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贮料压力荷载:手算 vs 筑信达工具箱
创建者:张志国,编辑者:张志国,最近更新:2019/11/04 15:34:06

问题描述:

       对于筒仓仓壁的水平压力和摩擦压力,利用筑信达工具箱计算的结果与 Excel 手算结果相差很大?如下所示,SAP2000 计算的仓壁底部的水平压力为 352.47kN/m^2,摩擦压力为 50.17kN/m^2。但是,通过 Excel 手算的上述两个数值分别为 176.24kN/m^2 和 744.56kN/m^2,如何解释两者的不同呢?



解答:

       如以下左图所示,筑信达工具箱中需要用户输入的参数值并非水平压力修正系数 Ch,而是该系数的调整系数,取值范围为 0.9~1.1。如以下右图所示,默认的水平压力修正系数在 1/3 贮料计算高度范围内线性变化(1.0 ~ 2.0),在剩余 2/3 的计算高度范围内保持为常数 2.0,此时的调整系数为 1.0。但是,当 hn/dn3 时,用户应输入 1.1;对于流动性能较差的散料,用户应输入 0.9


       根据上述 Excel 表格的计算结果可以看出,用户采用的水平压力修正系数的调整系数为 1.0,但在筑信达工具箱中输入的调整系数为 2.0,如以上左图所示。如果在筑信达工具箱中重新输入该参数为 1.0,则仓壁底部的水平压力为 176.24kN/m^2,与 Excel 结果完全相同。因此,请用户务必明确上述水平压力修正系数及其调整系数的关系和差异,以免在实际操作中出现错误的参数输入。

       对于仓壁摩擦压力的计算,设计规范中仅提供单位周长上的总竖向摩擦力(单位 kN/m),如下所示。采用该方法计算的竖向摩擦力可理解为“整个竖向长条”的总荷载,但该荷载形式无法在 SAP2000 中进行准确施加。


       筑信达工具箱在处理上述问题时,采用式(4.2.2-8)的微分形式计算单位面积上的竖向摩擦力(单位 kN/m^2),如下所示。采用该方法计算的竖向摩擦力可理解为仓壁上任意一点处的荷载集度,即 SAP2000 中的均布面荷载。

               

       因此,某一个高程以上总的竖向摩擦力与该高程处的竖向摩擦力,两者在数值上必然存在很大的差异。如果根据总竖向摩擦力计算仓壁底部 1m 范围内的摩擦力,则有 744.56-696.64=47.92。该数值与 SAP2000 的计算结果(50.17)非常接近,两者差值可理解为算术平均(即:四个角节点的摩擦力之和再除以 4)带来的误差。该误差与单元大小有关,单元越小,误差越小。对常见的网格划分密度而言,该误差完全满足工程应用的计算要求。

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