(dòng)壓力的機(jī)理、分布及定量分析均存在不同的認(rèn)識(shí)，簡(jiǎn)介和分析如下。貯料的流動(dòng)形態(tài)歸納起來(lái)可分為兩種類型 一種屬于整體流動(dòng)，即卸料時(shí)整個(gè)貯料隨之而動(dòng) 另一種屬于管狀流動(dòng)或稱為漏斗狀流動(dòng)、即卸料時(shí)貯料從其內(nèi)部形成的流動(dòng)腔中流動(dòng),筒倉(cāng)卸料時(shí)。在筒倉(cāng)的不同區(qū)段也有可能同時(shí)出現(xiàn)上述兩種流動(dòng)狀態(tài)，各區(qū)段的范圍視不同散料的特性和筒倉(cāng)的幾何形狀而定。通常粉狀或具有黏性的貯料。管狀流動(dòng)腔向上擴(kuò)大，甚至整個(gè)筒倉(cāng)均形成管狀流動(dòng)，而顆粒均勻的塊狀貯料、管狀流動(dòng)腔向下縮小.即整體流動(dòng)范圍擴(kuò)大。貯料處于管狀流動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生的流動(dòng)壓力要遠(yuǎn)小于整體流動(dòng)時(shí)的壓力。美國(guó)規(guī)范特別提到 所規(guī)定的超壓系數(shù)值僅適用于管狀流動(dòng)狀態(tài) 而蘇聯(lián)規(guī)范和德國(guó)規(guī)范中均未明確分開(kāi)。我們考慮到大多數(shù)筒倉(cāng)中的貯料流型很難明確劃分、同時(shí)還要考慮筒倉(cāng)在使用期間可能產(chǎn)生的其他種種壓力增大因素，因此.本標(biāo)準(zhǔn)也采用不以流動(dòng)型態(tài)劃分的綜合修正系數(shù)值,流動(dòng)壓力的機(jī)理、對(duì)貯料處于流動(dòng)狀態(tài)時(shí)水平壓力增大的事實(shí),已被大家所承認(rèn)，但是對(duì)其增大的機(jī)理 則有各種不同的見(jiàn)解、有的認(rèn)為是貯料特性的改變。有的認(rèn)為是貯料內(nèi)部不斷形成動(dòng)力拱.目前歐美較為流行的一種看法,是美國(guó)學(xué)者詹尼克.Jenike、的觀點(diǎn)、他認(rèn)為是由于貯料內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)的改變,裝料時(shí)貯料內(nèi)部的主應(yīng)力線接近于豎直方向即主動(dòng)壓力狀態(tài),卸料時(shí)由于貯料失去支持力.主應(yīng)力線改變?yōu)榻咏椒较蚣幢粍?dòng)壓力狀態(tài)，并且在流動(dòng)腔斷面縮小處。產(chǎn)生很大的集中壓力或稱為轉(zhuǎn)換力,詹尼克根據(jù)上述基本假定。創(chuàng)建了一套計(jì)算水平壓力的理論.該理論仍借助散體靜力學(xué)極限平衡的原理來(lái)描述流動(dòng)壓力狀態(tài) 因而也是十分粗略的。但是他的基本觀點(diǎn)還是可以被接受的、根據(jù)詹尼克的理論.就可以得出結(jié)論 即越是易流動(dòng)的散體。流動(dòng)壓力越大.整體流動(dòng)的壓力要大于管狀流動(dòng)，這些結(jié)論已被許多測(cè)試資料所證實(shí)。2，動(dòng)態(tài)壓力的分布，多年來(lái).隨著測(cè)試技術(shù)的發(fā)展 對(duì)貯料流動(dòng)壓力的分布又有了新的認(rèn)識(shí)，很多筒倉(cāng)研究者一致認(rèn)為。貯料在流動(dòng)時(shí)壓力沿筒倉(cāng)截面和倉(cāng)壁高度都呈不均勻分布狀態(tài),引起不均勻壓力分布的因素很多.諸如貯料本身的不均勻、裝卸料不均勻。筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)本身的不均勻以及外界溫濕度變化引起的不均勻等.因此 嚴(yán)格地說(shuō)任何一座筒倉(cāng)都存在壓力不均勻的現(xiàn)象、由于不均勻壓力的存在，使倉(cāng)壁結(jié)構(gòu)不僅要承受軸向拉力 而且還要承受彎矩 在蘇聯(lián)規(guī)范中、已有這樣的規(guī)定,但是，由于這種不均勻壓力分布的變化錯(cuò)綜復(fù)雜并具有隨機(jī)性.