大直径贮煤筒仓在内外温差作用下仓壁内力分析.pdf

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1、建材世界2012年第33卷第4期大直径贮煤筒仓在内外温差作用下仓壁内力分析毛巍(中国煤炭科工集团武汉设计研究院,武汉430064)摘要:分析直径30m钢筋混凝土整体式筘煤仓由内外温差所引起的仓壁温度内力,并将理论计算值与有限元模型计算值比较,结果表明:在仓壁中部两者很接近,在仓底或仓顶与仓壁整体浇筑处后者大于前者,设计上应予以重视。关键词:蠊仓;内外温差;有限元AnalysisontheWallStressofALarge-DiameterCoalSiloUnderActionofTemperatureDifferenceMAOWei(WuhanDesign&Re

2、archInstituteofChinaCoalTechnology&EngineeringGroup,Wuhan430064,China)Abstract:Wallstressofalarge-diametercoalsilounderactionoftemperaturedifferenceiscalculatedbyboththeoryandfiniteelementmethod.Theresultsrevealthatthewallstressbyfiniteelementmethodwhiletakingtheedgeeffectofsilobottom

3、intoconsiderationdiffersgreatlycompared诚ththeonecalculatedbytheorymethod.Keywords:coalsilo;temperaturedifference;finiteelementmethod1工程简介内蒙地区某大型矿井选煤厂产品仓直径(内径)30fn,高约60m,仓壁厚0.4m,砼强度等级CAo,仓底与仓壁整体浇注,仓顶设钢筋砼锥壳,仓体剖面见图1。对于此类4大直径预应力钢筋混凝土圆筒仓,内外温差引起的温度内力分布范围广,而且量值较大,在仓壁的环向配筋中应予以考虑[1]。2理论计算矿井位于内

4、蒙古自治区鄂尔多斯高原东部,该区冬寒时间长,夏热时间短,属于干燥的半沙漠高原大陆性气候,据有关资料,夏季最高气温达36.60℃(1975年),冬季最一低气温为一27.90℃(1975年)。按照规范[21附录三,选择冬季室外计算温度tt一55.2/\贰彳&翻幽HIIllr闸ll_J队川U150001S000--25℃,仓内原煤温度取t,一5℃。取靠近仓壁的其厚度等于仓壁厚的煤作为隔热图1产品仓剖面层,按平壁结构的稳定热传导原理计算仓内外壁温差;仓壁和隔热层内、外表面吸热系数、放热系数q-=at=20kca[/(m2·h·℃),热传导系数Al=1.0kcal/(m2·

5、h·℃)(隔热层),A。(仓壁)一1。5kcal/(m2·h·℃),隔热层和仓壁厚h=0.4m,芦一1/6(泊松比),m一1×10_5(线膨胀系数),Ec一3.25×107kN/m2(C40砼弹性模量),K,一o.65(内外温差应力松弛系数)。1)仓内贮满煤时,则总热阻为:R。一(1/20)+(o.4/1.o)+(o.4/1.5)+(1/20)一o.767;热流量g一[5一(--25)/o.767:39.11;t,--tl一39.11×(1/20)一1.96℃;tl--t2=39.11×(o.4/1.o)一收稿日期:2012—05—12.作者简介:毛巍(1975一

6、),高级工程师,一级注册结构工程师.E-mail:psby.0001@163.corn112建材世界2012年第33卷第4期15.6℃;t2--ta=39.iiX(o.4/1.5)=10.43℃;£3一“=39.11X(1/20)=1.96℃;钢筋混凝土筒仓的内外表面温差At=t2--t3=10.43℃引起的环向弯矩Mr2面1丽X口lxEc×掣×hAl2。ik×1×10_5X3.25X107X10.43×筹一、16754.24kN·m环向弯矩会使仓壁环向受拉区产生拉力增量为缸一Kr×丢×冬×竽×专一o.65×号×警一o.65XI.5X酱--132kN/m其值约为贮

7、料所产生的仓壁环向最大拉力2800kN/m(规范[。1计算值)的4.7%。2)仓内无煤时,则总热阻为:R。一(1/20)+(o/1.o)+(o.4/1.5)+(1/20)=o.367;热流量口=[5--(一25)/0.367=81.74;t,--tl一81.74×(1/20)=4.09℃;t1一t2—39.IIX(0/1.O)=O℃;t2--t3—81.74×(o.4/1.5)=21.80℃;t3--tk=81.74X(1/20)一4.09℃;钢筋混凝土筒仓的内外表面温差At=t2一t3—21.80℃引起的环向弯矩为113.4kN·nl,环向受拉区产生拉力增量为2

8、76kN/

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