大直径钢筋混凝土圆形浅仓仓壁可靠度分析方法研究

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1、大直径钢筋混凝土圆形浅仓仓壁可靠度分析方法研究-->第一章绪论1.1概述我国是个农业大国，每年都要生产和储备大量的粮食，而我国物流行业的发展还不是很完善，不能满足粮食的及时配送，所以需要大量的粮库解决粮食的储存问题，同样的问题也出现在煤炭、水泥、轻工业等领域。钢筋混凝土浅圆仓（见图1）是一种直径在25m以上，装粮高度在12m以上的具有圆筒状仓体和锥形顶盖的粮食储存构筑物。它具有占地面积小，易于机械化、自动化作业，流通费用低，吨储物造价低等优点[1]，在各个领域有着广泛的应用。筒仓结构由于其优良的工作性能、较高的性价比，在工程领域得到了较为广泛

2、的应用。近些年，随着工程技术的不断发展，筒仓结构的设计和施工技术日趋成熟，在航空航天、航海船运、石油化工、发酵工程、物料和粮食等行业的需求愈加广泛，促使科研工对这类结构进行更深入的研究，较大程度的避免结构的失效和事故的发生。随着生产力的发展，大容积、大吨位筒仓的需求量不断增加，工作条件也越来越复杂。这就给筒仓的设计和研究提出了更高的要求，在设计筒仓的过程中要考虑更多的环节，从载荷、边界条件、施工技术等进行更为深入的研究[2]。本文依托于国家自然科学基金《基于装卸料过程能量转换的筒仓动态超压机理研究》（批准号：51578216），对钢筋混凝土筒

3、仓在满仓状态下的仓壁可靠性进行了分析。........1.2研究背景及意义我国人口是世界上最多的国家，也是个农业大国，每年需要消费和贮存大量的粮食，因此需要建筑大量的粮仓。据有关数据显示我国不包括民间储粮数量，每年国家与省级的粮食储备数量就有1.85亿吨[3]。为了改善我国粮食的储备环境，保证粮食储备的安全，国家曾在“九五”、“十五”期间投放国债343亿，建设了总储量5000多万吨的粮仓，很好的改善了我国粮食储存的环境，降低了储粮的损耗率[4]。随着国家对粮食储备的投入，筒仓的应用取得了较快的发展。传统的筒仓主要以钢筋混凝土结构为主，主要应用

4、于粮食、物料、发酵、冶炼等方面。由于筒仓料荷载的复杂性很多筒仓在设计时对物料荷载考虑不足，加之受当时施工及经济条件的限制，相当数量的筒仓存在设计不足、施工不当等问题，使其安全性难以得到保证[5]。并且早期建设的筒仓由于经历结构老化、钢筋绣蚀、功能改变、地震作用等原因，在使用过程中原有结构产生损伤、混凝土剥落、裂缝过大以及承载力不足等问题而不再满足正常使用要求或存在较大隐患，世界上很多国家都出现过大量筒仓仓体破裂或倒塌的事故[6]。如在1964年美国的Alaska地震发生时，由于地震载荷引起多起筒仓容器破坏、失效事故。1997年法国布雷市的筒仓

5、发生倒塌，造成11人死亡[7]（图1-2），几乎在同时瑞士一农场的筒仓发生倒塌[8]。在国内，1998年9月1日天水市粮食一库7号钢筒仓突然倒塌造成二死三伤，共约130多万元损失的重大事故[9]；2006年4月1日，山东省滕州市东郭镇山东恒仁工贸有限公司淀粉厂(民营)一储粮钢板筒仓发生崩裂坍塌事故，造成10人死亡、3人受伤使国民经济蒙受了巨大的损失。这引起了世界各国政府及许多科研机构的重视，于是大量的科学工开始对筒仓结构进行深入的研究。正是这种工程应用的需求，迫使筒仓的设计方法和理论基础有了长足的发展。............第二章结构可靠度

6、的基本原理2.1概述结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，并且要经济合理。具体到结构可靠性方面，一般说来，结构在预定的使用期限内需满足下列各项预定功能要求。在规定的期限内，在正常施工和使用情况下，结构能承受可能出现的各种作用(指直接施加于结构上的荷载及间接施加于结构的引起结构外加变形或约束变形的原因)；在偶然事件(如爆炸、罕遇地震、强风等)发生时和发生后，结构发生局部损坏，但不致出现整体破坏和连续倒塌,仍能够保持必需的整体稳定性。在正常使用情况下，结构具有良好的工作性能。如结构或构件因发生过大的变形、裂缝或振动，而影响正常使用，所以

7、需要对变形、裂缝宽度等进行必要的控制。在正常使用和维护情况卜，结构应能在预计的使用年限内满足各项功能要求具有足够的耐久性。如在化学的、生物的或其他不利环境因素作用下，不致因混凝土的老化、腐蚀或钢筋的锈蚀等影响结构的使用寿命，甚至失效。所以，安全性、适用性、耐久性统称为结构的可靠性。显然,采用加大构件截面、增加配筋数量、提高材料性能等措施，总可以满足上述功能要求，但这将导致材料浪费、造价提高、经济效益降低。一个好的设计应做到保证结构既安全可靠，同时又经济合理，即用较经济的方法来保证结构的可靠性，这是结构设计的基本准则。结构可靠性的研究,就是围绕

8、“完成预定功能的能力”而开展的，因为研究“能力”问题必然涉及到“规定时间”和“规定条件”，最后对各种功能的“能力”必须给出恰当的数量化指标。..........2.