目前我們所掌握的資料不足.很難給出確切的數(shù)字、故本標(biāo)準(zhǔn)未能對(duì)此做出具體規(guī)定。只是將這種不利影響包括在綜合修正系數(shù)Ch范圍內(nèi).2、從國(guó)外資料看貯料的豎向壓力.一般都認(rèn)為靜態(tài)時(shí)貯料的豎向壓力與楊森公式計(jì)算值基本相符 當(dāng)貯料處于流動(dòng)狀態(tài)時(shí) 對(duì)豎向壓力值應(yīng)如何估算.則有不同的認(rèn)識(shí).一種認(rèn)為豎向壓力要減小、理由是由于卸料時(shí)水平壓力要加大,假定摩擦系數(shù)不變的條件下、則傳至倉(cāng)壁上的總摩擦力將更加增大。因而使傳至倉(cāng)底的豎向壓力減小.另一種觀點(diǎn)認(rèn)為。豎向壓力基本上與靜態(tài)時(shí)相同。根據(jù)我們所做的測(cè)試結(jié)果和對(duì)各種資料的分析 支持后一種觀點(diǎn)、即貯料在靜動(dòng)態(tài)時(shí)倉(cāng)底的豎向壓力無(wú)太大的變化 但是考慮到料拱的崩塌及貯料特性的不利變化等因素.仍應(yīng)乘以豎向壓力增大的修正系數(shù)Cv、本標(biāo)準(zhǔn)的Cv值是參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)規(guī)范確定的，見(jiàn)表1、對(duì)于貯存糧食的混凝土筒倉(cāng)的倉(cāng)底、按我國(guó)多年來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并參考蘇聯(lián)規(guī)范的規(guī)定.Cv值取1。0、此外 按我國(guó)筒倉(cāng)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并參考美國(guó)和德國(guó)規(guī)范的規(guī)定.倉(cāng)底的總豎向壓力不應(yīng)大于貯料的總重。即pv。γhn。3 偏心卸料是一個(gè)較普遍存在于筒倉(cāng)設(shè)計(jì)中的問(wèn)題、偏心卸料的貯料壓力在20世紀(jì)60年代以前未引起人們的重視、此后,其重要性逐漸才被人們認(rèn)識(shí),并反映到各國(guó)規(guī)范中,法國(guó)規(guī)范稱其為非正常卸料、也是一種貯料的不對(duì)稱流動(dòng)。在有多個(gè)卸料口的筒倉(cāng)中。打開(kāi)不同的卸料閘門(mén)卸料及筒倉(cāng)倉(cāng)形的幾何不對(duì)稱時(shí),都會(huì)造成不對(duì)稱或偏心卸料。有的筒倉(cāng)為了不堵倉(cāng).根據(jù)工藝需要專門(mén)設(shè)計(jì)成有偏心卸料功能的倉(cāng)，在偏心卸料時(shí),貯料壓力對(duì)筒倉(cāng)的不利影響，實(shí)質(zhì)上仍屬于壓力不均勻分布的范疇 但是.它要比一般的貯料不均勻情況嚴(yán)重、會(huì)對(duì)倉(cāng)壁產(chǎn)生較大的附加側(cè)壓力、難以將此影響包括在綜合修正系數(shù)Ch內(nèi)。故本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定應(yīng)予以考慮.本次修訂,偏心卸料產(chǎn)生的附加壓力計(jì)算公式不變、各國(guó)學(xué)者雖一致認(rèn)為偏心卸料問(wèn)題不容忽視。但處理方法各不相同.各國(guó)規(guī)范對(duì)此也有不同的計(jì)算方法 最早研究偏心卸料問(wèn)題的是德國(guó)的皮珀教授,他根據(jù)在各種小型模型倉(cāng)上所做的試驗(yàn)，提出了計(jì)算方法。并首先在德國(guó)規(guī)范中采用 我們認(rèn)為,美國(guó)規(guī)范提出的經(jīng)驗(yàn)公式。規(guī)定了倉(cāng)壁下部壁高等于dn的范圍內(nèi)，壓力增值為一常量 這條規(guī)定使hn dn較小的筒倉(cāng)倉(cāng)壁配筋量增加過(guò)大.很不合理、在綜合分析比較了美國(guó),德國(guó)規(guī)范的基礎(chǔ)上,建議當(dāng)hn dn,1.5或偏心值e。