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1、3干煤棚网壳结构使用现状与缺陷分析罗尧治吴玄成沈雁彬胡宁(浙江大学空间结构研究中心杭州310027)摘要:电厂干煤棚大都采用了大跨度柱面网壳结构,但由于煤场的腐蚀环境影响和堆煤过高,许多已建煤棚不同程度地出现网壳结构杆件的锈蚀和弯曲现象。如果结构中存在大量杆件的锈蚀和弯曲,显然会导致结构安全度降低,甚至破坏。以实际工程为例,研究缺陷对结构强度、稳定性的影响。建立杆件锈蚀和弯曲的计算模型,提出并采用随机缺陷模态法研究具有缺陷的结构承载能力。关键词:网壳结构缺陷分析锈蚀初弯曲等效刚度CURRENTSTATUSANDIMPERFECTIONANALYSISOFL
2、ATTICEDSHELLSTRUCTURESOFINDOORCOALSTORAGEYARDLuoYaozhiWuXuanchengShenYanbinHuNing(ResearchCenterofSpaceStructureofZhejiangUniversityHangzhou310027)Abstract:Cylindricallatticedsheelstructuresarewidelyusedinindoorcoalstorageyardofthepowerpalnt.However,duetotherustyatmosphereandthegr
3、avityofthecoal,therustyandbendingbarsappearedintheuseofthestructures.Iftherearetoomanymembershaveseriouslyrustedandbent,thesafetyofthestructureswillbegreatlydecreasedandevenbecollapsed.Takingtheexampleofapracticalengineering,thispaperstudiedtheinfluenceofimperfectiontothestrengtha
4、ndstabilityofstructuresandestablishedamodelforcalculatingthecorrosionandbendingofmembers.Inthefinal,thepaperintroducedthemethodofcalculatingthebearingcapacityofthiskindofstructureswitharandomimperfectionmodel.Keywords:latticedsheelstructureimperfectionanalysisrustinitialbendingequ
5、ivalentstiffness0前言随着我国火电厂的发展,一种用来满足储存和运输等工艺要求的干煤棚得到了兴建。干煤棚的建筑功能主要是大型的存储库房,必须有一定的储存和作业空间,即结构必须满足一定的净空要求,所以这种结构的跨度和净高都较大,通常跨度都在70m以上。随着空间网格结构的广泛应用,大[1,2]跨度干煤棚基本上采用空间网壳结构的形式。20世纪图1某电厂干煤棚网壳结构平剖面90年代以来,我国相继建成了南京金陵石化电厂干煤棚、湖南石门电厂干煤棚、台州电厂干煤棚、嘉兴电厂干煤棚、湘潭电厂干煤棚、河南鸭河口电厂干煤棚等几十座大跨度柱面网壳结构的干煤棚。干煤
6、棚结构由于工艺的要求一般采用两对边落地的柱面体形,如图1所示。但由于堆煤过高,在使用中因挤压产生大量杆件弯曲,如图2。同时,在煤的腐蚀环境下,钢管和图2某电厂干煤棚煤堆挤压和杆件变曲现象球节点易发生锈蚀,如图3。杆件的锈蚀和弯曲现象比较严的锈蚀,当钢材处于负载之下,必然增加作用在金属上的应重,导致结构的局部破坏,严重的还会引起整个结构的倒塌,力;另外,杆件还会发生局部腐蚀,应力腐蚀及氢脆等。如2000年4月14日耒阳电厂干煤棚的倒塌(图4),造成重大[3]局部腐蚀是由于金属内部存在缝隙,并夹杂着介质时而的财产损失。1杆件件锈蚀对结构受力影响111钢材锈蚀损
7、伤机理及其力学性能3国家自然科学基金项目(编号:50378083)资助。1)钢材锈蚀损伤和破坏机理[4]第一作者:罗尧治男1966年8月出生教授博导收稿日期:2005-01-04钢材和煤堆里的腐蚀性物质发生电化学反应,造成钢材88IndustrialConstructionVol135,No15,2005工业建筑2005年第35卷第5期表征钢材内在质量的一个重要指标。钢材锈蚀后,伸长率均有明显下降,当截面损失小于5%时,钢材的伸长率基本上大于规范最小允许值;当截面损失大于10%时,钢材的伸长率则小于规范最小允许值。钢材锈蚀后,其伸长率降低程度远远大于截面面
8、积的损失率。具有局部锈蚀的钢材,蚀后伸长[5]率与原始伸长率的关系
