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转折环梁加强的柱支承钢筒仓的结构行为研究

王小丽  
【摘要】:广泛应用于各类散料储存的钢筒仓结构通常由锥形漏斗和置于其上的圆柱形仓筒组成。散料作用在漏斗壁上的内压及摩擦力均导致漏斗壁产生沿母线方向的拉力,且于仓筒—漏斗转折连接处达到最大值。该拉力的水平分力导致转折连接中产生相当大的周向压力,通常设置一道环梁(称转折环梁)来承受这个压力,以增加转折连接的强度。目前国内外对这类由转折环梁加强的钢筒仓的研究均针对均匀支承条件,对少柱支承条件下的这类筒仓尚无相关研究。 本文采用数值分析方法,对两类适用于中小型筒仓的转折环梁加强柱支承筒仓——支柱终止于环梁的筒仓和支柱延伸至仓壁的筒仓的结构行为进行系统研究。 通过线性分析初步了解在散料荷载作用下的两类筒仓的应力应变分布规律,通过特征值屈曲分析初步了解结构的整体稳定性能以及影响结构屈曲强度和屈曲模态的主要因素。 通过几何非线性分析考察两类筒仓的荷载—位移全过程的响应,研究了支承宽度和环梁截面尺寸对结构屈曲强度的影响。支承宽度是影响结构屈曲强度的主要因素,而环梁截面尺寸仅对环梁局部屈曲有显著影响,对结构整体承载能力影响很小。由于环梁表现出稳定的后屈曲性能,以环梁屈曲来控制结构设计是偏于安全的。 通过几何、材料双重非线性分析,讨论主要几何参数对结构弹塑性受力性能的影响。径厚比是影响仓壁壳体进入塑性范围和筒仓屈曲强度的主要参数,支承宽度也对屈曲强度有显著影响。 在两类筒仓的几何非线性分析、双重非线性分析中,均考察了以特征值模态分布的几何初始缺陷对结构稳定性能的影响。总体而言,两类筒仓对这类初始缺陷并不敏感,特别是支柱延伸至仓壁的筒仓。


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