大跨度柱面型儲(chǔ)煤棚結(jié)構(gòu)的選型與受力特性研究.pdf

1、本文是以江蘇省電力設(shè)計(jì)院與東南大學(xué)的科研項(xiàng)目為研究基礎(chǔ)，針對(duì)儲(chǔ)煤結(jié)構(gòu)跨度大，兩端開(kāi)敞導(dǎo)致的整體完整性較差等普遍性問(wèn)題，以及背景工程支座高差大，體型特殊等問(wèn)題，展開(kāi)了一系列系統(tǒng)性研究。首先針對(duì)背景工程體型的特殊性，在考察己建儲(chǔ)煤結(jié)構(gòu)風(fēng)荷載體型系數(shù)選取方式的基礎(chǔ)上，對(duì)背景工程儲(chǔ)煤結(jié)構(gòu)進(jìn)行了風(fēng)荷載數(shù)值模擬。應(yīng)用CFD軟件FLUENT對(duì)結(jié)構(gòu)在7種風(fēng)向角下進(jìn)行流場(chǎng)分析，得到表面風(fēng)壓分布系數(shù)，并考察堆煤對(duì)結(jié)構(gòu)表面風(fēng)壓分布的影響。對(duì)數(shù)值風(fēng)洞的計(jì)算結(jié)構(gòu)

2、進(jìn)行了提取，并與荷載規(guī)范所提供的相似體型的結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載體型系數(shù)進(jìn)行了比較，同時(shí)結(jié)合已建儲(chǔ)煤結(jié)構(gòu)工程的風(fēng)洞試驗(yàn)和FLUENT計(jì)算的數(shù)值風(fēng)洞結(jié)果來(lái)驗(yàn)證數(shù)值風(fēng)洞計(jì)算方法的可行性。參考以往經(jīng)典的干煤擁結(jié)構(gòu)工程案例，針對(duì)背景工程實(shí)際工程條件，對(duì)柱面雙層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)、柱面型析架結(jié)構(gòu)和預(yù)應(yīng)力索拱結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。在應(yīng)用分析軟件SAP2000對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)和截面優(yōu)化的基礎(chǔ)上，詳細(xì)對(duì)比了三種結(jié)構(gòu)的用鋼量，結(jié)構(gòu)剛度，材料利用率等重要指標(biāo)，以及應(yīng)用于本文

3、干煤棚分析案例的適用性，最終選擇索拱結(jié)構(gòu)作為最優(yōu)方案進(jìn)行深入分析。對(duì)索拱結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用和研究現(xiàn)狀做了總結(jié)，選取了6種具有代表性的布索方式，應(yīng)用分析軟件ANSYS對(duì)這6種布索方式在分級(jí)風(fēng)荷載和重力荷載作用下的幾何非線性特征，從而對(duì)索拱結(jié)構(gòu)中的柔性拉索進(jìn)行了布局優(yōu)化初探。亦伏化布素方式的基礎(chǔ)上，對(duì)索拱結(jié)構(gòu)的析架高度、拉索截面積和初始預(yù)應(yīng)力這3個(gè)重要參數(shù)，分別進(jìn)行了風(fēng)荷載和重力荷載下跨中豎向位移、柱頂水平位移、水平支反力和析架上下弦內(nèi)力等力學(xué)

4、性能指標(biāo)的響應(yīng)分析;以及拉索內(nèi)力松弛情況的幾何非線性特征分析。根據(jù)分析結(jié)果確定索拱結(jié)構(gòu)的析架高度、拉索截面積和初始預(yù)應(yīng)力施加方案。為了全面考察索拱結(jié)構(gòu)的靜力力學(xué)性能，應(yīng)用分析軟件NIDA對(duì)參數(shù)分析后的索拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一階彈性分析和二階彈性、彈塑性分析。考察了結(jié)構(gòu)在多種工況下的極限荷載下的狀態(tài)，以及薄弱區(qū)域的所在位置。在完成大跨度索拱結(jié)構(gòu)參數(shù)分析的基礎(chǔ)上，對(duì)其在地震荷載作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了分析研究。首先分析了結(jié)構(gòu)的自振特性:然后運(yùn)用振