0、1dn時(shí)?？刹豢紤]偏心卸料的影響,偏心卸料時(shí)。倉(cāng)底壓力增值為，ph、0、25eph。r、在貯料計(jì)算高度下部hn.3范圍內(nèi) ph為一常數(shù)、其上至貯料計(jì)算高度的上端按直線變化漸減到零、并假定 ph是沿圓周均勻分布的.當(dāng)然這些假定也是有一定的局限性的.我們對(duì)不同的計(jì)算方法進(jìn)行比較后。認(rèn)為T(mén)heimer的近似計(jì)算法是較為簡(jiǎn)捷實(shí)用的計(jì)算 故作為本條釆用的依據(jù)。設(shè)計(jì)者可根據(jù)具體情況對(duì)倉(cāng)壁進(jìn)行驗(yàn)算,倉(cāng)側(cè)卸料的深倉(cāng)與倉(cāng)內(nèi)單或多漏斗偏心卸料的工況不同。作用在倉(cāng)壁上的壓力也不同 本條第5款的規(guī)定 是對(duì)倉(cāng)內(nèi)漏斗卸料偏心壓力計(jì)算的規(guī)定,本次修訂.參考?xì)W洲規(guī)范。將倉(cāng)側(cè)偏心卸料壓力計(jì)算的規(guī)定增添到本標(biāo)準(zhǔn)的附錄B中、4。倉(cāng)壁單位周長(zhǎng)上總的豎向摩擦力.與國(guó)外規(guī)范釆用同樣的公式.按此計(jì)算的結(jié)果與我們所做的測(cè)試基本相符、由于貯料處于靜態(tài)或動(dòng)態(tài)時(shí)的摩擦力變化不大。故不必乘以修正系數(shù) hn值確定的正確與否、對(duì)貯料壓力有很大影響 以往有些設(shè)計(jì)者,為了簡(jiǎn)化計(jì)算又要偏于安全，往往將貯料頂面高度算至倉(cāng)頂層的樓面.而不考慮扣除一部分無(wú)法裝料的無(wú)效高度.對(duì)高徑比大的小直徑筒倉(cāng).這樣處理尚無(wú)不可，但對(duì)一些大直徑筒倉(cāng)以及用單點(diǎn)或條形裝料方式的筒倉(cāng)、顯然會(huì)造成很大的誤差。因此、本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了貯料計(jì)算高度hn的上下端的位置.在下端。一般分三種情況,一種是無(wú)填料的漏斗或平板倉(cāng)底.貯料壓力作用在整個(gè)倉(cāng)壁上,因此計(jì)算高度hn應(yīng)算至倉(cāng)壁底部，另一種是有填料的情況、盡管填料可以由各種材料組成 但由于它們具有一定強(qiáng)度、本身可以承受貯料壓力.故應(yīng)考慮填料的有利影響,將計(jì)算高度hn算至填料的表面、在筒倉(cāng)中，填料表面與倉(cāng)壁的交線往往不在同一水平上 為了計(jì)算簡(jiǎn)單.規(guī)定算至此交線的最低點(diǎn)處。第三種是鋼筋混凝土單漏斗 可算至漏斗頂面.對(duì)于大型圓形淺倉(cāng)可按本標(biāo)準(zhǔn)附錄C的公式計(jì)算、4。2、4.水力半徑是筒倉(cāng)深倉(cāng)貯料壓力楊森計(jì)算公式中的重要參數(shù)、水力半徑是流體力學(xué)專用術(shù)語(yǔ) 其物理意義是ρ,A.U。A是流體通道的橫截面.U是通道橫截面與流體接觸的周邊長(zhǎng)度。稱為濕周.由于筒倉(cāng)是直立容器、因此物料與倉(cāng)壁的接觸面就是筒倉(cāng)水平截面的周長(zhǎng).群倉(cāng)星倉(cāng)的水力半徑是、式中的A為群倉(cāng)的對(duì)稱星倉(cāng)水平凈截面的面積,該公式的推導(dǎo).是將星倉(cāng)復(fù)雜的水平截面的凈面積，以比較簡(jiǎn)單的當(dāng)量正方形或當(dāng)量圓形的面積等量代換,再除以其當(dāng)量正方形的濕周總長(zhǎng)或當(dāng)量圓面積的濕圓周長(zhǎng)求得,具體推導(dǎo)過(guò)程可參見(jiàn)美國(guó)Design,and。Construction of、Silos.and，bunkers、Sargis。S.Safarian，及美國(guó)Structural Engineering，Handbook、Edwin、H,Gaylord,其推導(dǎo)過(guò)程嚴(yán)謹(jǐn),公式簡(jiǎn)明非常適用 4.2。5.