筒仓在地震作用下的计算理论

通过总结已有的研究资料,首次建立了一种筒仓在地震作用下考虑贮料的运动特征、贮料与仓体之间的相互作用等因素的计算理论.计算结果与试验结果吻合良好.     

筒仓贮料压力计算理论与方法

从平衡条件和常系数假定出发,建立贮料压力微分方程,导出了正倒锥漏斗、倒锥漏斗、正锥仓筒及圆仓筒的竖向压力计算公式.给出了贮料压力特性指数新概念及相应测试数据,提出了依赖于贮料压力特性指数ξi的法压力系数、侧压力系数计算公式,总结出了依赖于ξi的筒仓贮料压力特性与分布规律.本文各项公式、诸公式间的相互联系及依赖于ξi的贮料压力特性与分布规律,构成了漏斗与仓筒统一的贮料压力计算理论.按文中公式计算的贮料压力数值与模型实验测试数据相近.本文成果对筒仓工程设计具有实用性和针对性.     

钢筋混凝土排仓在贮料及温度作用下的有限元分析

采用YJK对某矩形钢筋混凝土排仓进行了建模分析,对比了贮料满仓、隔位满仓和季节降温下排仓的变形与应力分布,另外也对比分析了设置中部纵梁对排仓变形及温度应力的影响。分析结果表明贮料隔位满仓工况为最不利工况;季节降温下排仓仓壁温度应力分布呈中间大两端小的形态,长向仓壁最大贮料应力部位的温度环向应力约为贮料应力的55%～60%,短向仓壁最大贮料应力部位的温度环向应力约为贮料应力的13%～18%;设置中部纵梁可有效控制贮料产生的变形及应力,对控制季节降温引起的效应也有一定作用。     

地震作用下立筒群仓贮料侧压力试验研究

为了研究地震作用下贮料对仓壁侧压力的变化规律,设计制作了立筒群仓结构1/16整体模型,并对其进行了模拟地震振动台试验,测试了模型结构在静态压力作用下以及在7度多遇、7度基本、7度罕遇和8度罕遇烈度地震作用下贮料对仓壁的侧压力值,并与Janssen理论计算值及规范设计值进行比较,得到了在地震作用下贮料对仓壁的侧压力的变化规律,试验结果表明:与单仓相比群仓具有较好的抗震性能,在7度抗震设防地区进行钢筋混凝土筒仓抗震设计时,仓壁按照规范设计值进行配筋是安全的,但需要对仓顶部分进行加强。     

高温贮料作用下钢筒仓稳定性能研究

筒仓内装入高温贮料后,作用于仓壁上的贮料荷载会受到高温作用的影响而产生附加温度侧压力.如果仓内存有冷料时,会在新入仓的高温贮料和仓内原有冷贮料间形成竖向温差,因此产生径向位移差.为使竖向温差处仓壁变形连续且协调,该区域的仓壁内力会显著增大.本文对上述高温贮料作用下钢筒仓的稳定性能进行研究.首先分析不同温度工况作用下筒仓...     

混凝土筒仓贮料压力计算分析

钢筋混凝土筒仓贮料压力计算是整个筒仓结构设计中重要一环,其计算方法分为深仓和浅仓两种.深仓的仓底贮料竖向压力计算由于仓壁贮料摩擦力的参与而显得较为复杂,在设计实践过程中,其压力值的复核没有明确的规定.通过对具体问题具体分析,结构设计人员对此应有所小结.     

平板玻璃厂贮仓设计与构造

文章介绍了平板玻璃厂贮仓设计中常见物料参数的选择、贮仓的结构布置以及贮仓的一些特殊构造,简略计算了窑头钢仓的内力以进行构件设计。     

筒仓贮料侧压力系数研究

本文提出一种根据总摩擦力确定筒仓贮料侧压力系数k值的方法,给出了两种仓壁情况下k值测试分析结果及一组筒仓贮料压力模型实验测试数据。文中说明,采用相应测试k值按詹森（Janssen）公式计算的贮料压力与模型实验测试数据相近。作者将现有各种k值确定方法与两种仓壁测试k值进行数值比较后,推荐采用按静止土压力系数乘以系数λ的取值方法。     

