高耸煤粉钢筒仓贮料压力及结构稳定性分析

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随着经济的发展，钢筒仓在仓储建筑中得到了广泛应用，钢筒仓的结构形式也在增多。在实际工程中钢筒仓承载变形特征相当复杂，不同的支承情况会影响其力学性能及贮料压力分布。目前对于不均匀支承连接的钢筒仓的力学性能研究还有待完善。本文以某不均匀支承的高耸煤粉钢筒仓为研究对象，运用有限元软件ANSYS建立了包含煤粉贮料的高耸煤粉钢筒仓三维有限元模型研究了在贮料静态和动态卸料情况下贮料压力分布情况以及仓下支承结构对贮料压力分布的影响，并研究了部分参数对贮料压力分布的影响。依据相关规范对高耸煤粉钢筒仓强度和稳定性进行了验算。采用数值分析方法，对高耸煤粉钢筒仓结构进行了静力分析、特征值屈曲分析、非线性稳定分析，初步确定了高耸煤粉钢板筒仓的薄弱部分，研究了筒仓的部分几何参数对稳定性能的影响，希望能够为同类钢筒仓的合理设计提供一定的参考。研究结果表明：在转折连接附近贮料压力沿周向分布是不均均的，支承板与漏斗壁连接的部位会出现应力集中。仓下支承仅对转折连接附近一定距离内的贮料压力有影响而对其余部位基本无影响。贮料的剪胀角对静态贮料侧压力基本上没有影响，对动态卸料贮料侧压力影响较大。漏斗卸料倾角的变化对对转折连接附近仓壁侧压力影响较大，在漏斗上部，漏斗倾角越大，卸料法向压力越小，在计算漏斗壁的贮料压力时应考虑漏斗倾角的影响。该钢筒仓的强度及稳定性均满足规范要求。轴压下特征值屈曲一阶屈曲模态变形主要发生在支承柱上部，结构主要表现为上部支承柱的弯曲失稳，提高上部支承柱的刚度或者加密上部斜撑均有利于提高结构的稳定性。仓筒的径厚比对筒仓轴压下的非线性临界屈曲应力影响较大。当径厚比在225-450 之间时，结构的失稳属于不稳定分岔失稳，当径厚比为 180、185 时，结构的失稳属于稳定分岔失稳。当结构的其余几何参数不变时，建议径厚比取值应小于 185 以避免屈曲承载力突然降低的情况。结构受轴压进行非线性屈曲时，当支承板厚度为12mm，结构的屈曲后强度比较显著，对结构的整体稳定性能比较有利。

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作者
景杰婧;
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作者单位

河北工程大学;

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授予单位河北工程大学;
学科建筑与土木工程
授予学位硕士
导师姓名王二成,闫国华;
年度 2018
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类建筑结构;建筑设计;
关键词
煤粉; 钢筒仓; 贮料压力;

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