当前钢板筒仓设计依据为现行钢筒仓技术规范《GB 50884-2013》,本规范中对贮料作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值规定如下:
水泥钢板筒仓静态压力标准值,应按下列公式计算(图B.1)。
图B.1 水泥荷载示意图
a)计算深度S处,水泥作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值按(1)公式计算外,还应按(B.3)公式计算,将二者计算结果作对比后取大值:
e-μks/ρ) ………… (1)
k=tan2(45°-φ/2)
Phk:贮料作用于仓壁单位面积上的水平压力标准值
Ch:深仓贮料水平压力系数
γ :贮料的重力密度(N/mm3)
ρ :筒仓水平净截面水力半径(mm)
μ :贮料对仓壁的摩擦系数
k :侧压力系数
e:自然对数的底
s:贮料顶面或贮料锥体重心至所计算截面的距离(mm)
φ:贮料的内摩擦角(°)
但是(1)公式来源于Janssen公式,Janssen公式是研究粉体的一个公式,并且有三个假定:①容器内粉体层处于极限应力状态;②同一水平面的铅垂压力相等;③粉体的物性和填充状态均一。
对于粉体物料,如水泥、粉煤灰来说,以上三个假定在实际运行场景中比较容易接近,但是对于块状物料,如骨料。以上三个假定都很难满足。①容器内粉体层处于极限应力状态:块状物料很难自然处于极限应力状态,只能入料什么样就什么样,中间相互之间接触都是不确定的。有可能其中几块棱角相互配合孔隙率非常低,也有很大可能另外一部分相互支撑留出了很大空隙。②同一水平面的铅垂压力相等:块状物料休止角比较大,顶部肯定是一个圆锥形状的自流状态,由此可以简单分析出来同一水平面的铅垂压力有差异。③粉体的物性和填充状态均一。由于块状物料是通过破碎、筛分之后的物料,颗粒有大有小在不同工况下物性和填充也难保均一。
由以上分析可知,现行钢筒仓技术规范有可能不太适应颗粒物料的筒仓计算。