装配式地下粮仓钢板—混凝土组合仓壁接头轴压受力性能分析

来源 :河南工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yanjiawei2005
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粮食事关国计民生,粮食安全是国家安全的重要基础。地下粮仓因具有低温减损、绿色环保、节地节能等显著优势,成为构建中国绿色生态储粮体系的重要仓型。地下粮仓面临防水、成本及工期等问题,课题组提出了装配式钢板-混凝土组合地下粮仓,该新型粮仓仓壁由钢板与混凝土组合预制块拼装而成,内层钢板不仅是结构层,还是防水层,仓壁预制块之间通过接头连接形成整体。接头是装配式结构的关键构件,装配式地下粮仓仓壁接头的受力性能是该新型地下粮仓的重要问题。本文采用试验研究、数值模拟和理论分析相结合的方法对仓壁接头的轴压受力性能进行了研究。主要内容如下:(1)结合实际工况,提出了装配式地下粮仓钢板-混凝土组合仓壁3种接头形式。对不同接头形式的仓壁试件开展了足尺试验,研究了其在轴压下的受力、变形、屈服、破坏的全过程以及破坏形态。相较钢构空腔接头试件,接头空腔内填充混凝土试件具有更好的初始刚度和峰值荷载,接头空腔内填充混凝土试件相较2块钢构空腔接头试件峰值荷载增幅均超过28%。(2)对仓壁试件进行了有限元分析,模拟得到的3个试件峰值荷载与试验测得的峰值荷载相对差值均不超过4%,验证了建立的有限元模型的正确性。进一步分析了仓壁试件及其组件在加载过程中的受力性能及工作机理,并对不同接头参数的影响规律进行了分析。对于接头空腔内填充混凝土试件,在弹性阶段接头混凝土承担了约75%的荷载,有效的提高了接头的抗压强度。对于钢构空腔接头试件,增大止水钢板厚度、减小止水钢板连接长度、增加加劲肋对接头的峰值荷载和塑性发展均有提高。(3)在试验与数值模拟的基础上,对仓壁接头提出了简化假定,进一步通过理论分析得到了不同形式仓壁接头的抗压计算模型,提出了相应接头弹性抗压刚度和峰值荷载简化计算式。通过理论计算值与试验值对比分析,证明提出的简化计算式具有较高的精度。
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