【摘要】：筒倉(cāng)作為一種上世紀(jì)興起的存儲(chǔ)工具,現(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)生產(chǎn)、生活領(lǐng)域。盡管現(xiàn)在常用筒倉(cāng)的研究已經(jīng)趨于成熟,但現(xiàn)有筒倉(cāng)體系仍然不能滿(mǎn)足儲(chǔ)存需求。因此,迫切需要開(kāi)展深入研究以適應(yīng)新形式、新階段的要求。以此背景,課題組提出了新型筒倉(cāng)即超大型鋼-索-竹組合式筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)以滿(mǎn)足超大型筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)和糧食安全儲(chǔ)備的要求。本文首先進(jìn)行了鋼索-筒倉(cāng)縮尺模型在不同卸料方式及鋼索不同布置方案下的卸料試驗(yàn),對(duì)其卸料特點(diǎn)進(jìn)行分析總結(jié);其次,在研究倉(cāng)壁剛度與鋼索索力的關(guān)系基礎(chǔ)上,對(duì)鋼索(通風(fēng)管)上儲(chǔ)糧荷載理論計(jì)算公式進(jìn)行研究并通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果和有限元反分析結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證;最后,利用有限元軟件建立筒倉(cāng)模型,進(jìn)行鋼骨架選型,并進(jìn)一步對(duì)超大型鋼-索-竹組合式筒倉(cāng)中鋼索的方案進(jìn)行優(yōu)化分析,最終得到較優(yōu)的鋼骨架結(jié)構(gòu)、鋼索布置方式及索的截面、預(yù)應(yīng)力大小等,形成超大型鋼-索-竹組合式筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)體系較優(yōu)的方案。本文主要結(jié)論如下:(1)筒倉(cāng)卸料的形式主要分為管狀式和整體式流動(dòng),這兩種形式在卸料過(guò)程中交替出現(xiàn),直至卸料結(jié)束;(2)鋼索在筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)中的索力變化與筒倉(cāng)的倉(cāng)壁剛度呈線性關(guān)系;相同的預(yù)應(yīng)力下,倉(cāng)壁剛度越大,卸料零時(shí)刻的鋼索索力值越大;(3)組合式筒倉(cāng)分析中,應(yīng)考慮鋼索索力動(dòng)力荷載放大系數(shù)η。不同的鋼索布置方案在卸料過(guò)程中,鋼索索力會(huì)產(chǎn)生不同的動(dòng)力荷載放大系數(shù)η,其范圍為1.01~1.26,本文建議η取值1.3。(4)試驗(yàn)結(jié)果和有限元反分析結(jié)果表明,鋼索(通風(fēng)管)上儲(chǔ)糧荷載理論計(jì)算公式可采用散粒體對(duì)埋深不大的管道壓力簡(jiǎn)化計(jì)算公式。(5)鋼索與鋼骨架結(jié)構(gòu)構(gòu)成一種剛?cè)岵?jì)的自平衡體系,通過(guò)對(duì)鋼索施加預(yù)應(yīng)力可主動(dòng)調(diào)節(jié)筒倉(cāng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形,可以很好的約束筒倉(cāng)的變形;(6)在對(duì)鋼骨架結(jié)構(gòu)進(jìn)一步優(yōu)化基礎(chǔ)上,在筒倉(cāng)4.5m~16.5m高度范圍內(nèi),布置5層鋼索(隔跨錯(cuò)開(kāi))布置的方案較優(yōu),其變形與應(yīng)力結(jié)果均較為理想。本文受?chē)?guó)家自然科學(xué)基金(51008067)、中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)資金(NS2015006)的資助,在此表示誠(chéng)摯的感謝
[Abstract]:As a storage tool, silos have been widely used in many fields such as industry, agriculture and so on. Although the current research on silo has matured, the existing silo system still can not meet the storage needs. Therefore, there is an urgent need to carry out in-depth research to adapt to the requirements of new forms and stages. In order to meet the requirements of super-large silo structure and grain security storage, a new type of silos, namely super-large steel cable-bamboo silo structure was proposed. In this paper, the unloading test of cable silo scale model under different discharge modes and cable arrangement schemes is first carried out, and the unloading characteristics are analyzed and summarized. Secondly, on the basis of studying the relationship between wall stiffness and cable force, The theoretical calculation formula of grain storage load on steel cable (ventilation pipe) is studied and verified by test results and finite element back analysis results. Finally, the silo model is established by using finite element software, and the steel skeleton is selected. Furthermore, the scheme of steel cable in super large steel cable bamboo silo is optimized and analyzed. Finally, the better steel skeleton structure, cable arrangement, cable section, prestressing force and so on are obtained. To form a super-large steel-cable-bamboo silo structure system is better. The main conclusions of this paper are as follows: (1) the discharge forms of silo are mainly divided into tubular flow and integral flow, which appear alternately in the discharge process. Until the end of unloading; (2) the change of cable force in silo structure is linearly related to the silo wall stiffness; under the same prestress, the greater the wall stiffness, the greater the cable force at zero unloading time; (3) in the combined silos analysis, The dynamic load magnification factor 畏 of cable force should be considered. In the discharge process of different cable arrangement schemes, the cable force will produce different dynamic load magnification factor 畏, which ranges from 1.01to 1.26.The 畏 value is suggested to be 1.3in this paper. (4) the experimental results and the finite element back-analysis results show that, The theoretical formula of grain storage load on steel cable (ventilation pipe) can be calculated by using a simplified formula for calculating the pressure of pipeline with little buried depth by granular body. (5) the steel cable and steel skeleton structure constitute a kind of self-balanced system which is rigid and flexible, The internal force and deformation of silo structure can be adjusted actively by applying prestressing force to steel cable, and the deformation of silo can be restrained well. (6) on the basis of further optimization of steel skeleton structure, within the 4.5m~16.5m height range of silo, The arrangement of 5-layer steel cable (spacer staggered) is better, and the results of deformation and stress are ideal. This article is supported by the National Natural Science Foundation of China (51008067) and the Special Fund for basic Scientific Research operating expenses (NS2015006) of Central Colleges and Universities. I would like to express my sincere thanks here.
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TU398.9

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本文編號(hào)：2249874