某柱承式倒塌钢板筒仓结构内力三维分析.pdf

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1、某柱承式倒塌钢板筒仓结构内力三维分析刘伟(江苏省建筑科学研究院有限公司。江苏南京210008)【摘要】结合某柱承式钢板筒仓倒塌事故案例，通过现场调查、检测获取相关数据，采用sap2000软件对上部结构内力进行三维模拟分析，从而对倒塌事故进行分析。[关键词】钢板筒仓；事故分析；三维模拟【中[tIJ黼]TU331【文献标识码】A[文章编号】1005—6270(2015)02--0046--02AThree-DimensionalAnalysisofaCollapsedColumn-SupportedSteelSiloStructureInternalF

2、orcesUUWei(JiangsuResearchInstituteofBuildingScienceCo．，Ltd，NanjingJiangsu210008China)Abstract：Combinedwiththecaseofsteelsilocollapseandfieldinvestigation，detection，usingthesap2000toanalysetheinternalforcesoftheupperstructureandthereasonofaccident．Keywords：steelsilo；accidentan

3、alysis；3Dsimulation0前言钢板筒仓结构属于特种结构的一种，广泛用于农业、矿业、化工、建筑等领域中的粮食、储煤、化工原料、水泥等散料的贮存，其储量大、节省材料、建筑速度快，造价经济合理等优点使其成为目前仓储结构的一种重要形式。钢板筒仓是一种组合的薄壳结构，其受力性能、力学分析、破坏机理及结构设计、施工等都比普通结构复杂的多。目前国内外对钢板筒仓的研究还相对滞后，特别是国内．其相关理论研究、结构设计等方面多参考于国外。目前我国常用的钢板筒仓主要分为柱支承式和落地式2种。筒仓仓下结构主要为钢结构或混凝土结构。随着社会发展，人们对钢板简仓

4、的经济、规模、功能、结构安全等方面都有了更高要求。随之各种新问题也更多的出现。本文结合一实际工程案例，对倒塌的钢板筒仓结构内力进行模拟分析．从而从受力角度对结构的倒塌原因进行分析。1工程概况该工程钢板筒仓为柱支承式水泥钢板筒仓，建于2013年11月．2014年7H筒仓内装入约600多t水泥后发生倒塌。筒仓整体倒向南面一侧，钢柱向周边放射性分布。该筒仓设计存储量为1000t．基础采用桩基础，仓下采用6根钢管柱支承．柱顶6．75ni，筒身为14nl高薄钢板，设一螺旋爬梯，仓壁内部设竖向型钢竖筋，仓顶为圆锥形，上设进料设备约lt，上料13及卸料13居中设

5、置(图1)。2检测结果图1柱支承式水泥钢板筒仓综合实际情况，对该筒仓主要构件进行检测。获取其实际数据：(1)钢材原材料根据设计要求，该筒仓上部钢结构为Q345E级钢材。局部结构(仓顶结构部分)构件钢材为Q235级钢材。实际所用钢材均为Q235级．钢材。(2)主要构件检测①钢柱构件采用超声波测厚仪对钢柱壁厚进行了测量。结果见表1。②柱顶环梁构件【收稿H期]2015-01-05【作者简介】刘伟，江苏省建筑科学研究院有限公司。环梁上翼缘宽度约365mill。厚度16．3niIn，下翼缘宽度约547l'inl。厚度16．08mm，环梁高度约258mill，

6、腹板未见，内部锥斗板厚8．78唧．竖向肋板厚16．0mill，间距约500111111，翼缘与竖向肋板在外出平齐。上翼缘外侧至仓身外侧约177rain，下翼缘外侧至柱轴线约240mill。③焊缝对焊缝进行检查．柱顶与环梁下翼缘连接焊缝为连续角焊缝．焊缝表面不平整，焊脚尺寸大小不一，破坏沿焊缝与钢柱连接界面。焊缝残留于环梁下翼缘上。(图2)根据实际测量的数据，利用s印2000建立实体模型，其中钢柱、仓壁内部竖筋、仓顶和仓底檩条等采用杆系单元进行模拟．筒仓的仓底、仓壁、仓顶采用薄壳进行模拟。根据现场调查结果．钢柱柱顶与环梁下翼缘焊缝焊接质量不佳，焊缝与

7、柱顶脱开并留于环梁下翼缘，环梁构件未做腹板，仅设置竖向肋板。受力复杂，故仓底顶部环梁构件采用薄壳单元进行模拟．其内部斜锥板看作环梁一部分。钢板筒仓实体模型如图3．图4。根据实际情况．该筒仓倒塌时内部装有约650t水泥，现场没有起风．也没有其他偶然荷载产生，此处仅计算650t储量水泥作用下其受力情况。将水泥荷载转换为面荷载施加图3筒仓单元模型图4薄壳单元模拟环梁模型如图5。图9。图5简仓Smax应力云图云图-^__■_＆％_一●¨-_·-"．J·“·‘__-__图7筒仓环梁Smax应力云图(1)图8筒仓环梁Smax应力云图(2)圈9柱和支撑构件内力圈

8、(下转第65页)一、∥凳一郾《蕾瞳删一翻～兰茎垄篁垫!!兰整兰塑!璺笙!箜塑2鳗小。纸基应变片线性程度较好，胶基应变片线性