钢筒仓下内框架支承结构有限元分析

摘要

钢筋混凝土内框架支承式钢筒仓，由于仓下内框架支承结构中既有砌体结构又有钢筋混凝土结构，传统的PKPM软件无法明确其刚度分配，也就无法明确其受力特点和变形特点，进而达不到我们所追求的经济性、适用性、安全性完美统一的设计目标。针对这一问题，本文以实际工程为背景，利用大型有限元软件 ABAQUS 进行了模拟分析，主要研究内容如下： （1）首先根据实际工程，通过合理的简化建立了仓下内框架支承结构模型，确立了材料的有限元模型和本构关系、构件的有限元单元种类以及模型的约束和边界条件，为此类工程的建模问题提供借鉴。 （2）计算了作用在仓下内框架支承结构上的各类荷载，并通过荷载组合确立了空仓和满仓两种工况。 （3）在空仓工况下，采取水平风荷载分步加载方式，对仓下内框架支承结构做了整体非线性分析，得到了以下结论：本工程满足在空仓工况下的安全性要求；得到了仓下内框架支承结构所能承担的最大风荷载基本风压值；获取了水平风荷载起主导作用下，仓下内框架支承结构的破坏形态，即：外砖墙先于内部框架破坏，破坏位于最外圈砖墙风荷载作用面，具体是板顶至上部圈梁底之间的砖墙发生开裂破坏。 （4）在满仓工况下，采取竖向储料荷载分步加载方式，对仓下内框架支承结构做了整体非线性分析，得到了以下结论：本工程满足在满仓工况下的安全性要求；得到了仓下内框架支承结构的最大钢筒仓储料量；获取了竖向储料荷载起主导作用下，仓下内框架支承结构的破坏形态，即：内部框架先于外砖墙破坏，具体在钢筋混凝土柱底周边发生开裂破坏。 （5）最后进一步提出了内部框架与外部砖墙能协调工作的工程建议，要在基于本工程设计基础上，对最外圈砖墙风荷载作用面上，具体为板顶至上部圈梁底之间的砖墙增大抗侧刚度以及对内部框架中的四根钢筋混凝土柱增大抗弯刚度。

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