论文部分内容阅读
钢筒仓广泛应用于存储水泥、粉煤灰、煤炭、化肥以及粮食等松散的粉粒状物体。其具有储存容量大、占地面积小、设计以及施工都比较方便、便于机械化操作等优势。随着近些年来工业以及农业的快速发展,我国对钢筒仓的需求也越来越迫切。圆形钢板筒仓的仓壁是一种薄壳结构,其与所储物料之间的相互作用使其屈曲性能十分复杂。此外,物料的复杂特性也为物料荷载的确定带来了巨大的难题,尤其是在动态卸料的情况下。而且钢筒仓对缺陷非常的敏感,微小的干扰就有可能使其产生屈曲变形,例如筒仓在下料时,物料沿着仓壁下滑,储料会对仓壁产生周向拉力以及轴向压力,这些力有可能会出现不对称分布以及局部应力集中的现象,可能会导致筒仓局部发生屈曲破坏。因此,如何对应力水平较高及已经出现变形的钢筒仓进行有效的加固便十分重要。传统的加固修复方法包括把钢构件通过焊接、铆接、螺栓连接或者粘结到结构受损伤的部位,这些方法虽然在一定程度上改善了原结构受损部位的受力状况,但同时又会引起一些新的问题。近几十年来,随着加固技术的不断发展,碳纤维加固法逐渐在工程中得到广泛应用,与其他加固方法相比,粘贴碳纤维加固筒仓具有对原结构自重尺寸影响小、适应性强、耐腐蚀、施工便捷可靠等优势。本文以某水泥钢筒仓发生崩裂坍塌事故为背景,采用数值模拟的方法分析在钢筒仓筒壁的中下部容易发生屈曲破坏的位置粘贴碳纤维板加固以及改变所粘碳纤维板的厚度、宽度对筒壁承载力以及稳定性能的影响,先后进行了静力分析、线性屈曲分析、几何材料非线性分析。分析得出,在钢筒仓筒壁应力较大的区域粘贴一定厚度、宽度的碳纤维板,可以有效降低加固区域的应力水平和径向位移,从而提高筒仓的强度和刚度。通过对比分析发现,在筒仓底部易发生“象脚”破坏处粘贴碳纤板要比在其他部位进行加固对筒仓强度和稳定性的提高更为显著,通过增大碳纤维板的厚度对筒壁强度和稳定性的提高要比增大碳纤维板的宽度更加有效。