巨型贮煤筒仓在环境温度作用下的有限元分析

本文对一直径120m、容量达10万t的巨型钢筋混凝土贮煤筒仓在环境温度作用下进行有限元分析,分别研究了在空仓和满仓时,环境温度升高和降低时仓壁的应力状态,并与贮煤侧压力作用时的应力状态进行比较分析.分析结果表明,环境温度降低时,仓壁中的最大环向应力比由贮料侧压力所引起的仓壁最大环向应力约大6倍;降温时仓壁最大环向应力是升温时的仓壁中的环向应力的7倍;环境温度作用所引起的仓壁竖向应力与由贮料侧压力所引起的仓壁竖向应力差别不太大.最后分析了《钢筋混凝土筒仓设计规范》(GB 50077-2003)中的有关规定,提出了几点设计参考意见,可给类似工程设计提供参考.     

高温贮料作用下钢筒仓稳定性能研究

筒仓内装入高温贮料后,作用于仓壁上的贮料荷载会受到高温作用的影响而产生附加温度侧压力.如果仓内存有冷料时,会在新入仓的高温贮料和仓内原有冷贮料间形成竖向温差,因此产生径向位移差.为使竖向温差处仓壁变形连续且协调,该区域的仓壁内力会显著增大.本文对上述高温贮料作用下钢筒仓的稳定性能进行研究.首先分析不同温度工况作用下筒仓上产生的温度侧压力,然后以筒仓下半部分为冷贮料,上半部分为高温贮料考虑竖向温差.在温度侧压力和竖向温差作用下对钢筒仓进行屈曲分析,并探究几何非线性、材料非线性和初始缺陷的影响,最后得出不同参数对筒仓稳定性的影响.研究结论为实际工程设计中考虑高温贮料提供建议.     

浅圆仓仓壁侧压力的有限元分析

《钢筋混凝土筒仓规范》中浅圆仓侧压力计算公式基于库伦公式或者库伦理论,即假设仓壁刚度无限大,仅考虑了截面形状、贮料的内摩擦角对侧压力的影响.但是对于不同的贮料来说,其材料参数肯定是不同的,而且实际工程当中仓壁的刚度都是有限的,这些参数对侧压力是否有影响是值得研究的问题.因此,本文利用有限元软件ABAQUS,考虑煤和仓壁共同作用,用Mohr-Coulomb模型模拟煤单元,煤和仓壁之间用接触单元,分析了更多贮料参数及仓壁刚度对侧压力的影响.通过计算,可以看出贮料的内摩擦角不是决定仓壁侧压力值的唯一参数,尤其是贮料泊松比对侧压力影响很大,因此规范的计算公式有待改进.     

钢筋混凝土排仓在贮料及温度作用下的有限元分析

采用YJK对某矩形钢筋混凝土排仓进行了建模分析,对比了贮料满仓、隔位满仓和季节降温下排仓的变形与应力分布,另外也对比分析了设置中部纵梁对排仓变形及温度应力的影响。分析结果表明贮料隔位满仓工况为最不利工况;季节降温下排仓仓壁温度应力分布呈中间大两端小的形态,长向仓壁最大贮料应力部位的温度环向应力约为贮料应力的55%～60%,短向仓壁最大贮料应力部位的温度环向应力约为贮料应力的13%～18%;设置中部纵梁可有效控制贮料产生的变形及应力,对控制季节降温引起的效应也有一定作用。     

河南济源中联水泥厂熟料库的结构设计

目前大量大直径水泥熟料筒仓结构应用于实际工程中,熟料出篦冷机后的实际温度为环境温度加65℃在此温度下会引起筒仓结构的温度变形。因此,在设计大直径筒仓时,不仅仅要考虑贮料水平压力的作用,更要考虑仓壁温度应力的影响。但是,我国颁布的《钢筋混凝土筒仓设计规范》仅建议贮料温度为100℃、     

