钢筒仓多出料口结构方案优化分析

孔令国

摘 要 在对钢筒仓多出料口结构设计的过程中，传统设计是采用方变圆或者圆变方的结构设计方案，文章对钢筒仓多出料口设计传统设计方案进行优化，提出了较为简洁的设计方案，根据散体力学理论，利用有限元软件对结构进行了三维计算分析，对多出料口结构设计具有重要的指导意义。

关键词 钢筒仓；多出料口；设计方案；优化分析

中图分类号：TU393 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0137-02

钢筒仓作为一种立式仓库容器，主要用于储存粉状或粒状的松散无聊，在冶金、电力、水泥、粮食、煤炭等领域广泛使用。与钢筋混凝土式的土筒仓相比，其优点有造价点、施工简便、构造简单等。钢筒仓的结构为组合式旋转薄壳式。其破坏准则与受理方式非常的复杂。受储料引起的竖向摩擦力作用，钢筒仓的仓壁极易出现破坏屈曲，稍微有缺陷就可能破坏钢筒仓，极小的外部干扰就会引起变形屈曲，例如，在物料储存时，物料下滑过程中，仓壁可能会受到储料的周向压力与拉力，进而发生局部应力集中与非对称分布应力的情形，筒仓局部则可能出现破坏性屈曲，影响其功能发挥。相关资料显示，在厚度转变处，仓壁钢板更容易出现突变，同时具有较高应力水平，和稳定临界与强度设计值相当接近。若钢板本身具有缺陷，则降低其承载力，施加给钢板的应力水平大于了最大承载力，进而出现变形屈曲。

本文研究的钢筒仓下面有4个出料口，传统设计是采用方变圆或者圆变方的结构设计方案，漏斗仓壁钢板在圆变方或者方变圆转变处应力极易产生突变，且应力水平较高，而且对下料也不流畅，影响工艺要求，外形也不美观，施工也很麻烦。此方案的方便之处在于，通过材料力学研究的杆件计算来简化结构，但实际情况与计算结果有很大出入，构建在浅仓、深仓基础上的规范手册进行的仓的研究规定，不可简单的将此种情况定性为为深仓或浅仓的钢结构筒仓，本文在对钢筒仓多出料口设计传统设计方案进行优化，提出较为简洁设计方案，不采用圆变方或方变圆，直接圆就是圆，方就是方的漏斗，形成连续的下料口，根据散体力学的理论，对料多出口钢结构筒仓结构进行了三维有限元计算分析，得到的计算结果更符合结构的实际情况。

1 工程概况

某电厂粉煤灰输送系统中的圆形钢灰仓，仓内存煤粉，额定容量为250 t（800 m3），仓整体高17.9 m，最大直径9 m，仓下部有4个出料口，出料口尺寸为￠325 mm，仓出料口处给4个振动给料机供料。钢结构筒仓全部用钢板和型钢焊接而成。钢结构筒仓结构布置根据工艺上的要求钢结构筒仓选圆形钢结构筒仓，但是圆形漏斗的4个出料口由矩形钢板分隔开，保证物料被均匀分散。为让钢结构筒仓通畅出料，要保证漏斗钢板倾角度>60°，确保物料不会集中。通过研究，将钢结构十字架设置在在钢结构筒仓中部标高▽13.100平面上，在安设4个座子在支撑梁上对钢结构筒仓做支撑，钢筋混凝土柱子牛腿面受支撑梁的作用力。钢筒仓传统设计方案图见图1，优化设计图见图2。

图1 钢筒仓传统设计图 图2 钢筒仓优化设计图

2 模型的建立

钢结构筒仓结构整体模型见图3。

图3 优化的钢筒仓结构有限元计算模型图

1）钢结构筒仓材料特性。型材或钢板是制成钢筒仓结构的主要材料，以12 mm厚为仓壁直段钢板，18 mm为漏斗顶部环梁直段钢板，12 mm厚为仓壁倾斜段钢板，Q235B钢板材质，E=210 GPa为弹性模量，0.3为泊松比，7.85×103kg/m?为密度。

