一种钢筒仓环板环梁稳定承载力的计算方法

技术领域

本发明属于特种结构技术领域，具体涉及一种钢筒仓环板环梁稳定承载力的计算方法。

背景技术

钢筒仓是一种用于贮存散料的直立钢容器，如图1所示，其结构一般包括仓顶1、仓壁2、仓裙3、漏斗4、立柱5和环板环梁6，环板环梁6设置在仓壁2与漏斗4相交处，用于抵抗较大的来自于漏斗4仓底张力径向分量的环向压力。但是环板环梁在这个环向压力作用下容易发生平面外屈曲破坏，因此需要对环板环梁的稳定承载力进行设计。

在水平荷载作用下，环梁的稳定性是按《钢筒仓技术规范》(GB 50884-2013)式5.4.4计算，即

发明内容

针对目前尚无针对钢筒仓环板环梁稳定承载力计算的现有技术，本发明提供一种钢筒仓环板环梁稳定承载力的计算方法，它考虑了与环板环梁相邻的结构单元对环梁內缘的半刚性约束，设计出在半刚性约束下环板环梁稳定承载力的计算式，并规定了与环板环梁共同工作的仓壁、仓裙壁、漏斗壁有效长度的取值，能达到计算结果经济合理、可靠性高的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钢筒仓环板环梁稳定承载力的计算方法，包括以下步骤：

S1、考虑到环板环梁内缘介于简支与固定之间的半刚性约束，因此先设计环板环梁内缘处于纯简支约束时的稳定系数k

式中，r为仓壁半径，b

S2、再设计环板环梁处于半刚性约束下的稳定系数k，k＝c

式中，c

S3、环板环梁的稳定承载力

式中，E为钢材弹性模量，t

按上述技术方案，环板环梁內缘处于纯简支约束时的分配系数

环板环梁內缘处于纯固定约束时的分配系数

式中，

按上述技术方案，与环板环梁共同工作的仓壁有效长度取值为min{0.5(r

按上述技术方案，与环板环梁共同工作的仓裙壁有效长度取值为min{0.5(r

按上述技术方案，与环板环梁共同工作的漏斗壁有效长度取值为min{0.5(r

本发明产生的有益效果是：本发明考虑到钢筒仓的环板环梁的稳定承载力跟与环板环梁相邻的结构单元(包括仓壁、仓裙壁、漏斗壁，下同)对环板环梁内缘的约束有关，而这种约束是介于简支与固定之间的半刚性约束，因此本发明先设计环板环梁内缘处于纯简支和纯固定约束时的稳定系数k

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是设置有环板环梁的典型钢筒仓的结构示意图；

图2是钢筒仓环板环梁的有效截面简图。

图中：1-仓顶、2-仓壁、3-仓裙、4-漏斗、5-立柱、6-环板环梁。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种钢筒仓环板环梁稳定承载力的计算方法，包括以下步骤：

S1、考虑到环板环梁内缘介于简支与固定之间的半刚性约束，因此先设计环板环梁内缘处于纯简支约束时的稳定系数k

式中，r为仓壁半径，b

S2、再设计环板环梁处于半刚性约束下的稳定系数k，k＝c

式中，c

S3、环板环梁的稳定承载力

式中，E为钢材弹性模量，t

在本发明的优选实施例中，考虑到边界条件的影响，环板环梁內缘处于纯简支约束时的分配系数

环板环梁內缘处于纯固定约束时的分配系数

式中，

考虑到现有技术并未如何规定与环板环梁共同工作的仓壁、仓裙壁、漏斗壁的有效长度取值，因此，在本发明的优选实施例中，本发明还提供了与环板环梁共同工作的仓壁有效长度、仓裙壁有效长度、漏斗壁有效长度的取值，能达到计算结果经济合理、可靠性高的目的，具体取值如下：

与环板环梁共同工作的仓壁有效长度取值为min{0.5(r

与环板环梁共同工作的仓裙壁有效长度取值为min{0.5(r

与环板环梁共同工作的漏斗壁有效长度取值为min{0.5(r

式中，r

以下详细介绍本发明的应用实施例。

用本发明提供的计算方法，对某烟气脱硫项目钢筒仓环板环梁进行实例分析。

钢筒仓基本参数为：r＝2500mm，t

采用本发明计算钢筒仓环板环梁的稳定承载力，包括以下步骤：

步骤1：计算环板环梁在內缘简支与內缘固定时的稳定系数k

步骤2：计算环板环梁在半刚性约束下的稳定系数k，

k＝c

步骤3：计算环板环梁稳定承载力σ

对于上述实施例，根据GB 50884-2013式5.4.4，可计算得出环梁临界应力为48MPa，远小于本发明的计算结果。可见现行规范计算方法过于保守，造成成本增加，不经济。

本发明考虑了与环板环梁相邻的结构单元对环梁內缘半刚性约束，提供了在半刚性约束下环板环梁稳定承载力计算式，同时规定了与环板环梁共同工作的仓壁有效长度、仓裙壁有效长度、漏斗壁有效长度取值，能达到计算结果经济合理、可靠性高的目的。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。