温度对方形钢结构储煤群仓结构性能的影响
摘 要：本文提出了一种新型方形钢结构储煤群仓。针对该结构，运用ANSYS有限元分析软件对一个新型方形钢结构储煤群仓模型进行分析，得出温度与结构响应之间的关系，用以指导在不同季节施工的此类筒仓设计。
关键词：方形钢 影响 有限元模型 目前建造的筒仓中，圆形筒仓占多数，特别是大直径筒仓中，方形筒仓则更少，但是方形群仓与圆形筒仓相比空间利用率更高，相同设计贮量方仓占地面积是圆仓占地面积80﹪，因此在用地日益紧张的情况下，方仓比圆仓更有优势。本文提出一种新型的方形钢结构群仓形式，符合贮存结构的发展趋势。本文提出的新型方形钢结构储煤群仓采用钢—混凝土结构形式，具有下列优势：1. 施工速度快，可实现工厂预制，现场安装，缩短施工周期，加快投产速度。2.钢结构结构自身的自重较轻，可适当降低基础的造价。3.仓顶结构采用钢结构方案，可实现截面高度较小、自重较轻的大跨度钢结构仓顶，减轻了仓顶结构传递给仓壁结构的荷载。4.仓壁内侧采用预制混凝土板，进一步加快了施工的进度。已有的研究成果表明温度作用对筒仓结构有着不可忽视的影响[1]，作为一种新型的铜仓结构形式，本文研究温度作用对该筒仓结构的影响。一、结构简介 该群仓结构主要分为以下几个部分：仓顶结构，仓壁结构和漏斗结构。其中，仓顶结构采用钢梁作为主要的承重体系；仓壁为筒仓中最主要的受力结构，其中仓壁的竖向承重结构采用钢管混凝土格构柱，仓壁水平煤压、竖向摩擦力由钢管混凝土格构柱和混凝土大板共同承担（中间仓壁类似箱板结构）；沿仓壁竖向布置水平桁架；漏斗结构采用钢结构。与仓壁相连或与竖向桁架相连。 作文 /zuowen/ 表1 结构主要构件尺寸构件名称截面形式钢管格构柱柱肢圆钢管 直径500mm壁厚18mm～30mm钢管格构柱腹杆圆钢管 直径203mm壁厚6mm转换桁架弦杆热轧H型钢 H600×500×24×16转换桁架腹杆热轧H型钢 H450×450×24×16 水平桁架弦杆采用圆钢管直径402mm壁厚12～16m，随高度变化，水平桁架腹杆采用圆钢管直径203mm，壁厚6mm，水平桁架沿高度方向的布置见图1。 图1 群仓结构立面图（漏斗未表示）二、有限元模型2.1 单元及材料参数 利用大型有限元软件ANSYS进行整体建模，利用大型有限元软件ANSYS进行整体建模，对上述几何形状的群仓采用ANSYS进行深化分析，ANSYS可以对细部结构有着比较好的模拟， 仓壁采用SHELL63单元进行模拟，材料为C30，钢管混凝土格构柱采用BEAM4单元，钢管混凝土格构柱包含两种材料属性，由于本章只对群仓结构进行静力分析，为方便建模，参照文献[2]的算法，将两种材料折算成混凝土材料C60。格构柱管肢、柱间斜撑及屋架梁间拉杆采用LINK8单元，材料属性Q235。水平桁架、转换桁架、漏斗梁及漏斗下部钢管柱均采用BEAM4单元，材料为Q345。采用的各种材料参数见表1。 简历大全 /html/jianli/ 筒仓仓壁既承受贮料的水平压力，还有竖向压力，漏斗壁承受贮料的切向压力和法向压力，为了真实地模拟作用在仓壁上的各方向的荷载，采用表面效应单元 SURF145来施加作用在仓壁上的荷载，SURF145单元只是用来传递荷载，对结构的计算结果不会产生影响。 