- GB 50322-2011 粮食钢板筒仓设计规范
- 郑州粮油食品工程建筑设计院 郑州市第一建筑工程集团有限公司主编
- 2035字
- 2022-07-13 16:46:00
4.2 储粮荷载
4.2.1 计算粮食对筒仓的作用时，应包括以下4种力：
1 作用于筒仓仓壁的水平压力；
2 作用于筒仓仓壁的竖向摩擦力；
3 作用于筒仓仓底的竖向压力；
4 作用于筒仓仓顶的吊挂电缆拉力。
4.2.2 深仓储粮静态压力（图4.2.2）的标准值，应按下列公式计算。
1 计算深度S处，储粮作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值Phk按下式计算：
2 计算深度S处，储粮作用于单位水平面积上的竖向压力标准值Pvk按下式计算：
3 计算深度S处，储粮作用于仓壁单位面积上的竖向摩擦力标准值Pfk按下式计算：
4 计算深度S处，储粮作用于仓壁单位周长上的总竖向摩擦力标准值qfk按下式计算：
式中：Phk——储粮作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值；
γ——储粮的重力密度；
ρ——筒仓净截面的水力半径；
μ——储粮对仓壁的摩擦系数；
e——自然对数的底；
k——储粮侧压力系数，按附录D表D.1取值；
S——储粮顶面或储粮锥体重心至所计算截面的距离；
Pvk——储粮作用于单位水平面积上的竖向压力标准值；
Pfk——储粮作用于仓壁单位面积上的竖向摩擦力标准值；
qfk——储粮作用于仓壁单位周长上的总竖向摩擦力标准值。
图4.2.2 深仓储粮压力示意图
1—储料顶为平面；2—储料顶为斜面；3—储料锥体重心；4—计算截面
筒仓储粮对仓壁的压力，国内外已进行了长期和大量的研究，提出有不同的计算方法，但多数是以杨森（Janssen）公式作为计算筒仓储粮静态压力的基础。尽管该公式本身有一定的缺陷，但其计算结果基本能符合粮食静态压力的实际情况，误差并不大。故本规范仍采用杨森（Janssen）公式作为计算筒仓储粮静态压力的基本公式。
4.2.3 在深仓卸粮过程中，储粮作用于筒仓仓壁的动态压力标准值，应以其静态压力标准值乘以动态压力修正系数。深仓储粮动态压力修正系数应按表4.2.3取值。
表4.2.3 深仓储粮动态压力修正系数
注：hn/dn≥3时，表中Ch值应乘以1.1。
本条为强制性条文。深仓卸料时储粮的动态压力涉及因素比较多，对粮食动态压力的机理、分布及定量分析尚无较一致的认识，属尚未彻底解决的研究课题，但筒仓内储料处于流动状态时对仓壁压力增大且沿仓壁高度与水平截面圆周呈不均匀分布的事实，已被大家所公认。目前国外筒仓设计规范对储料动态压力的计算亦各不相同，有采用单一的修正系数，有按不同储料品种及筒仓的几何尺寸给出不同的计算参数，也有按卸料时不同的储料流动状态分别计算。
本规范中选用的深仓储料动压力修正系数主要依据我国多年来的筒仓设计实践并参考了国外有关国家（德国、美国、法国、澳大利亚等）的筒仓设计规范。储料的水平与竖向动态压力修正系数Ch、Cv与现行国家标准《钢筋混凝土筒仓设计规范》GB 50077取值相同，另外考虑到粮食钢板筒仓的径厚比较大，稳定性较差，粮食钢板筒仓工程事故多是由于卸料时仓壁屈曲而引起。参考国外有关国家筒仓设计规范，对储料作用于仓壁的竖向摩擦力也引入了动力修正系数Cf。
4.2.4 浅仓储粮压力（图4.2.4）的标准值应按下列公式计算：
1 计算深度S处，作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值Phk按式（4.2.4-1）计算，当储粮计算高度hn大于或等于15m，且筒仓内径dn大于或等于10m时，储粮作用于仓壁的水平压力除按上式计算外，尚应按式（4.2.2-1）计算，二者计算结果取大值。
2 计算深度S处，作用于单位水平面积上的竖向压力标准值Pvk按下式计算：
3 计算深度S处，储粮作用于仓壁单位面积上的竖向摩擦力标准值Pfk按下式计算：
4 计算深度S处，储粮作用于仓壁单位周长上的总竖向摩擦力标准值qfk按下式计算：
图4.2.4 浅仓储粮压力示意图
1—储料顶为平面；2—储料顶为斜面；3—储料锥体重心；4—计算截面
浅仓储粮对仓壁的水平压力，是按库仑理论作为计算的基本公式。但对装粮高度较大的大直径浅仓，粮食对仓壁也会产生较大摩擦力，所以对hn≥15m且dn≥10m的浅仓，仍要求按深仓计算储粮对仓壁的水平压力，同时还应考虑储料摩擦荷载，以保证仓壁的安全可靠。
4.2.5 作用于圆形漏斗壁上的储粮压力标准值按下列公式计算：
1 漏斗壁单位面积上的法向压力标准值Pnk为：
2 漏斗壁单位面积上的切向压力标准值Ptk为：
式中：Pvk——储粮作用于单位水平面积上的竖向压力标准值。深仓可取漏斗顶面值，浅仓可取漏斗顶面与底面的平均值；
α——漏斗壁与水平面的夹角。
4.2.6 作用于筒仓仓顶的吊挂电缆拉力，包括电缆自重、储粮对电缆的摩擦力及电缆突出物对储粮阻滞而产生的作用力。当电缆为圆截面，且直径无变化，表面无突出物时，储粮对电缆的摩擦力标准值，应按下列公式计算：
式中：Nk——储粮对电缆的摩擦力标准值；
kd——计算系数1.5～2.0；浅仓取小值，深仓取大值；
d——电缆直径；
hd——电缆在储粮中的长度；
μ0——储粮对电缆表面的摩擦系数；
Pvk——电缆最下端处，储粮作用于单位水平面积上的竖向压力标准值。
粮食对电缆的总摩擦力计算公式（4.2.6）是按杨森（Janssen）理论推导并考虑了动态压力修正系数，适用于圆截面且直径无变化的电缆等类似吊挂构件。对于深仓，动态压力修正系数为2，与实测值能较好的吻合；对于浅仓，由于卸料时仓内粮食多为漏斗状流动，此时在吊挂电缆长度范围内只有部分储粮处于流动状态，其动态压力修正系数可适当减小，但不应小于1.5。