变壁厚钢筒仓在太阳辐射下结构热响应研究
2021-01-15杨红霞
延安大学学报(自然科学版) 2020年4期
马 越,杨红霞
(延安大学建筑工程学院,陕西延安716000)
空间钢结构是一类对太阳辐射较敏感的结构形式[1],直接暴露在太阳辐射场下会使其产生较大的温度变形和温度应力,太阳辐射产生的影响在结构设计阶段也逐渐受到关注。筒仓结构作为一种典型的空间薄壳结构,一般建造于较为空旷的港口、工业厂区等城市近郊地区,这使得太阳辐射不会受到其他建筑的遮挡。加之筒仓的薄壁壳体结构外露,而储料位于筒仓内部,所以筒仓结构是一种受太阳辐射影响较大的结构形式。刘红波等[2]研究了钢板筒仓在太阳辐射下阴影区的计算方法,分析了筒仓在加顶盖和不加顶盖工况下太阳辐射产生的最不利非均匀温度场。对设计中考虑太阳辐射提供了建议。马越等[3-5]分析了不同参数对太阳辐射作用下筒仓非均匀温度场的影响。Manbeck等[6]实测了钢筒仓在辐射下的温度场,结果表明太阳辐射在一天内引发的非均匀温度场对结构影响显著。
本文先应用ANSYS APDL语言编制壳体结构在太阳辐射作用下温度场的分析程序,分析太阳辐射作用下筒仓的温度场分布。然后将不同太阳辐射下壳体结构的温度场作为边界条件,建立热-结构耦合数值模型,分析筒仓的应力场。最后通过应力场的分析结果,对钢筒仓仓壁的薄壳结构与顶部桁架连接部位及与混凝土基础连接部位在设计中考虑太阳辐射的影响提出建议。
1 热-结构耦合分析模型
1.1 钢筒仓数值模型
本文以某存储氧化铝粉末的钢筒仓为研究对象。……
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