表2 材料参数 材料材料参数C60C30Q345Q235密度1589250078507850弹性模量3600030000206000206000泊松比0.250.30.30.3线膨胀系数1e—5/℃1e—5/℃1.2e—5/℃1.2e—5/℃2.2 荷载 1)贮煤荷载 贮料的重力密度：γ=10kN/m3；内摩擦角：φ=35° 根据上面给出的煤的物理参数，计算得贮煤的侧压力系数k=0.271。，由筒仓规范对浅仓贮料压力的规定：1．仓壁侧向压力：沿输煤小车方向内侧筒仓煤压起始计算高度24m，仓壁底部侧向煤压0.065MPa； 2．仓壁竖向摩擦力：贮煤对仓壁的摩擦系数μ=0.55，内壁单位面积上的竖向摩擦力为0.0149s（MPa）。 3．漏斗法向压力沿漏斗壁高度方向呈梯形分布为3.56γs（MPa）。4．漏斗切向压力为2.34s（MPa）。 代写论文 各参数的意义见参考文献[3]. （2）温度荷载 根据当地常年的气象数据，最冷月平均最低气温—5℃，最热月平均最高气温30℃。具体实现过程如下：施工温度为0℃，季节温升时，设仓壁的温度为35℃；设施工时温度为35℃，季节温降时，将仓壁的温度设置为0℃。 对于筒仓内外壁温差，根据相关资料，堆煤42天以内，仓壁处堆煤温度最高达38℃。根据筒仓规范：仓体内表面，应根据贮料容量、粒径、硬度、落料高度、进出料方式及对漏斗壁光滑度等要求，设置相应的耐磨、助滑与防冲击层。考虑用保温材料，内表面最高温度为20℃，因此，筒仓内壁面温度取为20℃。根据当地气象数据，最低气温出现在一月，一月份平均最低气温为为—5℃。内外温差只在筒仓贮料时才会有。 （3）活载 结构的活载为:仓顶的不上人活荷载为0.5 kN/m2；仓顶的传送带荷载取为10kN/m；仓顶的设备荷载取为150kN，该荷载按最不利荷载考虑，施加在轨道梁的跨中。2.3 边界条件 边界条件为筒仓下部所有立柱均为铰接。2.4 有限元模型 有限元模型见图2。 图2 ANSYS有限元模型三、有限元分析考虑了下列工况： 工况1：满载贮煤 ；工况2：“品”字形贮煤；工况3：两仓贮煤；工况4：季节升温35℃。
简历大全 /html/jianli/ 工况5：季节降温35℃；工况6：内外温差20℃；工况7：内外温差25℃；工况8：自重+活载+满载；工况9：自重+活载+“品”字形贮煤；工况10：自重+活载+两仓贮煤；工况11：自重+活载+季节温升35℃；工况12：自重+活载+季节温降35℃；工况13：自重+活载+满载+季节温升35℃；工况14：自重+活载+满载+季节温降35℃ 表3 工况4部分水平桁架的最大轴拉力、轴压力（单位：KN）桁架内力Z=3000Z=5750Z=8750Z=14750Z=17750Z=20750Z=23750Z=26750Z=35750Z=44750+Nmax8014230—Nmax—1720—1320—992—470—337—284—285—219—231—97 表4 工况5部分水平桁架的最大轴拉力、轴压力（单位：KN）桁架内力Z=3000Z=5750Z=8750Z=14750Z=17750Z=20750Z=23750Z=26750Z=35750Z=44750+Nmax17201320992470337284285219—23197—Nmax—80.3—142 —30 表5 各种工况下格构柱的最大内力值 工况内力工况4工况5+Nmax2080KN3140 KN—Nmax—3140KN—2080KNMmax（弯矩）344KN.m344KN.mMmax（扭矩）22.6KN.m22.6KN.m 由上表可以得出下列 开题报告 /html/lunwenzhidao/kaitibaogao/。