國內(nèi)外對鋼板倉受力分析研究的差異

國內(nèi)外對鋼板倉受力分析研究的差異，鋼板倉以其優(yōu)越的結(jié)構(gòu)性能廣泛應(yīng)用于糧食、飼料、氧化鋁粉、煤炭、水泥、礦渣粉、電力、化工等各行業(yè)。但由于相關(guān)理論的研究滯后于實際工程的建設(shè),不可否認的是關(guān)于鋼板筒倉的破壞事故時有發(fā)生。其理論研究的關(guān)鍵和難點主要表現(xiàn)在儲料荷載的正確計算、缺陷對鋼板倉結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性影響以及地震中儲料顆粒間的摩擦對地震作用的減弱等方面。同時,鋼板倉常年暴露在大氣中,受到太陽輻射而產(chǎn)生非均勻的溫度效應(yīng),對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。本文即結(jié)合實際工程,采用數(shù)值模擬分別對鋼板倉由于卸料引起的壓力增大效應(yīng)、太陽輻射對結(jié)構(gòu)性能的影響以及其結(jié)構(gòu)形式進行了分析和研究,最后,對一大型水泥鋼板倉進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計,并用ANSYS對其進行了穩(wěn)定性分析。 通過和國外規(guī)范的對比,發(fā)現(xiàn)我國規(guī)范深倉采用 Janssen理論,淺倉采用Rankine理論,而國外均采用 Janssen理論,且我國水平側(cè)壓力修正系數(shù)取值偏大,豎向摩擦力修正系數(shù)偏小,未考慮儲料偏心的影響。針對大型落地式鋼板倉,采用顆粒流分析程序PFC2D對其進行了裝料和卸料過程的數(shù)值模擬,并結(jié)合國外規(guī)范給出了這兩個修正系數(shù)的建議取值。 在分析太陽輻射時,考慮了輻射陰影的影響,并提出了陰影的計算方法,然后通過ANSYS,分四種工況分析了各自的非均勻溫度場分布,進而得到了考慮太陽輻射陰影引起的非均勻溫度場對結(jié)構(gòu)性能的影響,發(fā)現(xiàn)考慮太陽輻射陰影,單面對流換熱工況對結(jié)構(gòu)的影響最大。

為使鋼板倉主次結(jié)構(gòu)體系受力更加合理,提升鋼板倉結(jié)構(gòu)抗震性能,降低鋼板倉建造成本,提高鋼板倉施工效率,推廣其在中高烈度區(qū)的應(yīng)用,采用盈建科軟件和有限元程序架構(gòu)STRAT分析了主次結(jié)構(gòu)連接方式及減震技術(shù)對鋼板倉結(jié)構(gòu)體系抗震性能的影響.研究結(jié)果表明,次結(jié)構(gòu)采用底部+頂部與主結(jié)構(gòu)連接,可減少鋼板倉外圍護開洞,更便于工程施工,為四種全框架形式中的最優(yōu)連接方案;半框架形式主次結(jié)構(gòu)相比于全框架形式,減少了次結(jié)構(gòu)構(gòu)件數(shù)量,降低了鋼材用量,增加了使用空間,提升了建造效率,可實現(xiàn)次結(jié)構(gòu)的標準化設(shè)計和工業(yè)化生產(chǎn);在罕遇和極罕遇地震作用下,屈曲約束支撐和防屈曲鋼板剪力墻的應(yīng)用,增加了結(jié)構(gòu)耗能能力,減少結(jié)構(gòu)所受地震作用,降低了結(jié)構(gòu)損傷程度,顯著提升了鋼板倉主次結(jié)構(gòu)的抗震性能.