筒仓结构的研究进展及存在的问题.doc

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1、筒仓结构的研究进展及存在的问题摘要：随着国民经济建设的高速发展，筒仓作为一种贮藏构筑物在我国得到了突飞猛进的发展。目前筒仓结构设计还存在诸多问题，直接影响筒仓设计的合理性和安全性。本文从静载内力分析方面、温度应力和地震应力方面和贮料侧压力方面讨论了筒仓的发展及研究现状，最后总结了筒仓结构设计冃前存在的问题和特点。关键词：筒仓；研究进展；存在问题中图分类号:TU3文献标识码：A文章编号：1引言筒仓一般是指贮存松散的粒状或小块状原材料或燃料（如谷物、水泥、砂子、煤及化工原料）的贮藏结构［1］；可作为企业调节、运转和贮存物料的设施，也可作为贮存散料的仓

2、库。筒仓结构具有容量大、占地少、卸料畅通的优点，深受各部门使用单位的欢迎。我国筒仓建设起步较早，如上海水泥厂的圆筒仓建于1922年。建国后，随肴国民经济建设的高速发展，我国在贮藏构筑物的建设上有了突飞猛进的大发展。钢筋混凝土筒仓是在冶金、煤炭、粮食等工业部门广泛使用的特种结构。采用钢筋混凝土筒仓贮存煤炭、粮食、水泥等散状物料，在经济、技术和使用方面均取得良好的效果［2］。目前我国筒仓建设规模很大，涉及的部门也很广。近儿年，我国所建钢筋混凝土圆筒贮仓的数量不断增加,直径不断增大,容量亦不断增加。随着施工技术的完备和结构试验研究的进步，近年来建立了许

3、多大型圆筒仓，宜径多在20米〜22米间，还建了一些更大直径的钢筋混凝土圆筒煤仓，有直径30米，40米、50米甚至更大的钢筋混凝土圆筒煤仓并口投入实际应用中［3］。如广州珠江水泥厂25m直径的生熟料贮料仓，是钢筋混凝土圆筒仓，采用有粘结预应力技术施工。山东枣庄柴里煤矿建造的30m直径钢筋混凝土原煤贮存仓，采用的是集中控制同步提升液压千斤顶滑模施工工艺，同时采用了无粘结预应力技术。山西大同云岗矿选煤厂所建的2座40m直径钢筋混凝土筒仓，每仓可贮原煤300001以上，施工中不仅采用了集中控制同步提升液压千斤顶滑模施工工艺，而且建立了集中控制的混凝土搅拌

4、工作站和泵输混凝土工艺，使混凝土的质量和强度等级显著提高，同时采用了无粘结预应力施工技术［4］。目前筒仓已成为我国国民经济建设中一类不可缺少的构筑物。2国内外的研究现状筒仓结构的研究内容主耍有贮料与筒壁的相互作用、筒仓内力分析、筒仓的温度应力及地震应力分析和筒仓结构一基础一地基的相互作用等几方面。2.1静载内力分析方面目前国内外有很多人在研究筒仓结构，文献［5］采用三角膜元和三角板元的组合单元运用大连理工大学编制的有限元程序DDJ-W,对筒仓进行了计算；文献［6］采用三维壳体模型运用美国ALGOR公司的SuperFEA93有限元软件对筒仓进行力学

5、行为分析；文献［7］［8］以筒仓模型结构为例，考虑到散粒体一结构一地基的相互作用，对弹性地基上筒仓内的散粒体的不同计算模型进行了多种工况、系统的有限元动力分析计算（包括物料对筒壁的作用和筒壁的内力分析）；文献［9］、［10］研究了圆形筒仓仓壁的弹塑性极限载荷，文献［11］应用ADINA软件对北京石景山热电厂3万吨预应力钢筋混凝土储煤筒仓进行了结构分析，计算时没有考虑预应力的影响。还有很多文献都是用有限元方法对筒仓结构进行分析。我国“钢筋混凝土筒仓设计规范”GB50077-2003规定，在分析筒壁内力时按无矩理论计算,也就是不考虑结构弯矩，按只考虑

6、膜力计算膜内力，然后在产生边缘效应的地方进行构造加强［ll］o2.2温度应力和地震应力方面在钢筋混凝土圆筒大仓特大仓甚至巨仓的设计中，大筒仓的温度效应一直是个很难解的问题，引起许多专家的重视和研究，所见文章有1988年《熟料筒仓壁的温度差》，1994年的《圆柱壳结构的合理设计与温度效应》，此外，在《煤炭设计》、《第七届全国空间结构学术交流论文集》上,都有一些有关温度效应的文章发表［4］,这些文章研究了钢筋混凝土圆筒大仓特大仓甚至巨仓筒壁温度应力。在地震应力方面，上海的施卫星利用地震台对钢筋混凝土圆筒仓的地震反应进行了试验研究，煤炭部西安设计研究院

7、针对直径为40m的巨型钢筋混凝土圆筒仓，亦进行了1/20模拟试验研究，同时对温度效应、地震力都进行了详尽的计算和研究［4］；文献［12］首次建立了一种筒仓在地震作用下考虑贮料的运动特征、贮料与仓体Z间的相互作用等因素的计算理论并通过试验结果验证了理论公式。3.3贮料侧压力方面文献［13］［14］讨论了钢筋混凝土筒仓仓壁的基本压力及动态压力的确定问题，考虑到筒仓卸料时,仓体内的应力状态及侧压力系数随深度变化的实际情况，建立并求解了微分方程，得出仓壁的动态压力的实用计算公式。文献［15］应用了3种单元模型:物料单元为服从M—C屈服准则的理想弹羯性单元

8、，仓壁和贮料Z间的相互作用用非线性界血单元进行模拟，仓体采用薄壳单元，并用自编的程序对物料与仓壁的相互作用进行了计算。文献［16］在深仓