2）单元选择。图3为钢筒仓结构的计算模型，分析其受力情况与结构特性，做有限元分析时发现钢结构筒仓是shell 63（弹性板单元），单元的特点有：弹性板中由6个自由度构成单元的各节点，就也是沿着即绕着X、Y、Z轴移动也沿着X、Y、Z轴转动，有4个节点可以确定该单元。加劲肋及简支梁均为线单元。

3）约束。中间一道环梁为主要的钢筒仓钢结构筒仓的支撑平面，有限元分析时环梁与支撑梁连接处约束支座部位的X、Y、Z三个方向的线位移，结构约束情况见图3。

3 物料载荷计算

钢筒仓钢结构筒仓内存粉煤灰的物料特性：密度300 kg/m3，内摩擦角由于受水汽影响变化较大，范围为10°～25°计算时分别按10°和25°两种情况计算。

1）物料静载荷。多出料口钢结构筒仓与单口出料钢结构的筒仓有所不同，所以进行分区域的研究，如图4。文献[1]中采用的侧压力系数是兰金（Rankine）主动土压力公式计算。实际上，筒仓中的贮料并不满足主动土压力的条件，其侧压力系数k一般都要大于兰金值。

2）物料动态压力修正系数。分叉漏斗横截面呈现自上到下的逐渐变小，截面收缩率也由上到下快速增大。在气流循环流动作用下，钢结构筒仓开始卸料，因为储藏在仓内的物料因引力作用，克服了摩擦力往下流动。在下流过程中，要重新排列颗粒，因原有的颗粒层面呈现下降不均匀状态，以满足界面收缩的变动。因为截面的收缩率变大，在越往出口处，会出现更大的颗粒间积压错动，粒流内外摩擦力也快速加大，当原有的颗粒层面受到一定程度破坏时，分叉漏斗中部流动速度快，边部流动速度慢，因此，考虑物料动态压力的超压情况，结合《贮仓结构设计手册》内的规定，区域II的竖向压力修正系数取2.0。

3）载荷组合。经上述工作计算，得到的结果为荷载标准值，按照极限承载能力状态对钢仓结构构建与连接做稳定性与强度的设计，这时要对基本的荷载效应组合加以考虑。DL：恒荷载（衬板自重+钢结构钢仓自重+仓盖自重），LD：活荷载（物料重量），荷载组合一：1.3LD+1.2DL，校核钢结构筒仓的强度；载荷组合二：LD+DL，校核钢结构钢仓结构构件变形。

4 用有限元软件sap2000对结构进行计算

钢结构筒仓分叉处由于距离较近，为便于施工直接连于十字梁下翼缘下部，在结构设计时需要在外部均匀设置一定量的加劲板。因为钢结构仓的4个下部出口料工作时间上的差异，会出现物料的不均匀与满仓物料分布均匀情况，当物料不均匀分布时，钢结构筒仓存在偏压情况。通过分析计算比较，钢结构筒仓中出现3个出料口料满与1个出料口孔料时，情况则更为糟糕。依据载荷组合一，通过研究分析整个仓结构的应力得到，当出现较大的结构应力时，发生在分料隔板顶部和角部和其对应的加劲肋，见图5，图6，这两部分成为结构计算控制部分，应力集中较为突出，而圆锥段斜钢板应力较小，应力非常平缓，各部件工作应力不超过结构的允许应力值，由荷载组合二计算结果，最大结构局部变形是5 mm，不超过钢结构筒仓壁板变形的允许值。

5 结论

通过对优化后钢结构筒仓结构分析得出以下结论。

1）原有的钢结构筒仓设计中，通常把结构转换为了材料力学上的杆件原理做计量，造成实际情况与计算结果的较大差异，在建构在浅仓与深仓基础上的规范手册的仓研究，不可孤立的划分为深仓或浅仓的多出料口钢结构筒仓而言，应根据散体力学理论，采用合理结构设计方案并利用有限元软件进行三维计算，更符合结构的实际情况。通过分析我们可以看出，这种方案优点是施工方便，受力简洁，节约材料，直接美观，而且应力集中相对较少，下料光滑，没有圆变方的突变，充分发挥圆仓这种形状的优势。

