蒋 锐1，薛晨曦1，段君峰2
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发布时间：2020-01-06 00:00:00
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筒仓侧压力系数对比分析及修正研究
Comparative Analysis and Correction Study on Lateral Pressure Ratio of Silos
２０18 Ｎｏ.4
筒仓；散体储料；侧压力系数；Janssen公式
Silos; Stored material; Lateral pressure ratios; Janssen formula
２０18 Ｎｏ.4
1000-4637（2018）04-50-03
国家自然科学基金项目（51608178）。
蒋 锐1，薛晨曦1，段君峰2
1.河南建筑材料研究设计院有限责任公司，郑州 450002；2.河南工业大学土木建筑学院，郑州 450001
前言
筒仓作为一种储藏粮食、饲料、焦炭、水泥、食盐、食糖等散装物料的特种结构形式，已被广泛的应用在农业和工业生产，其复杂的力学特性和安全问题一直是各国学者研究的重点。筒仓的受力模式主要包括底部垂直压力、侧壁水平压力和竖向摩擦力，而其中较为复杂的问题则是储料对侧壁的水平压力计算。1895年，德国学者Janssen基于相同深度垂直压力PV均匀分布和侧压力系数K(水平压力PH与垂直压力PV之比)均为常数的两个基本假定，导出了钢筋混凝土筒仓仓壁静压力计算公式，即著名的Janssen公式[1]，见公式（1）。
■ （1）
式中：γ为储料的重力密度；μ为储料与仓壁的摩擦系数；R为筒仓半径；s为从储料上表面起算的深度；K为储料侧压力系数。
Janssen公式简单实用，能够反映筒仓侧壁水平压力的大致分布规律，因此,各国规范都以此为基础，修正后用于仓壁侧压力的计算。然而，Janssen公式并不能代表卸料过程中仓壁水平方向的实际压力，且Janssen公式认为仓壁为完全刚度，并未考虑仓壁与储料的弹性和屈服条件，直接采用了Rankine公式。虽然各国均进行了修正，但仍没有统一标准，各国对仓壁侧压力计算方法不尽相同，特别是K值的计算结果相差甚远。本文在中欧美钢筋混凝土筒仓侧压力系数对比分析的基础上，考虑了仓壁和储料的变形，以弹性理论为基础，导出了仓壁水平侧压力系数，并对Janssen公式进行了修正，以期对仓储散体物料压力计算理论的发展起到抛砖引玉的作用。
蒋锐,薛晨曦,段君峰.筒仓侧压力系数对比分析及修正研究[J].混凝土与水泥制品,2018(4):50-52.
JIANG R,XUE C X,DUAN J F.Comparative Analysis and Correction Study on Lateral Pressure Ratio of Silos[J].China Concrete and Cement Products,2018(4):50-52.
浏览量:
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筒仓侧压力系数对比分析及修正研究
英文名 :
Comparative Analysis and Correction Study on Lateral Pressure Ratio of Silos
刊期 :
２０18 Ｎｏ.4
关键词 :
筒仓；散体储料；侧压力系数；Janssen公式
Key words :
Silos; Stored material; Lateral pressure ratios; Janssen formula
刊期 :
２０18 Ｎｏ.4
DOI :
文章编号 :
1000-4637（2018）04-50-03
基金项目 :
国家自然科学基金项目（51608178）。
作者 :
蒋 锐1，薛晨曦1，段君峰2
单位 :
1.河南建筑材料研究设计院有限责任公司，郑州 450002；2.河南工业大学土木建筑学院，郑州 450001
蒋 锐1，薛晨曦1，段君峰2
前言
筒仓作为一种储藏粮食、饲料、焦炭、水泥、食盐、食糖等散装物料的特种结构形式，已被广泛的应用在农业和工业生产，其复杂的力学特性和安全问题一直是各国学者研究的重点。筒仓的受力模式主要包括底部垂直压力、侧壁水平压力和竖向摩擦力，而其中较为复杂的问题则是储料对侧壁的水平压力计算。1895年，德国学者Janssen基于相同深度垂直压力PV均匀分布和侧压力系数K(水平压力PH与垂直压力PV之比)均为常数的两个基本假定，导出了钢筋混凝土筒仓仓壁静压力计算公式，即著名的Janssen公式[1]，见公式（1）。
■ （1）
式中：γ为储料的重力密度；μ为储料与仓壁的摩擦系数；R为筒仓半径；s为从储料上表面起算的深度；K为储料侧压力系数。
Janssen公式简单实用，能够反映筒仓侧壁水平压力的大致分布规律，因此,各国规范都以此为基础，修正后用于仓壁侧压力的计算。然而，Janssen公式并不能代表卸料过程中仓壁水平方向的实际压力，且Janssen公式认为仓壁为完全刚度，并未考虑仓壁与储料的弹性和屈服条件，直接采用了Rankine公式。虽然各国均进行了修正，但仍没有统一标准，各国对仓壁侧压力计算方法不尽相同，特别是K值的计算结果相差甚远。本文在中欧美钢筋混凝土筒仓侧压力系数对比分析的基础上，考虑了仓壁和储料的变形，以弹性理论为基础，导出了仓壁水平侧压力系数，并对Janssen公式进行了修正，以期对仓储散体物料压力计算理论的发展起到抛砖引玉的作用。
蒋锐,薛晨曦,段君峰.筒仓侧压力系数对比分析及修正研究[J].混凝土与水泥制品,2018(4):50-52.
JIANG R,XUE C X,DUAN J F.Comparative Analysis and Correction Study on Lateral Pressure Ratio of Silos[J].China Concrete and Cement Products,2018(4):50-52.
摘要
参数
结论
参考文献
引用本文
摘 要：在对比分析各国筒仓设计规范侧压力系数取值的基础上，以弹性理论为基础，考虑了仓壁和储料的弹性变形，导出了侧压力系数的理论计算公式，以此对Janssen公式进行了修正。修正后的公式表明，仓壁和储料的弹性变形对筒仓侧压力系数的取值影响较大，并建议对刚性较大的筒仓侧压力系数采用Janssen公式近似计算，而对于刚度较小的筒仓和金属筒仓则可按修正后的Janssen公式进行计算。
Abstract: The lateral pressure ratios of silos that recommended by some internal and external design codes have been analyzed contrastively. Based on the elastic theory method, the calculation equation of the lateral pressure ratios has been obtained considering the wall and stored material elasticity. And the modified Janssen formula is modified. According to the new formula, the wall and stored material elasticity affect deeply the lateral pressure ratios. The new modified formula can be used for the flexible circular silos and steel silos, and the Janssen formula is applicable for the rigid silos.
关键词:
筒仓；散体储料；侧压力系数；Janssen公式
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