大型落地式钢筒仓温度作用有限元分析

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钢筒仓是一种存储粒状或粉状等松散物料的直立容器,广泛应用于农业、化工、矿业、冶金、电力等诸多领域。与传统储存物料的方法相比,钢筒仓具有占地面积小、存储量大、便于机械化作业等许多优点。但是,由于钢筒仓属于户外建筑,受环境温度作用的影响显著,然而对其温度应力的分析却缺少系统的理论研究,这就给那些建造在环境恶劣或温差较大地方的钢筒仓带来了安全隐患。本文以某大型落地式粉煤灰钢筒仓为例,在查阅大量文献资料的基础上,根据相关的规范,对温度荷载对钢筒仓的影响进行了分析。主要工作为:1、参照《粮食钢板筒仓设计规范》(GB50322-2011)中关于储料荷载和欧洲、澳洲规范中关于温度荷载的计算方法,对原粉煤灰钢筒仓仓壁的强度和稳定性进行了校核。2、通过大型有限元软件Adina8.5对温度荷载和储料荷载作用下的原粉煤灰钢筒仓进行模拟,得出了不同荷载组合下钢筒仓仓壁的受力情况。3、通过改变钢筒仓的基本参数,对温度荷载作用下,仓壁应力与筒仓直径、仓壁厚度的关系进行分析,并归纳出了仓底处米塞斯等效应力与储料、温度、筒仓直径以及仓壁厚度之间的相互关系。分析结果表明:对于那些建造在温差较大地区的钢筒仓,由温度荷载引起的仓壁应力是不能被忽略的;仓底处的环向应力、竖向应力随温度荷载线性变化,因此,当温差较大时,仓底处的温度应力要远大于由储料荷载引起的仓壁应力;钢筒仓仓底处的温度应力随筒仓直径、仓壁厚度的变化呈抛物线变化,因此,在一定范围内,减小筒仓直径、增大仓壁厚度反而对钢筒仓不利。
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