筒仓仓顶钢管桁架支撑体系研究

摘要

随着煤炭需求量的不断增加,一种储量大、占地面积小的新型煤仓得到广泛应用。在煤仓施工中,仓顶结构支撑体系的分析是施工中的重点和难点。然而,国内外学者对仓顶支撑体系的研究较少,因此,有必要对仓顶支撑体系的承载力和变形性能进行较为详细的研究。
　　本文对目前工程中应用的钢管桁架支撑体系和辐射梁支撑体系进行了分析,并对新型旋转盘口钢管桁架构件进行了试验研究,系统地阐述了筒仓仓顶支撑体系的设计方案,重点归纳了支撑体系承载能力和变形性能的变化规律,并对实际工程作出总体评价,为工程验收提供技术依据,并为今后同类煤仓支撑体系设计提供一定的理论分析基础。
　　通过对4组共12个试件进行受力性能试验,绘制构件的荷载位移曲线,通过试验以及对试验观测数据和试验现象的综合分析,比较新型旋转盘口钢管不同形式节点杆件的性能,对构件做出总体评价。应用有限元结构分析软件 ANSYS建立多个支撑体系的模型,对其进行了承载能力和变形性能的对比分析,并进行优化设计,选择出一种最优的施工方案。通过试验及分析表明:受拉试件组试件拉伸破坏的原因皆与焊缝有关,焊缝连接处是需要注意与加强的地方。三组压缩试件均发生不同程度的压弯失稳。相同荷载作用下,桁架直径越大,位移越大,即直径越大的桁架受力越不利;桁架高度的增加可以有效地提高钢管桁架施工平台的承载力,1.2m的桁架高度是最理想的尺寸;弦杆长度越小,钢管桁架施工平台受力越有利,由于考虑到施工的方便,1.2m的弦杆长度是比较理想的尺寸;同等直径的辐射梁支撑体系可以承受更大的荷载,钢绞线可以有效提高支撑体系的最大承载力;通过分析四种施工方案中直径、立杆长度、弦杆长度以及钢绞线数量对钢管桁架变形性能和承载能力的影响,比较四种方案的优劣,确定选取钢绞线数量为60根,36根和20根的方案。

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第一章 绪 论

1.1筒仓概述

1.2筒仓仓顶钢管桁架支撑体系概述

1.3滑模施工技术

1.4滑模拖带施工技术

1.5国内外筒仓仓顶支撑体系施工技术发展状况及主要结构形式

1.6本文研究内容

第二章 新型旋转盘口桁架标准构件力学性能试验研究

2.1研究背景

2.2钢管桁架体系扣件介绍

2.3试验目的

2.4试验方案

2.5试验结果及分析

第三章 新型旋转盘口桁架有限元分析

3.1 模型概况

3.2 模型分析及结果

3.3 钢管桁架立杆长度的影响

3.4 钢管桁架弦杆长度的影响

3.5 钢管桁架试验模型分析及方程曲线拟合

第四章 辐射梁支撑体系有限元分析

4.1模型概况

4.2模型分析及结果

4.3辐射梁支撑体系与钢管桁架比较

第五章 钢管桁架支撑体系有限元分析

5.1第一种施工方案有限元分析

5.2第二种施工方案有限元分析

5.3第三种施工方案有限元分析

5.4第四种施工方案有限元分析

5.5四种施工方案对比分析

第六章 结论和创新点

6.1主要结论

6.2创新点

参考文献

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