风荷载作用下大直径落地式钢筒仓的强度和稳定性分析

摘要

当落地式钢筒仓直径和高度较大时,风荷载对筒仓结构的影响比较大,特别是在强风荷载作用下,空筒仓或装料很少的筒仓很容易发生失稳破坏。本文利用有限元软件ANSYS对风荷载作用下大直径落地式钢筒仓的强度和稳定性能进行研究。
　　通过线性应力分析,得到风荷载作用下筒仓仓壁的周向应力、轴向应力、剪应力以及Mises应力沿仓壁环向、高度方向的分布情况和筒仓的变形情况。通过特征值屈曲分析,得到筒仓的屈曲模态和屈曲特征值,并初步了解风荷载作用下筒仓屈曲的影响因素:筒仓仓壁的厚度、仓壁加劲肋的位置、环向加劲肋的尺寸以及筒仓内的堆料高度。
　　通过非线性屈曲分析,在考虑几何非线性和材料塑性后进一步分析仓壁厚度、仓料堆积高度对钢筒仓屈曲承载力的影响。结果表明在外形尺寸一定的前提下,仓壁厚度是风荷载作用下筒仓屈曲的最主要影响因素;随着筒仓内堆料的增高,筒仓更不容易发生屈曲破坏。
　　最后分析缺陷及缺陷大小对筒仓屈曲承载力的影响。考虑缺陷后筒仓的屈曲承载力有较大的降低,并且随着缺陷幅值的增加,屈曲承载力逐渐下降。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1概述

1.2筒仓风荷载作用研究现状

1.3.薄壳结构分析理论

1.4本课题的提出

1.5本课题研究的主要内容

2 荷载分析和筒仓模型的建立

2.1筒仓几何尺寸和参数

2.2筒仓活荷载的计算

2.3筒仓恒荷载的计算

2.4荷载效应组合

2.5有限元模型的建立

3 风荷载下钢筒仓的线性分析

3.1线性应力分析

3.2筒仓的变形分析

3.3线性特征值屈曲分析

3.4风荷载作用下筒仓屈曲的影响因素

4 风荷载下钢筒仓的非线性分析

4.1非线性屈曲分析

4.2仓壁厚度的影响

4.3仓料堆积高度的影响

4.4初始几何缺陷的影响

4.5稳定性验算

4.6总结

5 结论和展望

5.1本文结论

5.2进一步的工作展望

致谢

参考文献