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钢筒仓结构受力行为分析与研究

李勇  
【摘要】: 钢筒仓结构广泛应用于诸多工业领域中散装物料的储存。相对于传统的钢筋混凝土筒仓,其构造简单、周期短、见效快。 在我国,有关钢筒仓结构设计的资料则很少,并且我国没有专门的钢筒仓设计规范,目前只有粮食钢板筒仓设计规范,但这种理论远远不能满足现实的需求。钢筒仓作为一种组合的螺旋薄壳结构,其受力行为、破坏准则相当复杂。尽管以前许多科研机构和高等院校对钢筒仓结构作了一些工作,在《钢筋混凝土筒仓结构设计规范》(GB50077-2003)中对钢煤斗的计算也作了相应的规定,但是对煤斗的整体受力情况、结构的突出受力部位等容易引起应力集中的地方,规范中并没有给出明确的计算模式,这就给设计人员带了极大的不便。以往的研究主要是对规则煤斗的研究,对偏心煤斗等不规则煤斗研究的很少。另外,地震是一种破坏力极大的自然灾害,对筒仓结构的影响不言而喻。在我国粮食钢板筒仓设计规范中,将筒仓作为悬臂结构,用底部剪力法或振型分解反应谱法计算结构的地震作用。但显然用悬臂梁的计算方法对长细比不大的结构,其计算结构往往不能令人满意。 本文利用大型有限元程序ANSYS,以实际工作中遇到的几种大型煤斗结构为研究对象,进行筒仓结构的受力行为的分析和研究。首先分别计算规则煤斗和偏心煤斗在静力荷载作用下的受力状态,找出结构的薄弱点位置,为煤斗的设计提供数据支持;然后将整个筒仓置于整个建筑结构中,分析其在地震作用下的受力行为,计算了在EI-Centro地震波作用下,贮仓顶部相对于支座处的振动位移,另外,本文还比较了几种控制贮仓振动位移的措施,可供工程人员设计时参考。


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