本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)楊森公式的修正.具體體現(xiàn)在表4。2,5.1,表4、2.5 2中。以下是本標(biāo)準(zhǔn)確定修正系數(shù)值需要考慮的主要因素。圖4。圖4的右側(cè)為散體物料在有限空間側(cè)壁上水平壓力的示意圖。楊森 Janssen，公式的計(jì)算結(jié)果符合散體力學(xué)原理，從圖4中可以看出。散體在有限的空間中的作用 其水平壓力不是呈線性變化,而是接近拋物線。也就是說(shuō)。水平壓力值隨著深度的增大接近常數(shù)、為簡(jiǎn)化計(jì)算 在倉(cāng)壁深Sh范圍內(nèi)、曲線的變化可近似地用斜直線ac代替、而其下部可用直線cd代替 楊森 Janssen 公式計(jì)算倉(cāng)壁不同深度處的貯料壓力函數(shù)，按連續(xù)曲線表示是正確的、但鋼筋的截面選擇及排列布置只能沿倉(cāng)壁高度在一定的區(qū)段內(nèi)按同一直徑的鋼筋等距分段布放 鋼筋用量的圖示只能是階梯形的包絡(luò)圖形、絕不可能是一條連續(xù)曲線、事實(shí)上 在倉(cāng)壁2，3高度以上的部分，其曲線接近直線 這就是本標(biāo)準(zhǔn)釆用簡(jiǎn)化計(jì)算的依據(jù)、流動(dòng)壓力沿倉(cāng)壁高度分布的大小與貯料的流動(dòng)腔密切相關(guān)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的資料介紹.最大的流動(dòng)壓力發(fā)生在流動(dòng)腔與倉(cāng)壁相交處、該處位置的高低與貯料和筒倉(cāng)特性有關(guān)。一般情況下最大流動(dòng)壓力大致位于倉(cāng)壁的中部或下部。在倉(cāng)壁上段約1，3高度范圍內(nèi),則影響不大且衰減較快、因此,本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的修正系數(shù)、在下段2。3倉(cāng)壁高度范圍內(nèi)均取大值.上段1、3高度范圍內(nèi)取小值。關(guān)于流動(dòng)壓力大于楊森理論值的論點(diǎn)、各國(guó)筒倉(cāng)規(guī)范已經(jīng)沒(méi)有分歧了。但流動(dòng)壓力的增大值卻存在不同的估算值 最早的測(cè)試資料提供的數(shù)據(jù)為1、3倍、4.0倍，從近幾十年的測(cè)試資料來(lái)看、個(gè)別點(diǎn)可達(dá)十幾倍,當(dāng)然這種小面積上出現(xiàn)的壓力峰值有可能是瞬間的 我們并不認(rèn)為是必須考慮的數(shù)值,近來(lái)一些筒倉(cāng)研究者更多地注意到整個(gè)筒倉(cāng)中壓力的變化規(guī)律。綜合分析對(duì)倉(cāng)壁內(nèi)力的影響。以此來(lái)確定相應(yīng)的增大值.現(xiàn)將國(guó)內(nèi)外當(dāng)前確定流動(dòng)壓力增大值的情況綜述如下，20世紀(jì)，蘇聯(lián)在很多年間釆用的最大修正系數(shù)值一直為2，0,對(duì)貯煤筒倉(cāng)規(guī)定為1.0.但是、對(duì)適用于糧食的筒倉(cāng)規(guī)范.改變了單一修正系數(shù)的方法.根據(jù)不同類型和貯料的筒倉(cāng),給出了不同的系數(shù).折算后的修正系數(shù)最大可達(dá)2.5左右.美國(guó)規(guī)范規(guī)定對(duì)適用于管狀流動(dòng)的最小超壓系數(shù)值為1,65、1,86.德國(guó)規(guī)范的卸料壓力是通過(guò)改變散料物理特性參數(shù)而得到的 如將此折算為修正系數(shù)值,則上部約為2、5 中部約為1.5 下部接近楊森理論值.形成上大下小的不合理狀態(tài)、在該規(guī)范后來(lái)的修訂稿中，已改為采用超壓系數(shù)的辦法。對(duì)于不同的貯料釆用不同的系數(shù)，如小麥為1，5、此外,在計(jì)算基本貯料壓力時(shí),將側(cè)壓力系數(shù)改為釆用,日本在小麥筒倉(cāng)設(shè)計(jì)中修正系數(shù)取3.0。