钢筋混凝土深筒仓环向应力的分析与计算

贮料作用下,仓壁环向应力值对筒仓结构设计起控制作用,为了深入研究仓壁环向应力的主要影响因素和影响规律,采用有限元方法对端部约束、高径比、壁厚等参数对环向应力的影响进行了分析,分析结果表明相同高度处的环向应力绝对值随着高径比的增加而增加,随着壁厚的增加而减小。通过有限元的计算结果与按我国筒仓设计规范的计算结果的比较表明:贮料作用下,环向应力的2种计算结果在仓壁下部时有明显的差别。文章对规范中环向应力的计算公式,提出引入参数α进行修正,并根据数值分析结果,给出了α的计算表达式。     

筒仓侧压力研究方法的比较与展望

1．前言筒仓是一种功能性构筑物。它不但可以用来贮存散体物料，而且可以向外进行卸料。筒仓仓壁上的侧压力是决定筒仓仓壁设计的主要因素。仓壁所受压力有两个主要的特点：1散体物料的介质特性及其流动时所产生的流态的不同决定了仓壁压力的复杂性；2仓壁所受压力的大小主要是由散体的自重应力水平决定的。所以，研究简仓侧压力的研究方法，最好是既要考虑散体的介质特性又要考虑筒仓内贮料的实际自重应力水平。     

地震作用下立筒群仓贮料侧压力试验研究

为了研究地震作用下贮料对仓壁侧压力的变化规律,设计制作了立筒群仓结构1/16整体模型,并对其进行了模拟地震振动台试验,测试了模型结构在静态压力作用下以及在7度多遇、7度基本、7度罕遇和8度罕遇烈度地震作用下贮料对仓壁的侧压力值,并与Janssen理论计算值及规范设计值进行比较,得到了在地震作用下贮料对仓壁的侧压力的变化规律,试验结果表明:与单仓相比群仓具有较好的抗震性能,在7度抗震设防地区进行钢筋混凝土筒仓抗震设计时,仓壁按照规范设计值进行配筋是安全的,但需要对仓顶部分进行加强。     

水泥熟料筒仓在温度和水平压力共同作用下仓壁内力的研究

在大直径水泥熟料筒仓的设计中,温度作用的影响不可忽略,它与贮料水平压力一起影响着仓壁的应力大小和分布。主要研究了大直径钢筋混凝土筒仓在温度和贮料水平压力共同作用下的仓壁应力,同时考虑了边缘效应对其影响。结果表明,在考虑了温度和贮料水平压力共同作用和仓底边缘效应后的仓壁应力,与传统无矩理论方法计算出来的结果相差很大。     

带倒锥筒仓仓壁及锥体侧压力有限元分析

基于有限元分析软件ABAQUS建立带倒锥筒仓贮料模型,利用其强大的非线性分析功能,解决贮料与筒仓仓壁的接触问题。对静载下筒仓贮料模型进行分析,考察带倒锥筒仓仓壁及锥体侧压力,与规范值进行比较,拟合效果良好,结论可用于指导筒仓结构设计。     

巨型贮煤筒仓有限元分析

对一直径120m、容量达10万t的巨型钢筋混凝土贮煤筒仓在局部堆煤荷载以及温度荷载作用下分别进行有限元分析,其中筒仓基础按三种约束刚度不同的模型进行处理。计算出各种堆煤工况以及温度荷载下的变形与内力。结果表明,局部堆煤对结构变形与承载产生极为不利的影响,温度作用的影响不容忽视,基础约束刚度对抵抗煤压有利,而对抵抗温度荷载作用不利。可为巨型贮煤筒仓结构设计提供依据。     

大型圆形封闭煤仓结构的有限元分析

大型圆形封闭煤仓除了考虑堆煤荷载外,由于直径大,环境温度作用对结构的影响不可忽视;煤仓内的堆煤由于氧化作用,导致其温度升高,甚至发生自燃,圆形煤仓设计时要考虑到这些工况.本文分析了某圆形煤仓在堆煤、季节温升、季节温降和挡墙内外温差作用工况下煤仓的内力.     

