局部徑向壓力作用下煙囪環(huán)向穩(wěn)定性研究及有限元分析.pdf

1、隨著工業(yè)化的不斷發(fā)展和產(chǎn)能的不斷升級(jí)，鋼筋混凝土煙囪在火電廠、煤廠、水泥廠、鍋爐廠等領(lǐng)域使用越來(lái)越廣，并且隨著施工技術(shù)的提高煙囪有越來(lái)越高的趨勢(shì)。目前最高的鋼筋混凝土煙囪已達(dá)到240m，由于煙氣、日照產(chǎn)生筒內(nèi)外壁溫差、施工、隔熱層和內(nèi)襯的導(dǎo)熱系數(shù)偏小、沉降不均勻以及混凝土收縮和徐變等原因致使煙囪筒壁產(chǎn)生裂縫危害在目前還不能完全控制，很多原來(lái)設(shè)計(jì)的煙囪出現(xiàn)大量裂縫，甚至威脅到結(jié)構(gòu)的安全，因此針對(duì)裂縫方面的加固以及加固后對(duì)原結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的強(qiáng)度和

2、穩(wěn)定性影響都須予以考慮和驗(yàn)證。
　　 本文背景是在170m高的鋼筋混凝土煙囪外筒壁在使用多年的情況下，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)由于實(shí)際使用階段產(chǎn)生的筒壁溫度差大于原設(shè)計(jì)筒壁溫度差，致使筒外壁出現(xiàn)較多豎向裂縫的前提下進(jìn)行加固和加固后的環(huán)向穩(wěn)定性分析；綜合各種加固方案的優(yōu)缺點(diǎn)，采取無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線間隔布置方法對(duì)鋼筋混凝土煙囪予以加固，由施加的預(yù)應(yīng)力對(duì)筒壁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生環(huán)向的壓應(yīng)力來(lái)預(yù)防裂縫的進(jìn)一步發(fā)展和新的裂縫的產(chǎn)生。但在加固后，須考慮到由于預(yù)應(yīng)力產(chǎn)

3、生的徑向壓力對(duì)煙囪筒壁環(huán)向穩(wěn)定性的影響，特別對(duì)于本文煙囪這種薄壁殼體結(jié)構(gòu)如果徑向壓力過(guò)大將容易產(chǎn)生環(huán)向失穩(wěn)，所以需考慮在加固產(chǎn)生較好效果的前提下驗(yàn)證結(jié)構(gòu)的環(huán)向穩(wěn)定性。
　　 首先，沿簡(jiǎn)體豎向取出一段結(jié)構(gòu)體，假設(shè)結(jié)構(gòu)體兩端為固端且半徑不變，運(yùn)用柱殼理論和結(jié)構(gòu)力學(xué)方法對(duì)張拉間隔布置在筒壁上的無(wú)粘結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線所產(chǎn)生的環(huán)向壓應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算和效果分析。
　　 其次，引入結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析理論，針對(duì)經(jīng)典線性理論和非線性穩(wěn)定理論進(jìn)行闡述，

4、由于通常情況下線性理論沒(méi)有考慮到材料非線性、幾何非線性、雙重非線性等因素，通常會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性作出過(guò)高的估計(jì)，有可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)災(zāi)難性破壞，本文將重點(diǎn)介紹非線性穩(wěn)定理論，為后面的有限元分析提供理論支持。
　　 最后，運(yùn)用ansys軟件進(jìn)行建模和有限元分析，首先得出線性分析屈曲荷載進(jìn)行初步判斷，再在線性分析結(jié)果的基礎(chǔ)上進(jìn)一步進(jìn)行非線性分析得出非線性臨界荷載，然后將臨界荷載和加固所需的預(yù)應(yīng)力值進(jìn)行比較，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)在一定預(yù)應(yīng)力作用下不會(huì)產(chǎn)生