图4 物料压力区域划分示意图

图5 钢结构筒仓应力云图

图6 钢结构筒仓加劲肋设计云图

2）在工艺设置时，要考虑到钢结构筒仓的结构设计，在现有的工艺条件下，尽量的设计出圆形钢结构筒仓结构。而对于多出口料的钢仓，若设计为圆仓，仓内部分物料区域结构为结构设计的难点，钢结构筒仓的结构效果在直斜板分隔圆仓结构设计上被较好的实现，另外，也存在合理的结构受力。

参考文献

[1]GB 50077-2003钢筋混凝土筒仓设计规范[S].北京：中国计划出版社，2004.

[2]李海旺，刘静，树学峰.裤型漏斗型钢贮煤仓散料压力分布研究[J].工程力学，2010，27（6）.

[3]刘善维，唐瑞森.贮仓结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[4]吴位民，马魁文，李勇.钢结构多出料口给配钢结构筒仓结构计算[J].起重运输机械，2012（11）.

[5]北京金土木软件技术公司，建筑标准设计研究院.SAP2000中文版使用指南[M].人民交通出版社，2006.endprint

摘 要 在对钢筒仓多出料口结构设计的过程中，传统设计是采用方变圆或者圆变方的结构设计方案，文章对钢筒仓多出料口设计传统设计方案进行优化，提出了较为简洁的设计方案，根据散体力学理论，利用有限元软件对结构进行了三维计算分析，对多出料口结构设计具有重要的指导意义。

关键词 钢筒仓；多出料口；设计方案；优化分析

中图分类号：TU393 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0137-02

钢筒仓作为一种立式仓库容器，主要用于储存粉状或粒状的松散无聊，在冶金、电力、水泥、粮食、煤炭等领域广泛使用。与钢筋混凝土式的土筒仓相比，其优点有造价点、施工简便、构造简单等。钢筒仓的结构为组合式旋转薄壳式。其破坏准则与受理方式非常的复杂。受储料引起的竖向摩擦力作用，钢筒仓的仓壁极易出现破坏屈曲，稍微有缺陷就可能破坏钢筒仓，极小的外部干扰就会引起变形屈曲，例如，在物料储存时，物料下滑过程中，仓壁可能会受到储料的周向压力与拉力，进而发生局部应力集中与非对称分布应力的情形，筒仓局部则可能出现破坏性屈曲，影响其功能发挥。相关资料显示，在厚度转变处，仓壁钢板更容易出现突变，同时具有较高应力水平，和稳定临界与强度设计值相当接近。若钢板本身具有缺陷，则降低其承载力，施加给钢板的应力水平大于了最大承载力，进而出现变形屈曲。

本文研究的钢筒仓下面有4个出料口，传统设计是采用方变圆或者圆变方的结构设计方案，漏斗仓壁钢板在圆变方或者方变圆转变处应力极易产生突变，且应力水平较高，而且对下料也不流畅，影响工艺要求，外形也不美观，施工也很麻烦。此方案的方便之处在于，通过材料力学研究的杆件计算来简化结构，但实际情况与计算结果有很大出入，构建在浅仓、深仓基础上的规范手册进行的仓的研究规定，不可简单的将此种情况定性为为深仓或浅仓的钢结构筒仓，本文在对钢筒仓多出料口设计传统设计方案进行优化，提出较为简洁设计方案，不采用圆变方或方变圆，直接圆就是圆，方就是方的漏斗，形成连续的下料口，根据散体力学的理论，对料多出口钢结构筒仓结构进行了三维有限元计算分析，得到的计算结果更符合结构的实际情况。

