鋼板筒倉受力分析探討

鋼板筒倉作為一種向高空發(fā)展的現(xiàn)代特種鋼結(jié)構(gòu),其理論分析和結(jié)構(gòu)計(jì)算不同于其它一般形式的糧倉或建筑物。世界上許多國家都對其進(jìn)行了大量的分析研究和實(shí)驗(yàn),得到了一些基本一致的結(jié)論和計(jì)算公式,但還存在著許多不同的觀點(diǎn),實(shí)際使用中筒倉開裂、崩潰等事故還是不斷發(fā)生。倉壁儲(chǔ)料荷載和地基與貯倉結(jié)構(gòu)相互作用是目前工程設(shè)計(jì)人員研究的主要問題。 本文認(rèn)為倉內(nèi)散體是服從Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則的理想彈塑性介質(zhì),散體與倉壁的摩擦屬于庫侖摩擦。從連續(xù)介質(zhì)的角度,采用有限元Marc程序提供的邊界條件高度非線性的三維接觸算法模擬散料對鋼板倉壁的靜力作用,克服應(yīng)用Janssen公式時(shí)側(cè)壓力系數(shù)難確定的缺陷,分析大型利浦鋼板倉結(jié)構(gòu)應(yīng)力強(qiáng)度和位移變形。將計(jì)算結(jié)果與應(yīng)用側(cè)壓力系數(shù)的Janssen公式計(jì)算出的結(jié)果作比較,對接觸算法計(jì)算結(jié)果的可靠性和實(shí)用性作了探討。 接著針對散料結(jié)拱時(shí)拱腳處對倉壁側(cè)壓力最大和散料頂端附近受底面拱型影響極小的情況,推出倉壁的動(dòng)壓力近似計(jì)算公式。將該公式計(jì)算值與試驗(yàn)測試值以及其它理論公式計(jì)算值作比較,探討本文公式的可靠性。然后通過Marc程序提供的定義分布機(jī)械載荷的Forcem用戶子程序接口,用Fortran語言編寫動(dòng)態(tài)側(cè)壓力子程序,將其應(yīng)用到有限元模型中,分析利浦鋼板倉在動(dòng)側(cè)壓力作用下倉壁的應(yīng)力強(qiáng)度和位移變形,對該公式的可靠性和相對的正確性作了進(jìn)一步分析。 另外考慮地基土的非線性,應(yīng)用定義非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系(Hyperla)子程序接口,用Fortran語言添加鄧肯-張E-B本構(gòu)模型,輸入不同設(shè)防烈度地震動(dòng)力,采用紐馬克時(shí)間積分法求解動(dòng)力方程,對地基-鋼板倉結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行非線性瞬態(tài)時(shí)程響應(yīng)分析。通過數(shù)值計(jì)算和結(jié)果分析比較,探討結(jié)構(gòu)在地震作用下的動(dòng)力反應(yīng)特點(diǎn)和一些規(guī)律,找出鋼板倉結(jié)構(gòu)地震時(shí)的薄弱點(diǎn),并對該鋼板倉抗震能力和安全性進(jìn)行評估。 對結(jié)構(gòu)體系靜動(dòng)力特性系統(tǒng)研究后,論文對研究內(nèi)容及成果作了簡單總結(jié),得出一些結(jié)論,并指出文中的不足之處和尚有待進(jìn)一步開展的工作。