地下混凝土筒仓仓壁力学性能工程试验与数值分析

地下粮仓可充分利用地下空间,具有较好的防火、防毒、防爆等性能,并能利用浅层地能实现准低温储粮,具有节能、低损、保证粮食品质的优点,对保障粮食安全及可持续发展意义重大。采用工程足尺试验与数值分析相结合的研究方法,对大型地下混凝土筒仓竣工验收前仓壁的力学性能进行研究,通过对比试验结果与数值模拟结果,验证数值分析方法的合理性与有效性,进而对仓壁在最不利荷载工况下的力学性能进行数值分析。结果表明：地下混凝土筒仓仓壁内力的数值模拟结果与试验结果吻合较好;由于仓壁较厚且与仓底和仓顶间接触部位刚度较大,导致仓壁内外侧径向应力表现出相反的变化规律;仓壁径向应力在仓壁底部位置处最高,环向应力在距仓壁顶部约2/3位置处最高;在最不利荷载工况下,仓壁径向应力和环向应力随深度表现出与实际工况下相似的变化规律,且相同深度下应力较大。     

钢筋混凝土圆形地下粮仓仓壁承载力计算方法研究

钢筋混凝土地下粮仓仓壁承受贮料压力、土压力、水压力及结构自重等多种荷载的作用,其承载特性复杂.选取水土压力作用下的空仓状态作为最不利受力条件,分别采用下端固定、上端简支圆柱壳模型分析法和有限元分析法计算仓壁承载力.基于这两种方法的计算结果,研究钢筋混凝土圆形地下粮仓仓壁承载特性,分析仓壁竖向弯矩和环向力分布规律.结果表明:钢筋混凝土地下粮仓仓壁与仓顶、仓底连接处因边缘约束效应的影响,受力状况比较复杂,建议采用有限元分析法对其进行结构计算分析.     

核电用双钢板-混凝土单元轴心受压组合效应

为了研究核电用双钢板-混凝土（SCS）结构在轴压荷载作用下钢与混凝土的组合效应,从材料泊松效应的角度出发,分析双钢板-混凝土单元中钢板与混凝土的应力重分布规律,总结钢混组合效应下的2类应力状态和混凝土受侧向约束的特点,采用轴压试验进行论证. 研究表明：钢板与混凝土的应力重分布规律取决于2种材料泊松比的相对变化,对于单轴受压的SCS单元,在达到承载力极限状态时,钢板处于平面压-拉应力状态,混凝土处于三向受压应力状态并存在“约束强化效应”.     

拉压模量不同厚壁圆筒轴对称问题应力分析

岩石类材料（包括混凝土材料）的弹性模量和泊松比在受拉与受压状态下是有明显差异的,推导了拉压弹性模量不同的厚壁圆筒轴对称问题的弹性力学解答。结果表明：不同的拉压模量对径向应力几乎没有影响,而对环向应力分布有显著影响。当受压模量与受拉模量比值介于0．25—4之间时,采用等模量的应力解答引起的误差在工程上处于可以接受的范围之内。     

新型外包钢-砼组合梁的理论分析

在新型外包钢-混凝土组合梁试验研究的基础上，针对传统的弹性理论方法和塑性理论方法记算组合梁正截面抗弯承载力存在的不足点.根据试验结果，提出理论计算的假定，采用条带法推导其弹塑性状态下的正截面受弯承载力计算公式，并编制了计算程序，得到了7根组合梁整个受力过程中的弯矩-曲率关系曲线.将程序计算结果与“矩形应力块”法的计算结果进行了比较，最后得到外包钢-混凝土组合梁正截面抗弯极限承载力的简化计算公式.     