1 工程概况

某电厂粉煤灰输送系统中的圆形钢灰仓，仓内存煤粉，额定容量为250 t（800 m3），仓整体高17.9 m，最大直径9 m，仓下部有4个出料口，出料口尺寸为￠325 mm，仓出料口处给4个振动给料机供料。钢结构筒仓全部用钢板和型钢焊接而成。钢结构筒仓结构布置根据工艺上的要求钢结构筒仓选圆形钢结构筒仓，但是圆形漏斗的4个出料口由矩形钢板分隔开，保证物料被均匀分散。为让钢结构筒仓通畅出料，要保证漏斗钢板倾角度>60°，确保物料不会集中。通过研究，将钢结构十字架设置在在钢结构筒仓中部标高▽13.100平面上，在安设4个座子在支撑梁上对钢结构筒仓做支撑，钢筋混凝土柱子牛腿面受支撑梁的作用力。钢筒仓传统设计方案图见图1，优化设计图见图2。

图1 钢筒仓传统设计图 图2 钢筒仓优化设计图

2 模型的建立

钢结构筒仓结构整体模型见图3。

图3 优化的钢筒仓结构有限元计算模型图

1）钢结构筒仓材料特性。型材或钢板是制成钢筒仓结构的主要材料，以12 mm厚为仓壁直段钢板，18 mm为漏斗顶部环梁直段钢板，12 mm厚为仓壁倾斜段钢板，Q235B钢板材质，E=210 GPa为弹性模量，0.3为泊松比，7.85×103kg/m?为密度。

2）单元选择。图3为钢筒仓结构的计算模型，分析其受力情况与结构特性，做有限元分析时发现钢结构筒仓是shell 63（弹性板单元），单元的特点有：弹性板中由6个自由度构成单元的各节点，就也是沿着即绕着X、Y、Z轴移动也沿着X、Y、Z轴转动，有4个节点可以确定该单元。加劲肋及简支梁均为线单元。

3）约束。中间一道环梁为主要的钢筒仓钢结构筒仓的支撑平面，有限元分析时环梁与支撑梁连接处约束支座部位的X、Y、Z三个方向的线位移，结构约束情况见图3。

3 物料载荷计算

钢筒仓钢结构筒仓内存粉煤灰的物料特性：密度300 kg/m3，内摩擦角由于受水汽影响变化较大，范围为10°～25°计算时分别按10°和25°两种情况计算。

1）物料静载荷。多出料口钢结构筒仓与单口出料钢结构的筒仓有所不同，所以进行分区域的研究，如图4。文献[1]中采用的侧压力系数是兰金（Rankine）主动土压力公式计算。实际上，筒仓中的贮料并不满足主动土压力的条件，其侧压力系数k一般都要大于兰金值。

2）物料动态压力修正系数。分叉漏斗横截面呈现自上到下的逐渐变小，截面收缩率也由上到下快速增大。在气流循环流动作用下，钢结构筒仓开始卸料，因为储藏在仓内的物料因引力作用，克服了摩擦力往下流动。在下流过程中，要重新排列颗粒，因原有的颗粒层面呈现下降不均匀状态，以满足界面收缩的变动。因为截面的收缩率变大，在越往出口处，会出现更大的颗粒间积压错动，粒流内外摩擦力也快速加大，当原有的颗粒层面受到一定程度破坏时，分叉漏斗中部流动速度快，边部流动速度慢，因此，考虑物料动态压力的超压情况，结合《贮仓结构设计手册》内的规定，区域II的竖向压力修正系数取2.0。

3）载荷组合。经上述工作计算，得到的结果为荷载标准值，按照极限承载能力状态对钢仓结构构建与连接做稳定性与强度的设计，这时要对基本的荷载效应组合加以考虑。DL：恒荷载（衬板自重+钢结构钢仓自重+仓盖自重），LD：活荷载（物料重量），荷载组合一：1.3LD+1.2DL，校核钢结构筒仓的强度；载荷组合二：LD+DL，校核钢结构钢仓结构构件变形。