环境温度作用对巨型贮煤筒仓的内力影响分析

对一直径120m、容量达10万t的巨型钢筋混凝土贮煤筒仓在环境温度作用下进行有限元分析,分别研究了在空仓和满仓时,环境温度的升高和降低时仓壁的应力状态,并与贮煤侧压力作用时的应力状态进行比较分析。分析结果表明:环境温度降低时,仓壁中的最大环向应力比由贮料侧压力所引起的仓壁中的最大环向应力约大6倍;降温时仓壁中的最大环向应力是升温时的仓壁中的环向应力的7倍;环境温度作用所引起的仓壁竖向应力与由贮料侧压力作用所引起的仓壁竖向应力则差别不太大。最后分析了《钢筋混凝土筒仓设计规范》(GB 50077-2003)中的有关规定,提出了几点设计参考意见,可给类似工程设计提供参考。     

试论筒仓中贮料的重力压密作用

杨森公式是目前确定筒仓中贮料静力荷载所依赖的计算公式，为国内外筒仓设计者所采用。笔者认为该公式忽视了贮料的压密作用把容重视为常数，影响了贮料荷载计算的合理性和准确性。本文以贮料的压力与容重关系曲线为基础，视贮料容重为变数并考虑筒仓贮料’这一特定条件，通过建立并求解微分方程对贮料的重力压密作用进行研究，其结果表明，对相当一部分贮料，重力压密作用的影响是不可忽视的。     

钢筋混凝土筒仓库侧卸料静动态压力分布研究

筒仓储料的反复装卸使得筒仓磨损、开裂甚至倒塌等事故频繁发生,因此,能够更加精确地计算出贮料侧压力在筒仓的设计中显得尤为重要。本文对筒仓储料的静态和动态侧压力的分布规律做了相关研究。本文对流动贮料作用下钢筋混凝土筒仓侧壁压力分布进行了非线性有限元分析。分析中采用Drucker-Prage模型模拟贮料,考虑了贮料的大变形,通过设置接触来模拟贮料与筒仓之间的边界条件,对浅仓(库侧卸料)的静态贮料侧压力和动态卸料侧压力进行了求解,并与我国筒仓规范(GB 50077-2003《钢筋混凝土筒仓设计规范》)、美国筒仓规范(ACI 313-97)、德国筒仓规范(DIN 1055-6(1987))的计算结果进行了分析对比。分析结果显示,各国的筒仓静态及动态贮料侧压力分布均有所差别,并针对我国的计算以及设计方法提出了相关建议。     

考虑地基共同作用的钢板仓结构地震反应非线性时程分析

考虑钢板仓和地基的相互作用和地震时土的非线性,采用有限元程序MARC提供的动力时程分析法,添加邓肯-张非线性地基本构模型,针对不同设防烈度的场地,应用三种典型的地震波形对一个利浦式地基-钢板仓结构模型进行非线性时程响应分析。结果较符合实际,能够描述钢板筒仓的运动特征,并从中发现了一些特点和规律,分析结果可为钢板仓结构工程抗震分析和安全设计提供参考。     

大型筒仓结构与地基的动力相互作用研究

本以某大型筒仓结构为例，考虑到散粒体-结构-地基的相互作用，利用部分集中质量-筒仓耦合相互作用法，对弹性地基上的筒仓结构（包括单体筒仓和筒仓群或排仓）进行了多种工况、系统的有限无动力分析计算。经与刚性地基上的筒仓动力响应的比较，得出以下结论：在对地基施以相同的水平激励时，弹性地基上筒仓的动力响应大于刚性地基上筒仓的动力响应；刚性地基上群仓的动力响应大于单体仓的动力响应；弹性地基上单体仓的动力响应大于群仓的动力响应。     

Seismic vulnerability assessment of reinforced concrete silo considering granular material‐structure interaction