钢筋砼深筒仓纵向弯曲分析与设计

本文对铜筋砼圆筒深仓仓壁的纵向弯曲和稳定性进行了系统的分析，推导出仓壁纵向挠曲方程式和纵向内力、计算长度、失稳临界力计算公式，为钢筋砼圆筒深仓的设计提供了一套较准确而又简便实用的计算方法。     

考虑拉压异性徐变的混凝土温度应力研究

对变应力作用下的拉压异性徐变的弹性徐变方程的求解进行了探讨,基于混凝土的徐变度与混凝土的龄期有关和线性叠加假设,采用应力增量法,推导了变应力作用下的拉压异性徐变的弹性徐变问题的有限元计算公式。由于拉伸和压缩徐变速率相近,假设拉伸和压缩徐变一致时的徐变应变增量递推公式,与假设拉伸和压缩徐变异性的徐变应变增量的递推公式形式上一样,仅当某时刻的应力增量主量为负时,采用压应力下的徐变度,当某时刻的应力增量主量为正时,采用拉应力下的徐变度。实际混凝土工程的拉压异性徐变应力仿真分析表明,在高温季节浇筑混凝土时,昼夜温差将引起应力周期性加卸载变化,假设拉伸和压缩异性徐变时计算的混凝土温度拉应力较拉压相同徐变时计算的混凝土温度拉应力更大,且这个应力随着仓面间歇时间的延长而逐渐增大。     

波形钢板混凝土界面间粘结滑移力学性能研究

根据压型钢板混凝土组合楼板剪切粘结滑移和型钢混凝土粘结滑移的试验研究成果,分析了两者界面之间的粘结应力、应变的分布规律.基于试验研究成果,对轴心力作用下的波形钢板混凝土粘结滑移力学问题做了合理假定.从弹性力学角度推导了混凝土、波形钢板各自应力和位移的理论公式,并得出两者界面间滑移的理论公式,这为有限元分析波形钢板混凝土提供了理论依据.通过考虑混凝土浇筑方式、波角的影响因素设计了5个波形钢板混凝土推出试件,研究波形钢板与混凝土界面间粘结滑移力学性能.根据试验结果,提出了粘结强度特征值与波角的计算公式,发现波形钢板表面应变沿锚固深度呈指数分布规律.同时,得出了波形钢板等效应变特征值与波角的关系,提出了波形钢板等效应力计算公式.最后,通过对比分析基于弹性力学的粘结应力理论公式解和试验所得等效粘结应力解,发现两者吻合良好.     

轴心受压圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱内力分析

推导出轴心受压圆截面钢-CFRP-混凝土组合短柱中混凝土、CFRP管和钢管各方向上的应力与轴向压力之间的关系式,掌握轴心受压时组合短柱内部的受力情况。根据弹性力学理论中的厚壁圆筒分析理论、薄壁圆筒分析理论及变形协调关系分析在轴向压力作用下圆截面钢CFRP混凝土组合短柱的受力情况。由所推导出的公式可见,在线弹性范围内组合短柱各部分所受的应力与组合短柱所承受的轴向压力成正比,并与钢管和CFRP管的厚度、弹性模量、混凝土的截面尺寸、泊松比、弹性模量有着密切的联系。     

地下结构浮力计算方法分析

本文以地下粮仓为研究对象,按照阿基米德定律进行浮力计算,通过配重法分析,得出在地下水作用下,地下粮仓浮力影响大的结论;文章结合地下粮仓的地质情况及相关规范,认为应将浮力计算的水-仓模型调整为水-土-仓算模型,为以后地下粮仓抗浮设计研究提供参考。     

钢-砼组合箱梁结构的天桥接长有限元分析

钢-砼组合箱梁结构是一种新型钢．砼组合结构,在桥梁加固改造技术中具有一定优势．基于某跨线人行天桥接长实例,设计了以栓钉为剪力连接件的带钢板．砼组合桥面板的组合箱梁结构的天桥接长方案,并对其进行了有限元分析．计算结果表明,带钢板-砼组合桥面板的组合箱梁方案是一种简便有效的天桥接长加固方法,能提高结构的刚度,满足各项要求．     

预应力钢-混凝土组合梁桥受弯极限承载能力计算

集中讨论了预应力组合梁桥的极限承载力的设计计算方法,并通过试验验证,给出了具有实际意义的工程按极限状态法设计体外预应力钢-混凝土组合梁的合理简化公式,在目前《公路钢筋混凝土及预应力混凝土桥涵设计规范》中,只给出了容许应力法设计规范的情况下,具有较强的工程指导意义.     

钢筋混凝土筒仓仓壁强度有限元分析

采用有限元法对钢筋混凝土筒仓仓壁受力进行了静力有限元计算,得到了仓壁的详细应力分布情况,以及钢筋和混凝土共同受力时各自承担的环向拉力.基于计算结果对仓壁受力进行了分析,结果表明:我国的《混凝土筒仓设计规范》能够满足仓壁的静力强度要求.     