我國(guó)在、鋼筋混凝土筒倉(cāng)設(shè)計(jì)規(guī)范，GBJ。77,85實(shí)施以前的筒倉(cāng)設(shè)計(jì)中,大多數(shù)的筒倉(cāng)所采用的修正系數(shù)為2，0。水泥和煤炭工業(yè)部門(mén)曾經(jīng)釆用過(guò)小于2、0的系數(shù) 如水泥工業(yè)部門(mén)曾取為1。5,2 0，煤炭工業(yè)部門(mén)歷來(lái)無(wú)統(tǒng)一規(guī)定 因人而異 取值范圍為1。0,2,0.本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的基本修正系數(shù)Ch值為2.0 其理由闡述如下，國(guó)內(nèi)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明、在。鋼筋混凝土筒倉(cāng)設(shè)計(jì)規(guī)范,GBJ，77。85實(shí)施之前,筒倉(cāng)建設(shè)在我國(guó)已有幾十年的歷史、建成了各種類型筒倉(cāng) 在此基礎(chǔ)上總結(jié)這些筒倉(cāng)設(shè)計(jì).建設(shè)及使用經(jīng)驗(yàn)是很有必要的.也是本標(biāo)準(zhǔn)確定修正系數(shù)值的重要依據(jù)之一 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)、這些筒倉(cāng)達(dá)數(shù)百座之多 遍布全國(guó)各地、其使用基本正常，并未發(fā)生過(guò)嚴(yán)重破壞事故 但是其中有相當(dāng)一部分筒倉(cāng)在倉(cāng)壁上出現(xiàn)不同程度的裂縫,裂縫大致出現(xiàn)在倉(cāng)壁的中部或下部，有多座筒倉(cāng)的裂縫寬度超過(guò)規(guī)范允許值、其中以水泥和煤炭工業(yè)的筒倉(cāng)為多、當(dāng)然 造成裂縫的因素很多，修正系數(shù)取值偏小是主要因素之一.我們?cè)鴮?duì)幾座出現(xiàn)裂縫的圓形煤筒倉(cāng)進(jìn)行分析，按其實(shí)際配筋量折算的修正系數(shù)值都小于2、0，個(gè)別筒倉(cāng)只有1.13.為了保證筒倉(cāng)使用,提高其耐久性 鋼筋混凝土筒倉(cāng)設(shè)計(jì)規(guī)范.GBJ 77。85規(guī)定的基本修正系數(shù)之值不宜小于2。0、使用實(shí)物和模型筒倉(cāng)測(cè)試分析 也是確定修正系數(shù)值的方法一 原國(guó)家煤炭部自20世紀(jì)70年代.80年代對(duì)貯煤實(shí)物圓形筒倉(cāng)和模型筒倉(cāng)進(jìn)行過(guò)壓力測(cè)試,測(cè)試結(jié)果表明,卸料時(shí)的貯料壓力要比楊森理論值大1,5倍,3.5倍.最大動(dòng)壓力往往發(fā)生在1,2的倉(cāng)壁高度以下、并且作用時(shí)間較長(zhǎng) 沿倉(cāng)壁高度和水平截面周邊呈不均勻分布。顆粒均勻的塊煤要比含有末煤的混合煤的壓力大 綜合分析以上結(jié)果。在正常使用情況下,倉(cāng)壁不僅要承受軸向力,而且還要承受彎矩 根據(jù)Ch值為2。0反算.各種筒倉(cāng)能承擔(dān)彎矩的能力為。Mmax.0.01、0、017.phr2,該值與蘇聯(lián)規(guī)范修訂后的規(guī)定是比較接近的 但是與實(shí)測(cè)資料相比、顯然還是偏小,這說(shuō)明使用Ch值取2,0并不是很富裕.從國(guó)外資料分析看、德國(guó)規(guī)范求得的貯料壓力 在倉(cāng)壁的中，下段偏小 按此設(shè)計(jì)的糧食筒倉(cāng)，建成使用后曾發(fā)生多起破壞事故。因此.在該規(guī)范后來(lái)的修訂稿中做了修改、釆用了乘以超壓系數(shù)的方法 增加了倉(cāng)壁的配筋、美國(guó)以往的筒倉(cāng)設(shè)計(jì) 忽略了貯料流動(dòng)壓力的影響，造成一些筒倉(cāng)的崩塌和裂縫事故,美國(guó)制定的規(guī)范.