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】
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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1?。773年、朗金在1!875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
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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ZO?。XY散?体的:应力分量σz、σ】。y、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ZOX—Y,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?
】 ,。 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—ZOXY的计算值代!表整体结构的计算】。结果
! : 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λkn【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
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— 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19【92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
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: ,。。 : 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199】2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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