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某大型储煤仓双层柱面网壳结构的温度应力及风荷载效应分析

刘军  
【摘要】:随着大跨空间结构在跨度及纵向长度的不断突破以及恶劣天气的大量出现,温度作用及风荷载等对结构的影响再次成为关注的焦点。 柱面网壳结构跨度及纵向长度较大,即使看起来微不足道的应力也不能掉以轻心。网壳结构支座约束刚度的强弱与因温度作用产生的温度应力的大小是成正比的。约束刚度越大,结构因温度变化而产生的应力也越大,所以在支座区域的温度应力不容忽视。 风荷载通常是大跨结构的控制荷载。风洞实验是研究风荷载对建筑影响的可靠手段。而风洞实验工序复杂、经费高昂、周期长,因此利用计算机展开的数值风洞研究可以高效的认识风荷载对建筑物的影响,缩短结构专业设计周期。 温度作用对大跨结构支座的影响以及风荷载体形系数分布规律是该领域中的重要研究课题之一,本论文主要完成了的研究工作及成果有: 1、对整个95m×184m×36m的双层柱面网壳进行实体建模,运用通用结构分析与设计软件SAP2000对结构模型进行分析。通过各单工况及组合工况的计算分析,确定结构的安全指标及经济指标。 2、确定储煤仓所在地的温差范围。通过SAP2000计算网壳由50℃至-45℃范围的均匀温度场对上部网壳结构产生的影响;确定合理的弹性支座的布置方式并确定板式橡胶支座的弹性刚度。 3、以计算流体力学为理论依据,通过大型商业CFD模拟软件包Fluent进行数值风洞实验。通过分析数值模拟结果,得出在跨度及纵向比较大的情况下全封闭式双层柱面网壳结构的风荷载体型系数的分布规律;经比较90°风向角对结构产生的影响较其他风向角明显。通过对网壳表面进行区域划分,得出各区域的风载体形系数取值,可供今后类似工程参考。经分析得出已建成的储煤仓在后期使用过程中煤堆的高度及长度对整个柱面网壳表面风荷载体型系数的影响不大。


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