The effects of patch loads on thin-walled steel silos

This paper reports on the results of a detailed parametric study into the effects of patch loads on the stresses in thin-walled circular steel silos. Firstly, an analysis of the effects of a typical patch load on the stresses in a silo wall is presented. The results show that the stresses set up are complex and that they could potentially lead to failure of the silo by either elastic buckling or plastic collapse. A parametric study is then conducted which examines the effects of varying the circumferential width of the patch load, the vertical extent of the load, the point of application of the load and the pressure distribution within the load. The results show that the circumferential width of the applied load and the pressure distribution both strongly affect the form and magnitude of the stresses produced in the silo wall. The magnitudes of stresses in the silo wall were found to vary almost linearly with the vertical extent of the patch load.     

大直径预应力混凝土筒仓结构性能测试与分析研究

通过对某一电厂贮煤筒仓结构在不同工况下的性能进行跟踪测试,将测试结果与设计计算结果、有限元分析结果进行比较分析,探讨了筒仓结构在贮料荷载及预应力共同作用下的受力状态,检测其在设计荷载下的安全性能。     

柱承式带隔板钢筋混凝土筒仓的内力分析

柱承式带隔板钢筋混凝土筒仓由于其特殊的结构形式,与普通圆筒仓在受力方面有很大的不同,圆筒仓设置隔板后,隔板与筒壁固接,其受力发生了根本变化,由原来的3次超静定结构变为6次超静定结构。运用结构力学中超静定结构力法的对称性给出了柱承式钢筋混凝土深筒仓仓壁和隔板的内力计算方法,以供设计与研究参考。     

大型焊接储煤钢板仓的结构设计和稳定性分析

钢板筒仓具有混凝土筒仓无法比拟的优势,其应用已越来越广泛,但其理论研究还相对滞后,尤其对于储煤用大型钢板筒仓的设计尚没有明确的标准指导。结合一拟建储煤钢板筒仓,根据其现场生产条件和工艺要求分析钢板筒仓的结构选型和布置方案;利用Midas/Gen有限元软件建立仓体和仓顶组装成的整体模型,并对其进行结构静力性能的分析,揭示结构在不同受力状态下的应力分布特征和变形特征,验证结构布置的合理性和安全性。利用有限元分析软件ANSYS对仓体分别进行空仓状态和实仓状态下的特征值屈曲分析,发现实仓状态下的第一阶屈曲特征值较空仓状态减小了86.85%;研究水平环向压力对仓体临界承载力的影响,发现实仓在水平环向压力作用下第一阶屈曲特征值提高了89.15%;最后对仓体进行了考虑材料和几何双重非线性的稳定分析,得到结构的实际极限承载能力,发现钢板筒仓是一种非线性非常明显的结构。     

钢筋混凝土筒仓库侧卸料静动态压力分布研究

筒仓储料的反复装卸使得筒仓磨损、开裂甚至倒塌等事故频繁发生,因此,能够更加精确地计算出贮料侧压力在筒仓的设计中显得尤为重要。本文对筒仓储料的静态和动态侧压力的分布规律做了相关研究。本文对流动贮料作用下钢筋混凝土筒仓侧壁压力分布进行了非线性有限元分析。分析中采用Drucker-Prage模型模拟贮料,考虑了贮料的大变形,通过设置接触来模拟贮料与筒仓之间的边界条件,对浅仓(库侧卸料)的静态贮料侧压力和动态卸料侧压力进行了求解,并与我国筒仓规范(GB 50077-2003《钢筋混凝土筒仓设计规范》)、美国筒仓规范(ACI 313-97)、德国筒仓规范(DIN 1055-6(1987))的计算结果进行了分析对比。分析结果显示,各国的筒仓静态及动态贮料侧压力分布均有所差别,并针对我国的计算以及设计方法提出了相关建议。     

钢筋混凝土筒仓侧压力的计算与测试

讨论了钢筋混凝土筒仓仓壁的基本压力及动态压力的确定问题。考虑到筒仓卸料时，仓体内的应力状态及侧压力系数随深度变化的实际情况，建立并求解了微分方程，得出仓壁的动态压力的实用计算公式，并进行相应的筒仓模型试验，测试值与理论计算值基本上相吻合。为钢筋混凝土筒仓的设计和筒仓规范修订提供了理论依据和可靠试验数据。