4 用有限元软件sap2000对结构进行计算

钢结构筒仓分叉处由于距离较近，为便于施工直接连于十字梁下翼缘下部，在结构设计时需要在外部均匀设置一定量的加劲板。因为钢结构仓的4个下部出口料工作时间上的差异，会出现物料的不均匀与满仓物料分布均匀情况，当物料不均匀分布时，钢结构筒仓存在偏压情况。通过分析计算比较，钢结构筒仓中出现3个出料口料满与1个出料口孔料时，情况则更为糟糕。依据载荷组合一，通过研究分析整个仓结构的应力得到，当出现较大的结构应力时，发生在分料隔板顶部和角部和其对应的加劲肋，见图5，图6，这两部分成为结构计算控制部分，应力集中较为突出，而圆锥段斜钢板应力较小，应力非常平缓，各部件工作应力不超过结构的允许应力值，由荷载组合二计算结果，最大结构局部变形是5 mm，不超过钢结构筒仓壁板变形的允许值。

5 结论

通过对优化后钢结构筒仓结构分析得出以下结论。

1）原有的钢结构筒仓设计中，通常把结构转换为了材料力学上的杆件原理做计量，造成实际情况与计算结果的较大差异，在建构在浅仓与深仓基础上的规范手册的仓研究，不可孤立的划分为深仓或浅仓的多出料口钢结构筒仓而言，应根据散体力学理论，采用合理结构设计方案并利用有限元软件进行三维计算，更符合结构的实际情况。通过分析我们可以看出，这种方案优点是施工方便，受力简洁，节约材料，直接美观，而且应力集中相对较少，下料光滑，没有圆变方的突变，充分发挥圆仓这种形状的优势。

图4 物料压力区域划分示意图

图5 钢结构筒仓应力云图

图6 钢结构筒仓加劲肋设计云图

2）在工艺设置时，要考虑到钢结构筒仓的结构设计，在现有的工艺条件下，尽量的设计出圆形钢结构筒仓结构。而对于多出口料的钢仓，若设计为圆仓，仓内部分物料区域结构为结构设计的难点，钢结构筒仓的结构效果在直斜板分隔圆仓结构设计上被较好的实现，另外，也存在合理的结构受力。

参考文献

[1]GB 50077-2003钢筋混凝土筒仓设计规范[S].北京：中国计划出版社，2004.

[2]李海旺，刘静，树学峰.裤型漏斗型钢贮煤仓散料压力分布研究[J].工程力学，2010，27（6）.

[3]刘善维，唐瑞森.贮仓结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[4]吴位民，马魁文，李勇.钢结构多出料口给配钢结构筒仓结构计算[J].起重运输机械，2012（11）.

[5]北京金土木软件技术公司，建筑标准设计研究院.SAP2000中文版使用指南[M].人民交通出版社，2006.endprint

摘 要 在对钢筒仓多出料口结构设计的过程中，传统设计是采用方变圆或者圆变方的结构设计方案，文章对钢筒仓多出料口设计传统设计方案进行优化，提出了较为简洁的设计方案，根据散体力学理论，利用有限元软件对结构进行了三维计算分析，对多出料口结构设计具有重要的指导意义。

关键词 钢筒仓；多出料口；设计方案；优化分析

中图分类号：TU393 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）03-0137-02

钢筒仓作为一种立式仓库容器，主要用于储存粉状或粒状的松散无聊，在冶金、电力、水泥、粮食、煤炭等领域广泛使用。与钢筋混凝土式的土筒仓相比，其优点有造价点、施工简便、构造简单等。钢筒仓的结构为组合式旋转薄壳式。其破坏准则与受理方式非常的复杂。受储料引起的竖向摩擦力作用，钢筒仓的仓壁极易出现破坏屈曲，稍微有缺陷就可能破坏钢筒仓，极小的外部干扰就会引起变形屈曲，例如，在物料储存时，物料下滑过程中，仓壁可能会受到储料的周向压力与拉力，进而发生局部应力集中与非对称分布应力的情形，筒仓局部则可能出现破坏性屈曲，影响其功能发挥。相关资料显示，在厚度转变处，仓壁钢板更容易出现突变，同时具有较高应力水平，和稳定临界与强度设计值相当接近。若钢板本身具有缺陷，则降低其承载力，施加给钢板的应力水平大于了最大承载力，进而出现变形屈曲。

