8125x

001450

Sonja von Bloh, M.Sc.

2017-06-12

Obciążenia na leje wg EN 1991-4

W poprzednim artykule opisano oddziaływania na silosy zgodnie z DIN EN 1991-4. Am Beispiel eines freistehenden zylindrischen Silos mit einem konischen Trichter für Zement werden die Fülllasten auf den Trichter berechnet.

Układ i wymiary

Układ konstrukcyjny pokazano na rysunku 01.

System und Bauteilmaße des Zementsilos

Decydujące wartości charakterystyczne dla różnych zastosowań obciążeń

Mające zastosowanie ekstremalne wartości cząstek stałych dla maksymalnych ciśnień w leju w pełnym stanie znajdują się w poniższej tabeli.

Maßgebliche Kennwerte für die unterschiedlichen Lastansätze

Właściwości fizyczne

Obciążenia na ścianach lejów silosu powinny być określane zgodnie z EN 1991-4 [1] , 6.1.1(2) w odniesieniu do stromości ścian leja zgodnie z następującymi klasami:

Należy zakładać, że grunt jest płaski, jeżeli kąt nachylenia gruntu w stosunku do poziomu α jest mniejszy niż 5°.

Za płytką leżankę uważa się kosz, który nie został zaklasyfikowany jako płaski ani stromy.

Stromym koszem samowyładowczym jest każdy kosz samowyładowczy spełniający następujące kryterium:

\tan β < \frac{1 - K}{2 \cdot μ_{h}} (6.1)

Wzór 1

\tan 39, 8 ° = 0, 83 > \frac{1 - 0, 450}{2 \cdot 0, 458} = 0, 60

Wzór 2

Lej jest sklasyfikowany jako płytki.

Obciążenia wypełniające

Charakterystyczna głębokość Janssena_zo

z_{o} = \frac{1}{K \cdot μ} \cdot \frac{A}{U} (5.75)

Wzór 3

z_{o} = \frac{1}{0, 450 \cdot 0, 458} \cdot \frac{19, 63}{15, 71} = 6, 07 m

Wzór 4

Odległość w pionie h_o
W przypadku symetrycznie wypełnionego silosu okrągłego pionową odległość h_o pomiędzy równoważną powierzchnią bryły a punktem kontaktowym bryły ze ścianą oblicza się w następujący sposób:

h_{o} = \frac{d_{c}}{6} \cdot \tan ϕ_{r} (5.78)

Wzór 5

h_{o} = \frac{5, 00}{6} \cdot \tan 36, 00 ° = 0, 61 m

Wzór 6

Parametr n

n = - (1 \tan ϕ_{r}) \cdot (\frac{1 - h_{o}}{z_{o}}) (5.76)

Wzór 7

n = - (1 \tan 36, 00 °) \cdot (\frac{1 - 0, 61}{6, 07}) = - 1, 55

Wzór 8

Współrzędna z
z = h_c = 8,00 m 6.1.2(2)

Ciśnienie pionowe p_vf

p_{vf} = γ \cdot (h_{o} - \frac{1}{n 1} \cdot (z_{o} - h_{o} - \frac{(z z_{o} - 2 \cdot h_{o})^{n 1}}{(z_{o} - h_{o})^{n}}) (5.79)

Wzór 9

Wzór 10

Lupa obciążenia od dołu C_b
C_b = 1,0 (6,3)
Współczynnik zwiększający obciążenie dna C_b ma zastosowanie do silosów klasy 2 oceny oddziaływania pod warunkiem, że składowane bryły nie mają tendencji do zachowywania się dynamicz- nego.

Średnie ciśnienie w pionie na przejściu z leja samowyładowczego
p_vtf = C_b p_vf (6.2)
p_vtf = 1,0 · 69,27 = 69,27 kN/m ²

Zmobilizowane tarcie
W płytkim leju samowyładowczym tarcie o ścianę nie jest w pełni wykorzystywane. Zmobilizowany lub efektywny współczynnik tarcia o ścianę należy określić jako:

μ_{heff} = \frac{1 - K}{2 \cdot \tan β} (6.26)

Wzór 11

μ_{heff} = \frac{1 - 0, 450}{2 \cdot \tan 39, 8 °} = 0, 33

Wzór 12

Parametr n
n = S (1 - b) μ_heff cot β (6,28)
S = 2 (6,9)
n = 2 (1 - 0,2) 0,33 łóżeczko 39,8 ° = 0,634

Parametr F_f

F_{f} = 1 - \frac{b}{\frac{1 \tan β}{μ_{heff}}} (6.27)

Wzór 13

F_{f} = 1 - \frac{0, 2}{\frac{1 \tan 39, 8 °}{0, 33}} = 0, 943

Wzór 14

Parametr n
n = S (F_f μ_heff cot β + F) - 2 (6.8)
n = 2 · (0,943 · 0,33 · łóżeczko 39,8 ° + 0,943) - 2 = 0,634

Ciśnienie normalne
p_nf (x) = F_f p_v (x) (6,29)

p_{nf} (x) = F_{f} \cdot (γ \cdot \frac{h_{h}}{n - 1} \cdot (\frac{x}{h_{h}} - (\frac{x}{h_{h}})^{n}) p_{vft} \cdot (\frac{x}{h_{h}})^{n}

Wzór 15

p_nf (0,00) = 0,00 kN/m²
p_nf (1,00) = 52,97 kN/m²
p_nf (2,00) = 63,72 kN/m²
p_nf (3,00) = 65,33 kN/m ²

Obciążenie to można wprowadzić w programie RFEM jako wolne obciążenie zmienne. Wprowadzane obciążenie jest wyświetlane na rysunku 03.

Lasten senkrecht auf die Trichterwände pnf

Lej samowyładowczy trakcja cierna
p_tf (x) = μ_heff F_f p_v (x) (6.30)
p_tf (0,00) = 0,00 kN/m²
p_tf (1,00) = 0,33 · 52,97 = 17,48 kN/m ²
p_tf (2,00) = 0,33 · 63,72 = 21,03 kN/m ²
p_tf (3,00) = 0,33 · 65,33 = 21,56 kN/m ²

Obciążenie to można wprowadzić w programie RFEM jako wolne obciążenie zmienne. Wprowadzane obciążenie jest wyświetlane na rysunku 04.

Reibungslasten im Trichter ptf

Odniesienia

[1] Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje - Część 4: silosy i zbiorniki; EN 1991-4:2010-12

Autor

Pani von Bloh zapewnia naszym klientom wsparcie techniczne i jest odpowiedzialna za rozwój programu SHAPE‑THIN oraz konstrukcji stalowych i aluminiowych.

Odnośniki

Oprogramowanie do obliczeń silosów i zbiorników

Pobrane

Plik modelu w RFEM

8,48 MB

;