雖然提供了最小的超壓系數(shù)值，但是僅限于管狀流動(dòng)、筒倉(cāng)的流動(dòng)形態(tài)很難預(yù)先確定、因此在設(shè)計(jì)中往往釆用大于規(guī)范規(guī)定的數(shù)值 20世紀(jì)80年代，美國(guó)為我國(guó)設(shè)計(jì)的貯煤筒倉(cāng) 超壓系數(shù)取為3 0、蘇聯(lián)是研究流動(dòng)壓力最早的國(guó)家之一，在糧食，水泥筒倉(cāng)等方面具有多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，多年來(lái)修正系數(shù)值一直釆用2、0，其修訂的新規(guī)范也改變了單一考慮修正系數(shù)的辦法.增加了考慮彎矩的因素 這樣就使貯料壓力與壁厚發(fā)生了關(guān)系,更趨合理 按此規(guī)范規(guī)定計(jì)算的倉(cāng)壁配筋.與其修訂前的規(guī)范相比 高徑比大于3,0的筒倉(cāng)。鋼筋要有較大的增加。高徑比小的筒倉(cāng)，則基本與修訂前規(guī)范接近。至于蘇聯(lián)規(guī)范對(duì)貯煤筒倉(cāng)的修正系數(shù)規(guī)定為1.0是無(wú)法理解的 查閱歷年的技術(shù)資料，蘇聯(lián)在貯煤圓形筒倉(cāng)方面的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并不多.且缺乏研究.由此可見(jiàn)，將貯煤筒倉(cāng)壓力計(jì)算的修正系數(shù)確定為1.0是不正確的,筒倉(cāng)的種類繁多、不論何種筒倉(cāng)。均釆用同一個(gè)修正系數(shù)值。顯然是不恰當(dāng)?shù)?，近?lái)在各國(guó)新的規(guī)范或正在修訂的規(guī)范中,分別按筒倉(cāng)的高徑比和貯料品種給出不同的修正系數(shù)值、高徑比大的要比小的流動(dòng)壓力影響大.應(yīng)取大值,易流動(dòng)的貯料要比不易流動(dòng)的貯料的流動(dòng)壓力要大.也應(yīng)取大值 由于我們的試驗(yàn)和研究工作做得不多，尚不能分門(mén)別類給出確切數(shù)據(jù),只能大致考慮這些影響，故本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定hn.dn大于3 0時(shí) Ch應(yīng)乘以系數(shù)1、1 而對(duì)流動(dòng)性能較差的貯料 則應(yīng)乘以系數(shù)0，9.倉(cāng)壁上部hn 3范圍內(nèi)。修正系數(shù)的取值,蘇聯(lián)規(guī)范取值為1。0.以往我國(guó)各工業(yè)部門(mén)設(shè)計(jì)深倉(cāng)時(shí)也都釆用此值。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)某些筒倉(cāng)倉(cāng)壁上出現(xiàn)裂縫，參考近期的國(guó)外規(guī)范的規(guī)定.對(duì)該區(qū)段的修正系數(shù)都有所提高，考慮到實(shí)際存在的流動(dòng)壓力和熱貯料引起的溫度作用。本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定該區(qū)段的修正系數(shù)值取為1,0、2，0,對(duì)水泥工業(yè)貯存熱貯料筒倉(cāng)的溫度影響,在裝有貯料的部分，由于水泥或水泥熟料導(dǎo)熱性能較差.通過(guò)貯料傳導(dǎo)至倉(cāng)壁上的熱量較小,對(duì)倉(cāng)壁影響不大,參照美國(guó)規(guī)范說(shuō)明中建議的方法 按貯料溫度為100 室外最低計(jì)算溫度為，20，的條件計(jì)算、因貯料溫度應(yīng)力需要增加的倉(cāng)壁配筋量在倉(cāng)壁下段影響相對(duì)較大，一般約為楊森壓力計(jì)算所需配筋量的5、10 但由于倉(cāng)壁上段的貯料壓力甚小,且已考慮了修正系數(shù)1.0、2、0.故在此條件下?？蓪①A料溫度的影響包括在修正系數(shù)Ch內(nèi).對(duì)于筒倉(cāng)最上端沒(méi)有散料的空倉(cāng)部分、可求出倉(cāng)壁內(nèi)外表面的溫差 按,冶金工業(yè)廠房鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗熱設(shè)計(jì)規(guī)程,YS.12.79驗(yàn)算其溫度影響。