国内外对钢板仓受力分析研究的差异

国内外对钢板仓受力分析研究的差异，钢板仓以其优越的结构性能广泛应用于粮食、饲料、氧化铝粉、煤炭、水泥、矿渣粉、电力、化工等各行业。但由于相关理论的研究滞后于实际工程的建设,不可否认的是关于钢板筒仓的破坏事故时有发生。其理论研究的关键和难点主要表现在储料荷载的正确计算、缺陷对钢板仓结构的稳定性影响以及地震中储料颗粒间的摩擦对地震作用的减弱等方面。同时,钢板仓常年暴露在大气中,受到太阳辐射而产生非均匀的温度效应,对结构产生不利影响。本文即结合实际工程,采用数值模拟分别对钢板仓由于卸料引起的压力增大效应、太阳辐射对结构性能的影响以及其结构形式进行了分析和研究,最后,对一大型水泥钢板仓进行了结构设计,并用ANSYS对其进行了稳定性分析。 通过和国外规范的对比,发现我国规范深仓采用 Janssen理论,浅仓采用Rankine理论,而国外均采用 Janssen理论,且我国水平侧压力修正系数取值偏大,竖向摩擦力修正系数偏小,未考虑储料偏心的影响。针对大型落地式钢板仓,采用颗粒流分析程序PFC2D对其进行了装料和卸料过程的数值模拟,并结合国外规范给出了这两个修正系数的建议取值。 在分析太阳辐射时,考虑了辐射阴影的影响,并提出了阴影的计算方法,然后通过ANSYS,分四种工况分析了各自的非均匀温度场分布,进而得到了考虑太阳辐射阴影引起的非均匀温度场对结构性能的影响,发现考虑太阳辐射阴影,单面对流换热工况对结构的影响最大。

为使钢板仓主次结构体系受力更加合理,提升钢板仓结构抗震性能,降低钢板仓建造成本,提高钢板仓施工效率,推广其在中高烈度区的应用,采用盈建科软件和有限元程序架构STRAT分析了主次结构连接方式及减震技术对钢板仓结构体系抗震性能的影响.研究结果表明,次结构采用底部+顶部与主结构连接,可减少钢板仓外围护开洞,更便于工程施工,为四种全框架形式中的最优连接方案;半框架形式主次结构相比于全框架形式,减少了次结构构件数量,降低了钢材用量,增加了使用空间,提升了建造效率,可实现次结构的标准化设计和工业化生产;在罕遇和极罕遇地震作用下,屈曲约束支撑和防屈曲钢板剪力墙的应用,增加了结构耗能能力,减少结构所受地震作用,降低了结构损伤程度,显著提升了钢板仓主次结构的抗震性能.