钢结构多出料口给配料仓结构计算.pdf

e(设计了钢结构多出料口给配料仓结构计算
计
吴位民马魁文李勇
北方重工集团有限公司设计研究院沈阳110142
摘要:在对钢结构多出料口给配料仓结构设计过程中,根据散体力学理论研究了料仓物料的载荷计算公
式,分析了多出料口给配料仓的特点,提出了针对多出料口钢仓的设计理念,并利用有限元软件对结构进行了
计算分析。对大型钢料仓结构设计具有重要的指导意义。
关键词:散体力学;给配料仓;钢料仓;设计理念;计算分析
中图分类号:TH237文献标识码:A文章编号:1001-0785(2012)11-0011-0
Abstract During the structural design of steel storage and distribution silo with multi-discharge outlets, the load
computational formula for silo materials is researched according to granular mechanics, the characteristics of such silo are
analyzed the design theory for multi-discharge outlet steel silo is put forward, and computational analysis for its structure
is performed by the finite element software, which provides significant guidance to structural design of large steel silo
Keywords: granular mechanics storage and distribution silo; steel silo; design theory; computational analysis
在国内,钢仓一般仅在转运站内作为小型
冲仓使用,或作为大型钢筋混凝土筒仓的漏斗使
用,但是,随着工业技术的发展,特别是在带式
输送系统中,对钢仓的要求越来越高,钢仓不仅
RL.364.2
要储料,同时,还要具备给配料的功能。一般
920001
RL.357.5
意义上,贮仓可分为深仓与浅仓两类,按照料
仓设计规范规定:当仓壁计算高度与圆形筒仓
内径之比大于或等于1.5时为深仓,小于1.5
时为浅仓。本文研究的钢结构多出料口给配料
RL.342.5
仓的仓壁直段和倾斜段的尺寸接近1:1(参见
RL.336.0
图1),而且下面有4个出料口。把它分为浅仓
或是深仓都不符合实际情况,于是,在对钢结
2
RL.328.0
构多出料口给配料仓结构设计过程中,根据散
G.L.RL. 326 C
RL.323.0
体力学的理论推导了物料静压力计算公式,研究
FF L
动态压力系数的选择,最后对料仓结构进行了计
当RL.3165
算分析。
1.料仓2.除尘设备3.振动给料机4.带式输送机
1工程概况
图1转运站结构剖面图
本文的案例是在某电厂输煤系统工程中实际板和型钢焊接或栓接而成。
采用的圆形钢结构给配料仓,它位于钢筋混凝土
转运站中,内存煤,额定容量为100
2料仓结构布置
(1250m3),仓整体高18m,最大直径12m,仓
根据工艺上的要求,料仓上部有2条给料带
上有来料带式输送机,仓下部有4个出料口,出式输送机,下部有4个出料口分别给4个破碎机供
料口尺寸为2700mx900m,仓出料口处通过料。根据结构设计经验,如空间允许,从结构受
棒条阐门给4个振动给料机供料。料仓全部用钢力方面优选圆形料仓,但是圆形料仓需要具备分
《起运翰机械》2012(11
料功能时没有矩形料仓简单。经过对比分析,最
表1she』l63单元的输入参数
后选择圆形料仓,并在料仓底部做一个倒圆台结
节点
、J、K、L
构,倒圆台和料仓壁通过隔板结构连接为“一个整
自由度
U。、、、、ROTX、ROTY、ROTz
体,同时起到均匀分料的作用。为了料仓出料顺
实常数
THICK
畅,仓壁和倒圆台的倾角均>60°,保证没有集料
的地方。经过研究,在料仓中部标高RL.351.100
材料特性
E、ル、P
平面上设置一道钢结构支撑梁,支撑梁上面有
个座子来支撑料仓结构,支撑梁作用在钢筋混嫠3.3模型中节点确定遵循的原则
1)结构各部分连接点为模型的节点
土柱子牛腿上面。由于物料分布不均匀时,料仓
2)结构施力点为模型的节点。
容易侧倾,导致局部应力变大,故在标高
为了描述节点坐标、节点位移及节点载荷方
RL.351.100位置设置一道水平支撑。多出料口结
向等有关参数,建立模型时取整体坐标系为右手
构料仓应优选圆形结构,工艺布置时应兼顾料仓
系OXYZ,其中る轴垂直向上?施加物料压力的料
结构布置的合理性。
仓模型如图3所示。
3结构计算模型
料仓结构整体模型图2a。
TIHIIIIITITIIHIIIIRMII
(ov+do
dns
图2结构有限元计算模型
图3物料对料仓壁的作用力
3.4约束
3.1料仓材料特性
料仓的主要支撑平面为中间一道环梁。有限
料仓结构全部采用钢板或型材制成,仓壁直
元分析时环梁与支撑梁连接处约束支座部位的X
段钢板厚16mm,仓壁倾斜段钢板厚20mm,材质y、Z三个方向的线位移,结构约束情况见图2b
均为Q235-B,弹性模量E=210GPa,泊松比为
0.3,密度均为7.85×10kg/m23。
4物料作用于仓壁上的載荷及物料压力公
3.2单元选择
式研究
料仓结构计算模型见图2,根据结构特点和受
散体力学研究的散粒物料不同于一般的流体
力情况,有限元分析时钢结构各部分均等效为弹在被研究的散粒物料中某一点的任意方向内,只
性板单元(shel163),单元特性如下:弹性板单元能出现压应力及切应力,而不可能出现拉应力。
每个节点具有6个自由度,即沿X、Y、Z轴移动为便于研究物料静压力,假定:1)物料是由均匀
和绕X、Y、Z轴转动。该单元由4个节点确定,的微小质粒所组成,在它们之间只存在着内摩擦:
在料仓结构分析中该单元所需输入的参数如表12)任一截面上的垂直压力是均匀分布的;3)任
所示
截面的水平压力与垂直压力之比为一固定不变常
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《起重运输机械》2012(11)