螺旋钢板筒仓作为当今全世界物料贮存界的重要结构构件,具有建造成仓时间快、质量轻、材料可重复回收再利用、配套设施较完善等易于被业界接受的众多特点。螺旋钢板仓现已大量应用于仓储事业中,产生了非常显著的经济和社会效益。相比于钢筋混凝土筒仓,具有其明显、独特的优势。鉴于钢板仓在我们国家生产经营中的重要作用,其受力性能已被各国学者广泛研究。研究主要集中于动态装卸料、储料流态、改流体设计、稳定性能、抗震性能、温度作用和风荷载作用下钢板仓性能等。本文以某实际螺旋式钢板仓倾斜事故为对象,对发生事故的钢板仓进行检测和鉴定,采用ABAQUS软件对该钢板仓进行五种工况下的静力分析和局部加劲肋分析,最后对破损筒仓进行了抗震加固分析。本文主要工作和结论如下:(1)根据工程设计、施工和使用情况,基于厂方要求以及对事故现场的初步调查情况,对该螺旋钢板仓地基、基础和上部结构进行了详细的检测与鉴定。结果表明,该螺旋钢板仓事故为仓体上部主要结构构件连接节点破坏及失稳造成的局部倾斜,而并非整体倾斜,在设计方面,设计草图简单,缺少大部分结构细部构造做法、节点详图,如加劲肋连接节点详图、布置详图等,这些缺陷是造成结构安全隐患的基本原因。在构造方面,将加劲肋弱轴布置在筒仓仓壁受到水平压力最大的方向,大大削弱了槽钢的实际受力性能,使筒体结构的整体与局部刚度降低,从而增大了筒仓仓壁及加劲肋组合结构在受力方向的位移,极易形成局部失稳现象。在施工方面,加劲肋连接处偏心较大,竖向受力不均匀,造成加劲肋局部失稳;加劲肋与仓壁钢板间的焊接焊缝外形不均匀、成型与观感较差;筒仓竖向加劲肋部分相邻连接节点在同一水平高度上,这将形成筒仓在水平压力作用下的薄弱环节,造成筒仓在上述节点处的脆性破坏。(2)采用ABAQUS软件对该钢板仓进行五种工况(装料1/3仓、装料1/2仓、装料2/3仓、满仓以及发生事故时的水泥装载高度28m)下的静力分析和局部加劲肋分析(包括装料28m和满仓两种工况)。在对局部节点加劲肋分析中,根据节点的连接情况分为三种工况(完全连接、A节点部分连接、B节点部分连接)。通过整体分析可知,随着装载水泥高度的增加,筒仓整体结构的应力和位移水平不断增大。筒仓的应力和位移的最大值主要出现在筒仓的底部;砼梁以及内部钢筋应力值都低于材料的强度值;柱的砼应力值小于其强度值。在满仓工况和装料28m时,筒仓底部应力都超过筒仓钢板的屈服强度,超出比例分别为0.16%和0.01%。在满仓工况和装料28m时,KZ1的柱头钢筋刚达到屈服值。在装料28m时,筒仓中部位移比较大,达到21.07mm-22.87mm。在满仓时,筒仓中部位移值达到22.79mm-25.17mm。综合整体分析、筒仓加劲肋分析和加劲肋节点分析可知:实际筒仓结构的破坏并不是出现在筒仓应力和位移最大的部位;装料28m时,实际破坏部位处应力和位移都较大,当节点出现连接破坏时,会造成筒仓壁不同程度的应力集中,应力值都超过所使用钢板材料的屈服强度,位移增大形成局部屈曲,同时加劲肋会穿出筒仓壁进一步造成破坏,该破坏形态与实际破坏形态相符。(3)采用盈建科软件对上部仓体进行了纠倾方案及对损伤筒仓进行了抗震加固分析。将整个螺旋钢板仓按照上下结构分别进行了加固后的计算复核,因下部为混凝土框架结构,上部主要为钢结构,考虑到两种材料的变形不协调,故采取上下结构分别计算,对荷载的计算根据实际情况选用整体计算,通过验算结果表明:仓下支撑结构加固后承载能力、构造、变形、轴压比、剪跨比等主要技术指标均满足《钢筒仓技术规范》GB50884-2013及《混凝土结构设计规范》GB50010-2010之要求;上部仓体结构构件及连接强度、稳定性计算均满足《钢筒仓技术规范》GB50884-2013规定的设计要求;钢筒仓整体抗倾覆计算、稳定计算亦符合《钢筒仓技术规范》GB50884-2013规定的设计要求;通过上述计算复核,从理论上验证了本螺旋钢板仓加固方案的可行性,为后续本螺旋钢板仓的事故处理奠定了理论依据。