本文研究的钢筒仓下面有4个出料口，传统设计是采用方变圆或者圆变方的结构设计方案，漏斗仓壁钢板在圆变方或者方变圆转变处应力极易产生突变，且应力水平较高，而且对下料也不流畅，影响工艺要求，外形也不美观，施工也很麻烦。此方案的方便之处在于，通过材料力学研究的杆件计算来简化结构，但实际情况与计算结果有很大出入，构建在浅仓、深仓基础上的规范手册进行的仓的研究规定，不可简单的将此种情况定性为为深仓或浅仓的钢结构筒仓，本文在对钢筒仓多出料口设计传统设计方案进行优化，提出较为简洁设计方案，不采用圆变方或方变圆，直接圆就是圆，方就是方的漏斗，形成连续的下料口，根据散体力学的理论，对料多出口钢结构筒仓结构进行了三维有限元计算分析，得到的计算结果更符合结构的实际情况。

1 工程概况

某电厂粉煤灰输送系统中的圆形钢灰仓，仓内存煤粉，额定容量为250 t（800 m3），仓整体高17.9 m，最大直径9 m，仓下部有4个出料口，出料口尺寸为￠325 mm，仓出料口处给4个振动给料机供料。钢结构筒仓全部用钢板和型钢焊接而成。钢结构筒仓结构布置根据工艺上的要求钢结构筒仓选圆形钢结构筒仓，但是圆形漏斗的4个出料口由矩形钢板分隔开，保证物料被均匀分散。为让钢结构筒仓通畅出料，要保证漏斗钢板倾角度>60°，确保物料不会集中。通过研究，将钢结构十字架设置在在钢结构筒仓中部标高▽13.100平面上，在安设4个座子在支撑梁上对钢结构筒仓做支撑，钢筋混凝土柱子牛腿面受支撑梁的作用力。钢筒仓传统设计方案图见图1，优化设计图见图2。

图1 钢筒仓传统设计图 图2 钢筒仓优化设计图

2 模型的建立

钢结构筒仓结构整体模型见图3。

图3 优化的钢筒仓结构有限元计算模型图

1）钢结构筒仓材料特性。型材或钢板是制成钢筒仓结构的主要材料，以12 mm厚为仓壁直段钢板，18 mm为漏斗顶部环梁直段钢板，12 mm厚为仓壁倾斜段钢板，Q235B钢板材质，E=210 GPa为弹性模量，0.3为泊松比，7.85×103kg/m?为密度。

2）单元选择。图3为钢筒仓结构的计算模型，分析其受力情况与结构特性，做有限元分析时发现钢结构筒仓是shell 63（弹性板单元），单元的特点有：弹性板中由6个自由度构成单元的各节点，就也是沿着即绕着X、Y、Z轴移动也沿着X、Y、Z轴转动，有4个节点可以确定该单元。加劲肋及简支梁均为线单元。

3）约束。中间一道环梁为主要的钢筒仓钢结构筒仓的支撑平面，有限元分析时环梁与支撑梁连接处约束支座部位的X、Y、Z三个方向的线位移，结构约束情况见图3。

3 物料载荷计算

钢筒仓钢结构筒仓内存粉煤灰的物料特性：密度300 kg/m3，内摩擦角由于受水汽影响变化较大，范围为10°～25°计算时分别按10°和25°两种情况计算。

1）物料静载荷。多出料口钢结构筒仓与单口出料钢结构的筒仓有所不同，所以进行分区域的研究，如图4。文献[1]中采用的侧压力系数是兰金（Rankine）主动土压力公式计算。实际上，筒仓中的贮料并不满足主动土压力的条件，其侧压力系数k一般都要大于兰金值。

