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附:录,C : 大型圆形浅仓贮料!压力计算公式
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C.1 》 贮料压力的计算
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C.1【.1 大型圆【形浅仓或大直径筒】仓由于其直径较【。大仓顶结构已不可】能再使用普通的梁】板,构件通常都采用大跨!度空间格《构或壳体《结构在?仓壁顶?面,至装料点的高度范围!内,将会:形成较大的有—用空间这种筒仓大】多是在仓顶中心单】。点装料因此在—仓壁顶面至装—料点将形成较大的】圆锥料堆《这种贮料工况与【一般的小型浅仓【对仓壁产生的—贮料压力《显然不同因》。此不能再使》。用小:型浅仓贮料压力【的计算方《法,为此:本附录根据可—能出现的《贮料工况给出了【简便的计算公—。。式;各种物料除具有!不同的内摩擦外也具!有与其他不同物【体,。的外摩擦如物—料对混凝《土、砌体、钢—铁等构件的摩擦【(,外摩:擦,),这种摩擦不属于物料!自身之?间摩擦?(,内摩:擦)与其相接触【构件的?刚性光滑《或粗糙程度及物料】本身:。的粒径组《成及粘结《特性有关若贮料的外!摩擦大于内摩擦则在!。卸料过?。程中将有《大量的贮料粘—贴在仓壁上》同时还将影响贮料】对仓壁侧《压力水平分力的大小!因此为得到》筒仓设计最》不利贮料荷载也【就,是说在计《算筒仓环向拉力时】假定外摩擦为零忽略!。外摩擦的作用—才能得?到,贮料对仓壁压力的最!大的:水平力?当筒仓需要》计算竖向作用效应】时外摩擦对仓—壁产生的摩擦—力,就不应忽略可以【很简单地将最—大水平力作为作【用在仓壁上的—法向力乘以外—摩擦系数即》可得到相应的—摩擦力?。这也是支挡结构【设计时经《常采用的简》。化方法它有利于提】高结构的《可靠度大型》圆形浅仓的仓—壁实际上也是一种支!挡结:。构
C.!1.:。2 小型浅仓【。贮料压力的计算以】往近似的采用挡土墙!主动土压力理论【墙背假定是光滑直立!的墙面这《种计算是库》仑理论的平面问题在!小型浅仓设计时尤】其是对于矩形浅【仓基本可以符合【或满:足设计要求追求过】细的精确计算结果对!。实际工程意义—不大但对于大型【圆形浅仓《再采用这种计算方】法就:与,实际受力条件不【。符,;圆形浅仓及圆形】深仓的仓壁是轴【对称旋转薄壁筒壳其!曲率半径再大也是】有限的贮《料滑动体对仓—壁,产生的侧《压力应属于散—体结构力学的空间问!题应建立贮》料在半无限空间中】滑动微元体极—限平衡力系的微分】方程且?令其导数等于—零的:理论计算《作用在仓壁单位【曲面上?贮,料,滑动微元体的力【系如图6所示
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— 散:体的半无《限空间理《论在土力学中被【广泛引用库仑—在17?73年、朗金在【1875年创立【的土力学经典理论就!是以:散体的半无》限空间理论为—基础建立的》在支:挡结构的设》计中:使用至今筒仓—的仓壁虽不同于平】面挡墙但《也是:。支挡结构要将散体】。的空:。间受力状态转—。化为平面问题并【应用在筒仓工程中了!解散体半无限—空间理论的原理是非!常,必要的
! 散体半无】限空间?理论的原理为—。在半无限空间体系】中散体?物料:的,变形常数E和横向】变形系数μ(泊松比!),。及其他物理》参数是同性的应力与!变形是线《性关系空间中同【一深度处的荷载是】相同的在《此条件下散体空间某!点单元?体ZOXY的—应力与其他各—个单元?体相应各《点,的应力状况也是【相同的单元体ZOX!Y散:体的应力分量σz、!σy、τ(区别【于固:体力:学)不?取决于线性变形【半空间体的变形【常数E和μ在此条】件下才可以认定单元!体Z:OXY上的应力及】变形与其相》邻,。单,元体上的应力及变形!是无关的
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, 散》体半无限空间理【论在大量的》。。建筑:。工程设计中得到了】广泛的?应用:如挡土墙、条形基础!及路:基等可沿其长度方】向,(边缘?地段除外)的任何位!置,。处用两个平行剖【面划分出建筑的一】个部分的计算结【果可代表整个建筑】的受:力状态如图》7中表示的其长度】远大于宽度的—条形基础、挡—土墙及各《种,路基均可取》其长度方《向单位截《条ZOX《。Y的:计算:值代表整体结—构的计算结果