計(jì)算結(jié)果表明.當(dāng)貯料溫度與室外最低計(jì)算溫度之差為100。時(shí).為了保證裂縫不超過(guò)容許寬度所需的配筋量，均超過(guò)了按本標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的最小配筋率所算得的配筋量，在上述溫度條件下,當(dāng)倉(cāng)壁的水平鋼筋單側(cè)的配筋率增加到0.2、即全截面總配筋率為0，4。時(shí)、就基本上滿足裂縫開(kāi)展寬度不大于0、2mm的要求，但設(shè)計(jì)還是應(yīng)對(duì)具體工況進(jìn)行分析.甚至包括倉(cāng)頂樓板構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算，由于對(duì)冶金或其他工業(yè)部門(mén)的熱貯料缺乏分析 研究。故本標(biāo)準(zhǔn)未包括水泥工業(yè)以外的特殊熱貯料筒倉(cāng) 本次修訂新增了有關(guān)溫度應(yīng)力的計(jì)算內(nèi)容、設(shè)計(jì)時(shí)也可按本標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定進(jìn)行溫度作用所需的配筋計(jì)算。近年來(lái)，為了貯料卸料通暢 防止貯料起拱堵倉(cāng).往往在倉(cāng)底設(shè)置多個(gè)吹氣噴嘴的促流裝置.或稱空氣炮，國(guó)外稱為，Air、Blaster。正確的名稱應(yīng)為空氣噴射器,這種設(shè)備國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)。但將其英文的譯名定為.Air.Cannon.在對(duì)外交流時(shí)、釆用這種譯名非常不妥，這實(shí)際上變成了戰(zhàn)爭(zhēng)使用的平射。加農(nóng)炮、對(duì)外設(shè)計(jì)文件還是應(yīng)該使用原文，Air,Blaster、由此誤導(dǎo)有些筒倉(cāng)尤其是煤倉(cāng)，在卸料不暢時(shí)。竟敢在倉(cāng)內(nèi)釆用炸藥爆破的方法解決堵倉(cāng)問(wèn)題,致使倉(cāng)壁崩塌.實(shí)踐表明 這種促流裝置對(duì)筒倉(cāng)的影響范圍是局部的、對(duì)貯料壓力的影響也不大、故計(jì)算貯料壓力時(shí) 可不單獨(dú)考慮由此破拱產(chǎn)生的空氣壓力。但是,對(duì)于在某些筒倉(cāng)中設(shè)置的特殊促流裝置 如用于單向長(zhǎng)達(dá)列車,uni、train。筒倉(cāng)的破拱帽、擁有震動(dòng)卸料能力的計(jì)量漏斗.活化振動(dòng)給料機(jī)等.可使筒倉(cāng)高速卸料,甚至卸料可達(dá)5000t h 6000t。h。倉(cāng)內(nèi)貯料出現(xiàn)高速整體流動(dòng)狀態(tài).卸料時(shí)筒倉(cāng)倉(cāng)體出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)這種卸料條件.本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的貯料壓力修正參數(shù)顯然偏小。我們對(duì)其影響尚缺乏深入的研究。設(shè)計(jì)時(shí)釆用的修正系數(shù)需另行考慮、設(shè)計(jì)者可根據(jù)具體情況適當(dāng)加大。近年來(lái)歐洲規(guī)范。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO都有一些有關(guān)筒倉(cāng)的新內(nèi)容。但劃分煩瑣過(guò)細(xì) 對(duì)設(shè)計(jì)并不簡(jiǎn)便、本次修訂只汲取其對(duì)我國(guó)筒倉(cāng)設(shè)計(jì)較實(shí)用的有關(guān)內(nèi)容,本次修訂前、標(biāo)準(zhǔn)編制組對(duì)我國(guó)各行業(yè)近年來(lái)按原規(guī)范設(shè)計(jì)的筒倉(cāng)工程進(jìn)行了調(diào)研。