《雙壁多釘連線裝配式鋼保溫筒倉結構性能研究》是依託東南大學，由唐敢擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：雙壁多釘連線裝配式鋼保溫筒倉結構性能研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：唐敢
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
糧食安全存儲是國家經濟發展和社會和諧的基礎。目前常用的鋼糧倉保溫性能差，給安全儲糧帶來很大困難，並增加了存糧消耗與成本。本項申請提出一種新的用於儲存糧食的雙壁多釘連線裝配式鋼保溫筒倉，其在吸收現有裝配式鋼筒倉優點基礎上，針對保溫筒倉特點，將雙層鋼板由特製螺栓連線副連線形成共同受力體系。在對雙壁多釘連線裝配式鋼保溫筒倉結構精細模型研究基礎上，對其在各種荷載作用與影響因素下的受力機理進行詳細理論分析與試驗驗證；合理最佳化結構體系，給出簡化設計方法；建立糧食鋼保溫筒倉在自然環境下有內熱源的多孔體系非穩態傳熱模型，得到內部溫度場變化規律、最適合保溫填料和保溫性能指標。本項目將為該新型糧食鋼保溫倉的開發套用提供科學依據，實現糧食鋼保溫倉的裝配化、節能化、高效性，克服當前鋼板筒倉構件間共同作用性能差和對偏心荷載極其敏感等缺點，為國家糧食發展戰略服務，為節能減排工作與發展低碳經濟服務。
結題摘要
在裝配式波紋鋼板倉和波紋板螺栓連線受力性能研究基礎上，提出了雙壁多釘連線裝配式鋼保溫筒倉。進行了小模型試驗，建立了雙壁倉精細有限元模型。在詳細分析儲料荷載承載方式基礎上，對一1000噸級倉容雙壁筒倉進行了儲料、偏心、地震和風等典型荷載作用下的受力機理分析，並對其非線性承載力、破壞機制和缺陷影響進行了研究。分析了內、外環梁作用，最佳化了內、外板厚度和螺栓布局。開展了大模型試驗，得到了6種卸料方式下筒倉內壁側壓力分布及動態特性，進行了有限元仿真，提出了偏心卸料荷載載入方式。提出了各典型荷載單獨作用下的簡化設計方法。建立了自然環境下有內熱源鋼保溫倉非穩態傳熱模型，編制了傳熱分析有限元程式，計算了筒倉在南京市典型年氣象參數條件下溫度變化。針對本課題的延續：超大型圓台狀鋼-索-竹組合式筒倉結構和環境自調節機理研究，首先進行了單層平面索網結構理論與試驗研究；其次試驗研究了竹倉壁板與鋼骨架螺栓連線承載性能；最後，理論分析了圓台倉儲糧作用機理，推導了圓台倉儲糧荷載計算公式。主要研究結論：1、波紋鋼板螺栓連線承載力均小於相應平鋼板螺栓連線，螺母與鋼板的貼合程度是二者差異的主要因素；2、雙壁倉內、外板共同工作性能良好，建議採用A3模型（米字型短梁）；3、儲糧水平壓力主要由內板受拉承擔，儲糧豎向摩擦力、風、地震等由內外板共同受力體系承擔；4、偏心卸料作用下雙壁倉可正常工作；5、雙壁倉有較高安全度，其破壞主要是由倉壁板局部材料發生屈服引起的中下部“鼓狀”屈曲，它不是缺陷敏感性結構；6、內、外環梁可改善雙壁倉受力性能，它們的作用可互相滲透；7、筒倉卸料是以“承壓拱”的形成到破壞為一個周期，循環往復，直至整個卸料完成；卸料過程包含整體和管狀流動，二者交界處容易出現動態特性；8、簡化設計方法結果偏於安全；9、保溫層可有效降低筒倉內壁溫度（夏季最高溫度降低10度左右），筒倉傳熱影響因素不僅是保溫材料厚度還有保溫材料的種類，建議新型保溫倉保溫層採用50mm厚擠塑聚苯乙烯保溫板（XPS）；10、索網邊界支座剛度對撓度影響明顯，但達到一定剛度之後再增加邊界剛度帶來的貢獻相對減小；11、竹板與鋼板螺栓連線以端部被剪壞擠出為主要破壞形式，順紋平壓竹板螺栓最小端距和最小中距分別為6d和5d（d在為螺栓直徑）；12、圓台狀筒倉犧牲了部分容量，但倉壁側壓力明顯比圓柱狀筒倉小。
