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／