局部徑向壓力作用下煙囪環(huán)向穩(wěn)定性研究及有限元分析.pdf

1、隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展和產能的不斷升級，鋼筋混凝土煙囪在火電廠、煤廠、水泥廠、鍋爐廠等領域使用越來越廣，并且隨著施工技術的提高煙囪有越來越高的趨勢。目前最高的鋼筋混凝土煙囪已達到240m，由于煙氣、日照產生筒內外壁溫差、施工、隔熱層和內襯的導熱系數(shù)偏小、沉降不均勻以及混凝土收縮和徐變等原因致使煙囪筒壁產生裂縫危害在目前還不能完全控制，很多原來設計的煙囪出現(xiàn)大量裂縫，甚至威脅到結構的安全，因此針對裂縫方面的加固以及加固后對原結構產生的強度和

2、穩(wěn)定性影響都須予以考慮和驗證。
　　 本文背景是在170m高的鋼筋混凝土煙囪外筒壁在使用多年的情況下，經測試發(fā)現(xiàn)由于實際使用階段產生的筒壁溫度差大于原設計筒壁溫度差，致使筒外壁出現(xiàn)較多豎向裂縫的前提下進行加固和加固后的環(huán)向穩(wěn)定性分析；綜合各種加固方案的優(yōu)缺點，采取無粘結預應力鋼絞線間隔布置方法對鋼筋混凝土煙囪予以加固，由施加的預應力對筒壁結構產生環(huán)向的壓應力來預防裂縫的進一步發(fā)展和新的裂縫的產生。但在加固后，須考慮到由于預應力產

3、生的徑向壓力對煙囪筒壁環(huán)向穩(wěn)定性的影響，特別對于本文煙囪這種薄壁殼體結構如果徑向壓力過大將容易產生環(huán)向失穩(wěn)，所以需考慮在加固產生較好效果的前提下驗證結構的環(huán)向穩(wěn)定性。
　　 首先，沿簡體豎向取出一段結構體，假設結構體兩端為固端且半徑不變，運用柱殼理論和結構力學方法對張拉間隔布置在筒壁上的無粘結預應力鋼絞線所產生的環(huán)向壓應力進行計算和效果分析。
　　 其次，引入結構穩(wěn)定性分析理論，針對經典線性理論和非線性穩(wěn)定理論進行闡述，

4、由于通常情況下線性理論沒有考慮到材料非線性、幾何非線性、雙重非線性等因素，通常會對結構的穩(wěn)定性作出過高的估計，有可能導致結構災難性破壞，本文將重點介紹非線性穩(wěn)定理論，為后面的有限元分析提供理論支持。
　　 最后，運用ansys軟件進行建模和有限元分析，首先得出線性分析屈曲荷載進行初步判斷，再在線性分析結果的基礎上進一步進行非線性分析得出非線性臨界荷載，然后將臨界荷載和加固所需的預應力值進行比較，驗證結構在一定預應力作用下不會產生