无粘结预应力巨型筒仓仓壁有限元分析

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1、嘉蔷拳蓍君第五届全国预应力结构理论与工程应用学术会议(论文集)V01．35．增刊Oct．2008无粘结预应力巨型筒仓仓壁有限元分析马刚佘远逢(东南大学土木工程学院，南京210096)[摘要】预应力技术运用于超大直径的圆形筒仓，目前国内还没有先例。如果能在环形结构中运用预应力技术，不仅能节省成本，而且可以改善结构的受力和开裂特性。同时，温度作用对巨型贮煤筒仓内力有不可忽视的影响，但是筒仓混凝土施工成型温度(参考温度)对结构在使用过程中内力的影响，尚未有详细论著。本文运用ANSYS有限元分析软件对一直径120m的圆形贮煤筒仓进行建模分析，探寻混凝土结构成型温度对仓壁环向配筋的影响、环向预应力筋的估

2、算方法及其作用。[关键词】筒仓；有限元；预应力；参考温度[Abstract][Keywords]FINITEELEMENTANALYSISOFUNBoNDEDPRESTRESSEDGIGANTICSILoWALLMaGangSheYuan—fengTheuseofprestressedtechnologyinthedesignofhugediameterofsilohashtbeentriedbynow．Ifitcarlbeusedintheringstructure，notoalythecostissaved，butalsostructuralforceandfissilenatureisi

3、mproved．Meanwhile，temperaturehasaneffectongiganticsilointernalforce，buttheimpactofshapedtemperatureforconcrete(refor-eflcetemperature)Offithgsn

4、anydetailedresearch．Inthepaper，byusingANSYSfiniteelementanalysismodelingonsilowallof120metresdiameter，wecansearchfortheimpactofshapedtemperatureforconcreteo

5、ncircularsteelbarandestimationmetIlodandimpactforcircularprestressedbar．Silo；Finiteelement；Pretress；Referencetemperature近年来，随着社会的发展，电力系统对煤炭仓储的质和量的要求日益提高，依托于大跨度空间结构的日益成熟，大直径圆形储煤筒仓应运而生。最初的大直径圆形储煤筒仓较多地采用了扶壁柱支撑的形式，即将筒仓的圆分为若干片，每片相当于一面挡土墙，由其外侧的扶壁柱承担堆煤等因素产生的荷载。此法设计、施工方便，但会造成大量不必要的浪费。随后，出现了无扶壁柱的整体式普通混凝土圆形筒仓

6、。此法运用了几何形状圆的良好受力特性，由一圈混凝土整体受力，然而由于环形结构在使用中基本处于受拉状态，为了防止混凝土的开裂乃至破坏，必然需要在设计中采用较大筒壁厚度、较多钢筋用量。为达到经济有效的目的，本文提出了无粘结预敌稿日期：2008—08—15作者简介：马刚(1985-)．男，山东省潍坊人，东南大学土木工程学院研究生。应力钢筋混凝土整体结构，仓壁环向不设竖直温度缝，这样可以充分利用预应力筋“箍力”抵抗内壁煤压力和上部网架水平推力，从而减小仓壁截面尺寸，但是会产生很大的温度应力。采用无粘结预应力钢筋混凝土整体结构形式的巨型筒仓设计在国内尚属首次，没有设计经验可以借鉴，而且，预应力技术运用于

7、超大直径的圆形筒仓，目前国内也还没有先例。为此，我们采用大型有限元软件ANSYS对筒仓结构进行三维线弹性有限元建模计算，以此探寻混凝土结构成型温度(参考温度)对仓壁环向配筋的影响、环向预应力筋的估算方法及其对结构的作用。l工程概况该工程是上海漕泾电厂钢筋混凝土贮煤圆筒仓，共两座。该筒仓直径设计为120m，总高度22．5m，设计贮煤能力为20万t。整个结构包括上部的空间网壳结构、仓壁、承台和桩，属于巨型筒仓结构。上部空间网壳结构与仓壁顶部铰接，支座为第35卷马刚，等：无粘结预应力巨型筒仓仓壁有限元分析2008年增刊固定铰支座。仓壁布置在宽5．6m，高2．2m的承台J：，在仓壁底部开有6．5m×5

8、．5m的门洞。在考虑桩与土的情况下，每隔2。沿径向布置两三根混凝土圆桩，靠内侧两排桩垂直设置桩直径600mm，共540根。2筒仓有限元模型2．1几何模型根据设计院提供的资料，筒仓竖向断面如左下图1所示。筒仓竖向断面如图1所示，承台与仓壁均为环向360。连续设置。筒仓内径为120．30m，仓壁下端厚1．10m，上端厚0．70nl，内壁竖直，外壁由下到上线性缩小；承台厚度为2．20m，宽度为5．60m