實(shí)踐表明 凡是嚴(yán)格按原規(guī)范規(guī)定設(shè)計(jì)的筒倉(cāng) 是安全可靠的.故本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本條規(guī)定不再修改、4.2 6 本標(biāo)準(zhǔn)對(duì)深,淺倉(cāng)釆用不同的計(jì)算公式，當(dāng)hn，dn、1。5時(shí) 按深、淺倉(cāng)計(jì)算所得的貯料水平壓力出現(xiàn)不銜接的現(xiàn)象.其比值可用下列公式來(lái)表達(dá).式中，深倉(cāng)水平壓力。淺倉(cāng)水平壓力，注。當(dāng)k.0、333 μ.0.5,hn、dn,1、5,Ch，2、0時(shí).r.0.999.C，1。26。由此可見(jiàn)，只要釆用深倉(cāng)。淺倉(cāng)的劃分方法，就必定會(huì)出現(xiàn)一個(gè)深倉(cāng)、淺倉(cāng)劃分的臨界值。由于不是連續(xù)函數(shù).其所得計(jì)算數(shù)值在臨界點(diǎn)處必然有一個(gè)不相等的突變值,式、2，中的C值就是兩突變差值的倍數(shù).考慮修正系數(shù)后.深倉(cāng)的計(jì)算壓力要大于淺倉(cāng)，因此大型圓形淺倉(cāng)如按本條的淺倉(cāng)公式計(jì)算貯料的水平壓力.就不一定安全可靠.此外.倉(cāng)壁達(dá)到一定高度的淺倉(cāng).貯料對(duì)倉(cāng)壁的摩擦荷載也不應(yīng)忽視,故仍需按本條的規(guī)定計(jì)算,本條所示淺倉(cāng)貯料壓力的計(jì)算公式 適用于直徑較小的圓形或矩形淺倉(cāng)。大型圓形淺倉(cāng)的頂部.為了不增加倉(cāng)壁的高度。即使可以采用平頂結(jié)構(gòu) 當(dāng)倉(cāng)頂釆用單點(diǎn)甚至多點(diǎn)裝料時(shí)，倉(cāng)頂還是需要設(shè)計(jì)成穹頂或其他結(jié)構(gòu)體系擴(kuò)大上部的有效空間，增加倉(cāng)容,以適應(yīng)在倉(cāng)壁頂面以上按貯料安息角形成的大體積料堆 對(duì)于小型筒倉(cāng).這種料堆不會(huì)太大，其荷載可以簡(jiǎn)化計(jì)算。但貯料壓力按散體空間作用原理設(shè)計(jì)的大型或超大型圓形淺倉(cāng),釆用簡(jiǎn)化方法計(jì)算料堆超載壓力的誤差較大。本條的計(jì)算公式并不完全符合大型或超大型圓形淺倉(cāng)的實(shí)際工況。故應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)附錄C的貯料壓力公式進(jìn)行計(jì)算 4,2,7,深倉(cāng)中漏斗壁上的貯料法向壓力,在國(guó)內(nèi)外資料中有多種計(jì)算方法、假定隨深度增加壓力加大,呈上小下大的梯形分布，有的則假定隨水力半徑的減小而減小。呈上大下小的梯形分布。美國(guó)規(guī)范則釆用上下均等的壓力分布圖形.我們綜合比較了上述各種計(jì)算方法后認(rèn)為,美國(guó)規(guī)范的規(guī)定比較合理.且計(jì)算簡(jiǎn)便、故本標(biāo)準(zhǔn)釆用此規(guī)定。4,2,9，本標(biāo)準(zhǔn)參考美國(guó).法國(guó)及澳大利亞規(guī)范，增加了裝有細(xì)顆粒物料且形成流態(tài)的筒倉(cāng)壓力計(jì)算公式,當(dāng)物料在倉(cāng)內(nèi)流動(dòng)狀態(tài)不暢時(shí)、公式中貯料的重力密度應(yīng)結(jié)合工藝專業(yè)所提參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。4，2,10，氣力輸送產(chǎn)生的過(guò)剩氣壓。不但對(duì)倉(cāng)底及倉(cāng)壁產(chǎn)生壓力.在筒倉(cāng)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮其對(duì)倉(cāng)頂構(gòu)件產(chǎn)生的壓力，