料仓结构设计中的贮料压力计算分析

料仓贮料压力计算是料仓结构设计中的重要一环,其计算方式分为深仓和浅仓两种。本文通过具体算例分析,对钢筋混凝土料仓和钢料仓在贮料压力计算中应注意的压力复核问题进行了总结,提出了较实用的解决办法。     

单层单跨组合梁钢框架刚度的分析

为研究竖向荷载作用下单层单跨组合梁钢框架的刚度,将组合梁钢框架中的梁简化为阶梯形变截面梁,进行参数确定;应用试验值验证ANSYS有限元程序分析组合梁钢框架的可行性,利用此程序进行组合梁钢框架的非线性分析,确定了组合梁钢框架在竖向荷载作用下的负弯矩区长度参数,从而建立了该组合梁刚度计算模型.采用等效原理,确定出竖向荷载作用下单层单跨组合梁钢框架的等效刚度计算公式,给出工程设计时刚度取值的建议,并与有限元分析结果进行了对比.结果表明:理论分析和推导与ANSYS有限元分析结果吻合很好.     

Lateral Pressure of RC Silos with Static and Dynamic Granular Materials

This paper aims at analyzing material-induced lateral pressure of RC cylinder silo in both static and dynamic condition using the finite element method (FEM).In the finite element software ABAQUS, concrete material is modeled by concrete damaged plasticity model, and stored materials in silo is modeled by the hypoplastic theory.In terms of numerical model, shell elements (S4R) and solid elements (C3D8) are applied for model silo wall and stored materials respectively. The interaction between silo wall and stored materials is simulated by Coulomb friction model and penalty contact constrain provided by ABAQUS.The numerical results are verified with the existing experimental data that are designed to ensure the validation of such numerical model using FEM and it obtains good agreements between numerical results and experimental data.Then the material parameters are analyzed in both static and dynamic condition.According to the analysis, it is clear that critical friction angle, initial void ratio and minimum void ratio have an obvious effect on static lateral pressure while all the material parameters affect dynamic lateral pressure at different levels. In addition, differences of silo wall between elastic and plastic state are analyzed in dynamic condition.The numerical results show that it contributes to increasing dynamic pressure when silo wall enters into the plastic state.Finally, this paper discusses the time-history lateral pressure at different heights along silo wall, and analytical results indicate that larger acceleration values play main roles in producing the maximum lateral pressure at higher part of the silo wall.     

钢框架短肢组合钢板剪力墙力学模型

以钢框架短肢组合钢板剪力墙结构该结构形式为研究对象,基于薄板理论及经典结构力学原理,建立了整体力学模型。理论模型中考虑了梁、柱抗侧刚度,梁柱节点、组合钢板剪力墙抗剪刚度及钢板与边缘框架间的等效摩擦阻尼。根据结构变形特点及计算假定建立了结构抗侧刚度、弹性极限抗剪承载力、结构体系极限抗剪承载力及结构体系能量耗散4个理论计算模型。通过与实际结构模型试验结果比较,该整体力学模型计算精度能够满足理论分析要求。文章最后对理论计算值与试验结果的差异进行了分析。     

入放料时筒仓仓壁压力分析及贮料分布模型研究

在煤炭生产过程中,通常会将2种以上的贮料先后装到同一个筒仓中,需要研究仓壁受力和煤炭颗粒在筒仓中的分布、堆积等问题。对仅有1个入料口和1个出料口的理想筒仓,考虑结拱效应,推导出仓内各点的动态压力分布计算公式。对多刮板多出料口筒仓,考虑偏心动力拱,筒仓壁同时受到径向力作用和轴向力作用,推导出沿仓壁环形分布的压力计算公式。引入0-1变量对入放料过程进行实时模拟,建立线性规划模型得到仓下混配最优方案,为实现高效准确的贮料入仓和混配装车提供参考。     

筒仓动态压力的计算和测试

本文介绍了钢筋混凝土筒仓在装卸料时所产生的仓壁动态压力,由于筒仓的流动压力随着仓体深度变化而变化,根据此实际情况,推导了仓壁动态压力的计算公式 。计算结果与筒仓试验测得的动态压力值相接近。