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—。 ,挡墙设计《理论是?散体力学的》一部分即散体力学的!平面问题也就—是假定?挡墙为无限长—时,可,取其中间的某一单元!在,以,。其平面投《影为矩形的楔形【滑动体极《。限,平衡状态《下求得代表》整体挡墙的压—力通常情况下在【设计挡墙时为了【得到最不利的水【平荷载经常》假定直立挡墙是【刚性光滑的(忽略】外摩擦)当然在计算!竖,向荷载?时可:以考虑?把土体对挡墙的【外摩擦力计入—;对:于大型圆《形浅仓直接使用【库仓挡墙理论—计,算贮:料压力显然偏大而且!筒仓:仓壁的水平面也不是!无限长的直线—墙体筒?仓中的?贮料虽然《属于空间问》题但因其圆》周是闭合的因此【可以认为是无—边界的故图7中【贮料:微元体的《极限平衡力》系按半无限空间【理论计算也是—正确的挡土墙背【的土体?滑动体与筒仓的贮】料不同前者》的平面投影是矩【形后者是扇形在筒仓!按薄壁筒壳样条理】论计算内力时—利用仓壁单位弧【长上贮?料压力?的计:算结:果同样可以代表【筒仓结?。构,的计算这就》是建立?大型圆形浅仓贮【。料压力计《算,模型的?理论:依据按上《述原则图《7中微元体极—限平衡力《。系微分?方,程的导数《令其等于零即可【得到最大的贮料压力!并取:其与同?工况挡墙主动土【压,的比值?即,可得到本标准附录C!中的修正系》数η及侧压系数λk!。n这样?我们:就可极其简便地利用!铁路工?程设计手册同类【工,况平面挡土墙主动】土,。压力的计算》公式进?行大:型圆形浅《仓贮料?压力的?计算有人认》为,还要:在单元体上增—。加,垂直于两侧面的【作用力按散》体半无限空间理论】。显然是多余的
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》。 要想得到更】精确:的解:答确实牵涉复杂的散!体,力学的很《多理论?问题这不是一般【设计人员急切需要解!决的问题《。况且各种《精确:理论也都是在—。某些假定条件下建】立的其?精确程度也是相对】的
【。 在工程【设计时利用前人的】科技成果解决新出】现的问题是编制本】标准附录的目—的我国地质条件【。的复:。杂程度在世界—上是独一《。无二的我《国铁路科《技工作者《。为了:克服铁?路,。工程的地质灾害【利用库仑理》论推导的各种工【况的平面挡墙—计,算公:式是经?过大:量工程实践验证的也!是可信、严谨及正】。确无误的利》用其适?用于筒仓工》况的公?。式将其?修正转?化后成?为本标准《附录C?。第2、3种工—况(C?.2.2条、C.2!.3条)圆形浅仓贮!。料压力的计算公【式是:。可行的
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— 至于本标准—附录:C的:第,1种:工况(C.2.【1条)?由于铁?路工程设计技术手】册路基?(,中国铁道出版—社1992年)没有!相应的公式可借【用为此必须直接推】导,计算公?式为了取得最—大水平贮料压力值】。工程界经常假定【仓壁是直立、刚【性及光滑的也就【是说忽略贮料的外】摩擦对筒《仓环向力的计—算是:有,利的当然可》以将仓壁法向最大水!平力乘以贮料的外】摩擦:。系数即可得到贮料对!仓壁的竖向压—力当计?。入外摩擦的作用时则!。可能得到不同—的破裂角θ值不同的!。破裂角反《过来又会影响滑【动体体积及》其重力的大小—。从,而又:影响到破裂》面及仓壁对滑动体】重力极?限平衡力系的调整】包括破裂面上的阻力!及仓壁对滑动体的阻!力如前所述影响本标!准附录C工》况1的因《素很多也很复杂【不能只用调整—破裂角大《小的:方法作为本标准附】录C工况1是否存】在的唯一《理由
】 附》录中各工况中的安息!。角β不等《。于贮料的《内摩擦角φ即—β,。≠φ而且应该—小于:。内摩:擦角即β<φ这【是铁路工程》。设计技术手册路基】。(,中国铁道出》版社19《。。92年)公式中【的限定条件否则不】能套用该附录—的,计算公式《至于:安息角是否一定【比内:摩擦角小各种—文件:及资料有不同的【。。看,法要了解什么是【安息角什么》是内摩?擦角安息角与内【摩擦角的关系—需要查看散体力学】的有:关论述
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