大型工业钢板筒仓的优化设计分析研究
[Abstract]:Steel silo is widely used in grain, coal, cement, electric power, chemical industry and other industries because of its superior structure and performance. However, because the research of related theory lags behind the construction of practical engineering, it is undeniable that there are more and more damage accidents about steel plate silo. The key and difficult points of its theoretical research are mainly manifested in the correct calculation of storage load, the influence of defects on the stability of steel plate silo structure and the weakening of seismic action by friction between storage particles during earthquake. At the same time, the steel plate silo is exposed to the atmosphere all the year round, resulting in non-uniform temperature effect caused by solar radiation, which has a negative effect on the structure. In this paper, combined with practical engineering, the effect of pressure increase caused by unloading, the influence of solar radiation on structural performance and its structural form are analyzed and studied by numerical simulation. The structural design of a large cement steel plate silo is carried out and its stability analysis is carried out by ANSYS. By comparing with foreign codes, it is found that Janssen theory is used in deep warehouse and Rankine theory in shallow warehouse, while Janssen theory is used in foreign countries, and the correction coefficient of horizontal side pressure in China is too large and the correction coefficient of vertical friction is too small. The influence of material eccentricity is not taken into account. Aiming at the large landing steel plate silo, the numerical simulation of the loading and unloading process is carried out by using the particle flow analysis program PFC2D, and the author's suggested values for these two correction coefficients are given in combination with the foreign codes. In the analysis of solar radiation, the influence of radiation shadow is considered, and the calculation method of shadow is put forward, and then the distribution of non-uniform temperature field is analyzed by ANSYS, in four working conditions. Furthermore, the influence of non-uniform temperature field caused by solar radiation shadow on the structure performance is obtained. It is found that the single side convective heat transfer condition has the greatest influence on the structure considering the solar radiation shadow. The longitudinal column and ring beam size of the steel plate silo structure are increased, and the structure form of the silo beam column with Liang Zhu as the main force is put forward by adopting a reasonable arrangement. Through the comparative analysis of 36 MIDAS models with different height to diameter ratio and diameter, the structure of the silo beam column with Liang Zhu as the main force is put forward. Some reasonable suggestions on the structural layout of steel plate silo structure are obtained, including the selection of structural form, the variable section arrangement scheme of longitudinal column and ring beam, and the areas to be strengthened. For larger diameter steel plate silo (R 30m), Liang Zhu structure can be considered. Finally, a 23m diameter cement steel plate silo is designed, including structural scheme to member arrangement, load determination, model establishment, static and dynamic analysis and evaluation of the results, under the condition of meeting the requirements of the code, The structure is safe. On this basis, the eigenvalue buckling analysis and the double nonlinear analysis considering geometric materials are carried out by ANSYS. The results show that the wind load has a great influence on the stability of the empty warehouse. The favorable effect of horizontal internal pressure on the stability of the silo should not be underestimated. The steel silo structure has very sensitive nonlinear characteristics, showing "elephant foot" failure.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU392.4
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,本文编号:2481353
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