As a special shell structure, silos are used in storing a wide range of multitudinous granular materials. However, seldom have researchers assessed seismic vulnerability of the reinforced concrete (RC) silo. This paper aims at studying the seismic vulnerability assessment of a silo, which is located in Zhoushan, China. Prior to assessing the seismic vulnerability of the selected RC silo, the validation of the hypoplastic constitutive model, which is used to simulate granular materials, is studied. After discussing the validation of the hypoplastic theory, the numerical model considering granular material‐structure interaction is developed by means of the ABAQUS software. And the numerical simulation results are compared with the experimental data obtained from a shaking table test discussed in order to confirm the validation of the numerical model, which is used to study the seismic vulnerability of the RC silo. Then the seismic fragility assessment of the selected RC silo is performed using the incremental dynamic analysis. The analytical results showed that the hypoplastic theory can be used to simulate the stored materials in the silo considering the collapse property before entering plastic state of granular materials. For the design basic acceleration, the fragility curves of the selected RC silo showed that the probability of exceeding the no or light damage state was about 2.12%. For the maximum considered earthquake, the exceeding probability of no or slight and the moderate damage states was 17.63% and 1.31%, respectively. With respect of the severe and total damage state, the exceeding probabilities were almost zero. Therefore, the selected RC silo structure has enough safety stock to withstand strong earthquakes in the future. Finally, a general design procedure considering seismic fragility assessment was presented in order to provide references for other structure design. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑散粒体与仓壁相互作用时筒仓的动力计算

本在计算地基运动时筒仓的动力响应时，考虑了仓内散粒体与仓壁的相互作用对其的影响，根据实验观测的现象，将仓内上部占总质量20％－30％的散粒体处理为几个集中质量并将其分别与仓壁均匀弹性连续（弹性杆只承受压力而不承受拉力），分析地基运动时筒仓的动力响应（仓壁位移植）并与筒仓模型实测值进行了比较，两结果吻合较好。     

对《钢筋混凝土筒仓设计规范》有关问题的思考

在采用GB 50077—2003《钢筋混凝土筒仓设计规范》对筒仓进行计算分析和结构设计的过程中,发现一些关于筒仓分类、荷载效应基本组合及相关系数的选取、贮料压力计算以及结构设计等方面的问题。通过对这些相关条文的详细阐述和深入探讨,明确了筒仓结构的分类标准,分析了荷载作用效应和地震作用效应基本组合公式,详细解释了贮料荷载计算和结构设计中相关规定,得到了有意义的结论。     

单层网壳结构在地震作用下的弹塑性动力响应研究

采用U L有限元列式 ,基于各向同性强化模式 ,Von Mises屈服准则和Prandtl Renss增量理论 ,针对强烈地震作用 ,考虑结构的几何和材料非线性 ,研究单层网壳在多维地震作用下的弹塑性动力响应计算。提出了一种有效的适用于网壳结构非线性动力响应的增量 /迭代有限元计算方法 ,考虑了转角大位移的精确计算 ,并对一个短程线形单层球面网壳结构进行了地震响应的双重非线性时程分析研究 ,探讨了结构的延性抗震性能     

大型焊接储煤钢板仓的结构设计和稳定性分析

钢板筒仓具有混凝土筒仓无法比拟的优势,其应用已越来越广泛,但其理论研究还相对滞后,尤其对于储煤用大型钢板筒仓的设计尚没有明确的标准指导。结合一拟建储煤钢板筒仓,根据其现场生产条件和工艺要求分析钢板筒仓的结构选型和布置方案;利用Midas/Gen有限元软件建立仓体和仓顶组装成的整体模型,并对其进行结构静力性能的分析,揭示结构在不同受力状态下的应力分布特征和变形特征,验证结构布置的合理性和安全性。利用有限元分析软件ANSYS对仓体分别进行空仓状态和实仓状态下的特征值屈曲分析,发现实仓状态下的第一阶屈曲特征值较空仓状态减小了86.85%;研究水平环向压力对仓体临界承载力的影响,发现实仓在水平环向压力作用下第一阶屈曲特征值提高了89.15%;最后对仓体进行了考虑材料和几何双重非线性的稳定分析,得到结构的实际极限承载能力,发现钢板筒仓是一种非线性非常明显的结构。     

考虑地基-基础相互作用的某筒仓弹塑性地震反应分析

对一装有煤粉的筒仓进行了三维弹塑性动力分析,首次考虑了基础、地基在地震过程中对筒仓动力特性的影响,给出了合理的计算模型,更加接近实际.