环保大直径圆形料仓参数分析、优化及其他关键技术研究

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随着国民经济的增长,混凝土筒仓作为储存散料的构筑物,因具有结构简单、占地小、容量大、便于机械化作业且环保经济5大优点,已广泛应用于贮存粮食、矿物、建材等。近年来为适应各行各业生产需求的不断增加,筒仓结构的设计和施工技术日益成熟,正向着巨型化、多功能化、环保型的趋势发展。但随着混凝土筒仓直径和高度不断提高,在局部堆载和温度应力作用下,直径及高度变化对无缝式筒仓的影响分析还远不够,网壳仓顶参与分析的研究也甚少。因此,对混凝土筒仓进行有限元对比分析极具实际指导意义。  本文基于有限元基本理论以大直径、超大直径圆形混凝土筒仓为研究对象,分别建立环筒无缝式、扶壁柱+立壁无缝式、扶壁柱+立壁+环梁无缝式筒仓模型,以及顶部网壳参与建模的整体模型进行静载作用下的力学性能分析。考虑的有限元参数为直径(D=120m、100m、90m)、高度(H=24m、19m、15m)、堆载工况以及顶部网壳支座刚度等。  结果表明:  (1)在局部堆载和温度作用下,对直径120m,高度19m环筒无缝式、扶壁柱+立壁无缝式、扶壁柱+立壁+环梁无缝式筒仓仓壁的变形和受力特点进行对比分析。得出了环梁和扶壁柱在筒仓受力中的作用大小。  (2)在局部堆载和温度作用下,通过对扶壁柱+立壁+环梁无缝式筒仓结构仓壁直径和高度进行参数化分析,得到了仓壁直径和高度对筒仓仓壁受力和变形的影响程度。  (3)在局部堆载和温度作用下,以一直径120m扶壁柱+立壁+环梁的巨型储煤封闭式圆形混凝土浅筒仓为研究对象,顶部网壳与下部筒体连接采用的支座形式为3种:悬臂短柱铰接(支座Ⅰ);橡胶支座支承(支座Ⅱ);径向释放橡胶支承(支座Ⅲ),得出网壳支座的合理刚度及支座形式。同时进行了有无网壳模型对分析结果的影响。
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