2）物料动态压力修正系数。分叉漏斗横截面呈现自上到下的逐渐变小，截面收缩率也由上到下快速增大。在气流循环流动作用下，钢结构筒仓开始卸料，因为储藏在仓内的物料因引力作用，克服了摩擦力往下流动。在下流过程中，要重新排列颗粒，因原有的颗粒层面呈现下降不均匀状态，以满足界面收缩的变动。因为截面的收缩率变大，在越往出口处，会出现更大的颗粒间积压错动，粒流内外摩擦力也快速加大，当原有的颗粒层面受到一定程度破坏时，分叉漏斗中部流动速度快，边部流动速度慢，因此，考虑物料动态压力的超压情况，结合《贮仓结构设计手册》内的规定，区域II的竖向压力修正系数取2.0。

3）载荷组合。经上述工作计算，得到的结果为荷载标准值，按照极限承载能力状态对钢仓结构构建与连接做稳定性与强度的设计，这时要对基本的荷载效应组合加以考虑。DL：恒荷载（衬板自重+钢结构钢仓自重+仓盖自重），LD：活荷载（物料重量），荷载组合一：1.3LD+1.2DL，校核钢结构筒仓的强度；载荷组合二：LD+DL，校核钢结构钢仓结构构件变形。

4 用有限元软件sap2000对结构进行计算

钢结构筒仓分叉处由于距离较近，为便于施工直接连于十字梁下翼缘下部，在结构设计时需要在外部均匀设置一定量的加劲板。因为钢结构仓的4个下部出口料工作时间上的差异，会出现物料的不均匀与满仓物料分布均匀情况，当物料不均匀分布时，钢结构筒仓存在偏压情况。通过分析计算比较，钢结构筒仓中出现3个出料口料满与1个出料口孔料时，情况则更为糟糕。依据载荷组合一，通过研究分析整个仓结构的应力得到，当出现较大的结构应力时，发生在分料隔板顶部和角部和其对应的加劲肋，见图5，图6，这两部分成为结构计算控制部分，应力集中较为突出，而圆锥段斜钢板应力较小，应力非常平缓，各部件工作应力不超过结构的允许应力值，由荷载组合二计算结果，最大结构局部变形是5 mm，不超过钢结构筒仓壁板变形的允许值。

5 结论

通过对优化后钢结构筒仓结构分析得出以下结论。

1）原有的钢结构筒仓设计中，通常把结构转换为了材料力学上的杆件原理做计量，造成实际情况与计算结果的较大差异，在建构在浅仓与深仓基础上的规范手册的仓研究，不可孤立的划分为深仓或浅仓的多出料口钢结构筒仓而言，应根据散体力学理论，采用合理结构设计方案并利用有限元软件进行三维计算，更符合结构的实际情况。通过分析我们可以看出，这种方案优点是施工方便，受力简洁，节约材料，直接美观，而且应力集中相对较少，下料光滑，没有圆变方的突变，充分发挥圆仓这种形状的优势。

图4 物料压力区域划分示意图

图5 钢结构筒仓应力云图

图6 钢结构筒仓加劲肋设计云图

2）在工艺设置时，要考虑到钢结构筒仓的结构设计，在现有的工艺条件下，尽量的设计出圆形钢结构筒仓结构。而对于多出口料的钢仓，若设计为圆仓，仓内部分物料区域结构为结构设计的难点，钢结构筒仓的结构效果在直斜板分隔圆仓结构设计上被较好的实现，另外，也存在合理的结构受力。

参考文献

[1]GB 50077-2003钢筋混凝土筒仓设计规范[S].北京：中国计划出版社，2004.

[2]李海旺，刘静，树学峰.裤型漏斗型钢贮煤仓散料压力分布研究[J].工程力学，2010，27（6）.

[3]刘善维，唐瑞森.贮仓结构设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999.

[4]吴位民，马魁文，李勇.钢结构多出料口给配钢结构筒仓结构计算[J].起重运输机械，2012（11）.

[5]北京金土木软件技术公司，建筑标准设计研究院.SAP2000中文版使用指南[M].人民交通出版社，2006.endprint