摘要：混凝土筒仓结构在粮食、建材、煤炭、冶金、电力、化工等行业中应用越来越广泛，尤其是在水泥生产、粮食储藏和液化天然气企业以其建造成本低、容量大等特点广泛应用。但是由于建造过程中的缺陷或者随着混凝土筒仓结构服役年限的增加承载力蜕变，严重影响了筒仓结构的承载能力和安全。如何对筒仓结构进行“治疗”已成为结构工程领域的重要研究课题之一。本文结合工程实例，采用有限元分析方法，对筒仓结构进行分析计算，为加固本筒仓提供理论支持。
关键词：筒仓结构；荷载；模型计算
1.研究背景
筒仓结构广泛应用于冶金行业中，1985年，《钢筋混凝土筒仓设计规范（GBJ77—85）》[1]即发行。其中大部分为圆形筒仓，复杂的结构性能加上不合理的设计准则导致了许多筒仓的结构破坏。日照京华新型建材有限公司水渣处理厂1#、2#筒仓为钢渣粉储库，筒仓壁外侧有一层明显的混凝土劣化层，密实度差、强度低，该劣化层的深度约在30~60mm之间。故需对本筒仓进行加固。
为此，本文采用有限元分析方法，对筒仓结构进行分析计算，为加固本筒仓提供理论支持。
2.模型参数
筒仓形状如图一所示，其主要作用为储料。筒仓底部内径为17200mm，上部内径18000mm，贮料密度（按大值计算）为1.5t/m3。具体模型可参见设计图纸。图一中，①点为堆料椎体重心位置，②为1/3hn横向荷载修正系数变化处，③为变阶位置。
图一 筒仓计算简图 图二 筒仓整体计算模型
2.计算与分析
初始设计尺寸：
筒仓壁上段（11.500m以上）折算厚度均为400mm，以下为800mm。
选用SAP2000软件计算。模型采用壳单元和梁单元（用于施加荷载）建立，模型见图二：
在模型底部施加固定约束，先进行施加料重模型的计算，地震作用及风荷载的计算也考虑。为简便起见，自重与料重组合后仓壁竖向内力如下图三，径向水平内力如图四。竖向内力最大出现在底部截面处，约为3360 kN/m，径向水平内力最大出现在3点变阶处，约为2400 kN/m。
图三 筒仓整体竖向内力图 图四 筒仓整体径向水平内力图
3.结论
本文采用选用贮寸1.5t/m3容重料的筒仓作为研究对象，用SAP2000软件进行分析。经过计算后，再进行各种工况组合，得到各截面处的内力和应力，综合考虑确定危险截面，最后取出其内力值进行配筋计算。
参考文献：
[1]中华人民共和国国家标准.钢筋混凝土筒仓设计规范（GB50077 -2003）.北京，2004
[2]ENV 1993-4-1.Eurocode 3：Design of steel structures，part 4-1：Silo [S].European Committee for Standadization，Brussels，1999
[3]J.Michael.Rotter.Guide For The Economic Design Of Circular Metal Silos，New York：Spon Press，2001
[4]Eurocode 1：Basis of design and actions on structures，Part 4：Actions in silos and tanks（ENV1991-4），Brussels，1999
论文作者:方张翼
论文发表刊物:《基层建设》2019年第4期
论文发表时间:2019/5/9
标签：筒仓论文; 结构论文; 内力论文; 模型论文; 荷载论文; 截面论文; 日照论文; 《基层建设》2019年第4期论文;