柱承式带隔板钢筋混凝土筒仓的受力分析

摘要

筒仓是储存各种散料的特种结构，常用于工业建筑的生产附属设施，圆筒仓是工业建筑(水泥，饲料，化肥)中的重要构筑物。在工业生产中由于生产工艺要求，以往将不同直径或不同形式的筒仓布置在一组群仓或分成两组仓，这样的筒仓平面布置占地面积大、造价高，对筒仓设计、施工和生产管理等也都很不利。近年来许多中小型水泥厂开始采用带隔板的钢筋砼圆筒仓，以减少筒仓直径的种类，一仓多用，克服了上述不利因素。由于带隔板筒仓目前还没有完整的设计规范，因此在做筒仓设计的时候没有可靠的依据从而导致了筒仓结构没有可靠的安全保证。圆筒仓设置隔板后，隔板与筒壁固结，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。为此，本文提出了钢筋砼带“一”字形隔板的圆筒仓结构荷载计算和仓壁内力计算方法、公式及构造措施，供设计参考。本文假定一个工程为例，建立了一个三维的筒仓模型，利用有限元数值分析软件ANSYS模拟混凝土筒仓在三种特定环境下的受力情况。 1．混凝土筒仓三种模型在地震作用下的反映，本文利用带隔板与不带隔板两种情况下空仓在地震下的反映，结果证明了隔板对整体结构的刚度和稳定性起到了很大的作用，利用流体单元FLUID80模拟一格满仓一格空仓的情况，通过输入EI-Centro波，对此模型进行时程分析。结果证明了贮料散料在地震作用下的流动对筒仓结构具有减振作用。最后，利用底部剪力法和振型分解反应谱法进行求解，通过结果的对比，总结了其各自的优缺点及实用条件。 2．利用ANSYS对筒仓三种模型进行风载静力计算。通过对得出的变形、应力分布图分析可以看出，带隔板的更有利于抵抗风荷载，并且隔板应设置在主导风向位置。 3．用热实体单元模拟了由于季节变化而导致的温度变化对筒仓结构的影响。通过温度——结构耦合分析可知：在筒仓底部与基础连接处，由于热变形受到支座约束不能自由进行，隔板的增加对整个简仓在温度作用下的变形起到了束缚作用，将在结构中产生温度应力。从筒仓耐久性的角度看，这种变形和温度应力所造成的危害不能忽视。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章绪论

1.1概述

1.1.1筒仓的功能和分类

1.1.2简述筒仓的发展概况

1.2.国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.2.3需要进一步解决的问题

1.3本课题研究的背景及意义

1.4本文的主要工作

第2章柱承式带隔板钢筋混凝土筒仓在地震作用下的有限元分析

2.1地震反应分析方法及其基本理论

2.1.1动力分析的反应谱法

2.1.2结构地震反应的时程分析法

2.2筒仓动力研究的方法及本文拟采用的计算手段

2.2.1我国筒仓动力研究方法

2.2.2本文动力计算拟采取的研究方法

2.3柱承式带隔板钢筋混凝土筒仓的内力分析

2.3.1内力分析

2.3.2工程描述及计算参数选取

2.4筒仓结构在地震作用下的有限元分析

2.4.1结构阻尼计算

2.4.2地震波的选用

2.4.3筒仓动力有限元计算模型的建立

2.4.4施加荷载计算

2.4.5计算结果分析

2.5地震作用下筒仓的振型分解反应谱法

2.6本章小结

第3章柱承式带隔板钢筋混凝土筒仓在风荷载作用下的有限元分析

3.1筒仓在风荷载作用下的有限元分析

3.1.1风荷载计算

3.1.2柱承式带隔板钢筋混凝土筒仓在风荷载作用下的有限元分析

3.2有限元分析

3.2.1分三种情况进行有限元分析计算

3.3变形分析

3.4应力分析

3.5本章小结

第4章柱承式带隔板钢筋混凝土筒仓在温度效应作用下的有限元分析

4.1温度应力产生的裂缝及构造措施

4.2温度效应在ANSYS中的实现

4.2.1瞬态传热分析

4.2.2温度应力的有限元计算理论

4.2.3 ANSYS计算温度效应的方法和步骤

4.3钢筋混凝土筒仓受温度效应作用的有限元计算

4.3.1实体温度单元描述

4.3.2分三种情况进行有限元分析计算

4.3.3模型建立

4.3.4计算结果分析

4.4本章小结

第5章结论与展望

5.1本文结论

5.2展望

参考文献

致谢