第4章-糧倉建筑與結構

糧倉建筑與結構第四章立筒倉的儲糧壓力分析2筒倉分為深倉和淺倉，當筒倉內儲糧計算高度(hn)與圓形倉內徑(dn)之比或與矩形筒倉短邊(b)之比大于或等于1.5時為深倉，小于1.5時為淺倉。一、概述1、概述

3筒倉有圓形和矩形之分，但儲糧壓力計算公式只隨深、淺倉類型的不同而不同。筒倉可由鋼板、鋼筋混凝土、磚石等材料建成。鋼筋混凝土筒倉又可分為現(xiàn)澆、預制、預應力和非預應力結構。鋼板筒倉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深倉的結構特點是高度大、直徑小。受力特點是由于側壓力、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，垂直壓力和水平壓力的增長與倉筒高度不成比例；裝載深度增加時，倉筒壓力增加的速度漸漸緩慢，并且達到一定的深度后，壓力就達到最高點，而后不論再增加多少裝載深度，壓力值幾乎無變化。二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析深倉儲糧壓力的分析5二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析6屋頂恒載+活載倉上恒載+活載恒載+活載恒載+活載倉內恒載+活載風荷載地震作用風荷載地震作用二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析7貯料頂面為斜面貯料裝至倉頂nd摩擦力二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析8nd基本假設：糧食處于靜止狀態(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;摩擦阻力不計倉底對糧食壓力的影響糧食為均勻密實，不可壓縮的散粒體。二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析9重力dsττ糧食的容重截面周長橫截面面積二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析10兩端積分整理，得s=0，二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析11化簡，得兩邊同取自然對數(shù)e的指數(shù)接近零水力半徑二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析12垂直壓力水平壓力二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析13重力s總豎向重力、摩擦力、豎向壓力平衡二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析14垂直壓力水平壓力摩擦阻力二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析15同時存在垂直壓力、側壓力、摩擦力；垂直壓力和水平壓力與倉筒高度不成比例；倉筒壓力增加的速度隨著裝糧深度增加漸漸緩慢。二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析16四、儲糧壓力分析/有待深入討論的問題增加增加如何解決？17二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析18二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析19

二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析20

2、淺倉儲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、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析21任意深度S處作用于倉壁單位面積的水平壓力Ph0:其中：K是糧食主動側壓力系數(shù),

二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析223、錐斗儲糧壓力的分析任意深度S處作用于倉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、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析233、錐斗儲糧壓力的分析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、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析24二、儲糧壓力分析/一般深倉儲糧壓力分析25

Janssen理論是分析筒倉結構時一個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壓力為靜態(tài)壓力和各水平面的垂直壓力處于均勻分布狀態(tài)。實際上，筒倉內糧食壓力問題十分復雜，糧食的初始狀態(tài)、流動情況等都各不相同，因而Janssen理論在實際工程應用中存在著明顯的缺陷。到目前為止，糧食呈靜止狀態(tài)時，Janssen理論在理論和實驗方面都已被證明是符合實際情況的。但是，按照Janssen理論設計的筒倉，的確曾多次出現(xiàn)過糧食流動卸料時筒倉破壞的事例。三、實際工程中筒倉內糧食壓力的研究26深倉的兩種出糧形式：三、實際工程中筒倉內糧食壓力的研究27深倉儲糧壓力的研究：三、實際工程中筒倉內糧食壓力的研究28減壓管卸料示意圖三、實際工程中筒倉內糧食壓力的研究通風網(wǎng)絡及卸料減壓剖視圖29三、實際工程中筒倉內糧食壓力的研究試驗結構表明：地震作用下的動態(tài)側壓力值比靜態(tài)側壓力實測值大得多，在八度罕遇烈度下，群倉倉頂部分的動態(tài)側壓力值是靜態(tài)側壓力實測值的8倍，單倉倉頂部分的動態(tài)側壓力值是靜態(tài)側壓力實測值的9倍；在七度基本烈度地震波作用下，除倉頂部分外，筒倉的動態(tài)側壓力值均小于規(guī)范設計值，30一、深倉儲糧壓力計算公式四、規(guī)范中采用的儲糧壓力計算公式/深倉儲糧壓力計算深倉的尺寸及壓力示意圖31

1、深倉儲糧壓力計算公式

1．我國《鋼筋混凝土筒倉設計規(guī)范》的計算公式四、規(guī)范中采用的儲糧壓力計算公式/深倉儲糧壓力計算32四、規(guī)范中采用的儲糧壓力計算公式/深倉儲糧壓力計算偏心卸料作用于矩形倉倉壁上的水平壓力為偏心卸料作用于圓形倉倉壁上的水平壓力為：33四、規(guī)范中采用的儲糧壓力計算公式/深倉儲糧壓力計算34四、規(guī)范中采用的儲糧壓力計算公式/深倉儲糧壓力計算漏斗儲糧壓力計算35美國規(guī)范(ACl313—97)的計算公式四、規(guī)范中采用的儲糧壓力計算公式/深倉儲糧壓力計算在深度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)）：倉壁儲糧壓力計算36該規(guī)范也采用了楊森公式，但對于水平和垂直壓力修正系數(shù)，該規(guī)范沒有像中國規(guī)范一樣明確定義，設計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；庫底板設計豎向壓力由底板的種類而定，對于混凝土底板，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)范中采用的儲糧壓力計算公式/深倉儲糧壓力計算37。

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

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

四、規(guī)范中采用的儲糧壓力計算公式/淺倉儲糧壓力計算當倉壁頂面以上的貯料為錐體