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粮食立筒仓是一种适于原粮散存的直立构筑物,具备占地少、仓容大、机械自动化程度高等优点,是粮食物流中转节点设施的主要仓型。柱承式立筒排仓结构是粮食立筒仓的组合形式之一,是由多个单仓经单向排列并联为整体的筒仓。根据实际生产和工艺需要,排仓中的各单仓常会呈现盈空不同的贮料状态,使得排仓结构质量中心对刚度中心产生偏移,进而造成结构复杂的偏心扭转效应问题,这是排仓结构抗震性能研究亟待解决的一个关键科学问题。然而,目前研究多集中在单仓的抗震性能,而对排仓结构的偏心扭转效应研究甚少,因此开展立筒排仓结构扭转效应研究,揭示其地震作用下的扭转效应反应规律,对完善立筒仓抗震设计理论和保障粮仓结构安全具有理论意义和工程价值。本文以贮料盈空分布不同的立筒排仓结构为研究对象,采用振动台试验、数值模拟和理论分析三者结合的方法,进行水平地震作用下贮料盈空分布不同的柱承式立筒排仓结构偏心扭转效应研究。主要内容和结论如下:(1)开展了柱承式立筒排仓结构在不同贮料状态、地震烈度、地震波作用下的振动台试验,并分析了结构的动力特性和地震响应。结果表明:1)随着仓内贮料的增加,排仓结构固有频率值减小,阻尼比增大,仓内贮料具有一定减震耗能效果;2)排仓结构的扭转位移比、层间扭转角等随地震烈度的增加而增大,且随高度上升而增大;3)排仓结构仓下支承柱地震作用大小与其所处位置有关,排仓结构支承柱抗震设计时,应重点关注排仓结构仓下外边缘支承柱的截面承载力计算和变形验算。(2)进行了不同贮料状态对柱承式立筒排仓结构扭转效应的影响分析。分析表明:1)贮料盈空分布不同是引起柱承式立筒排仓结构扭转效应的主要因素;2)排仓结构内部各仓贮料状态不同,造成质心由结构的截面形心向结构内部有料仓方向偏移,进而使得扭转周期由第三阶前移至第一阶,排仓结构在低频激励下更易发生扭转效应;3)排仓结构内部各单仓处于相同贮料盈空状态时,结构整体以弯曲效应为主,内部各单仓处于不同贮料盈空状态时,结构整体以扭转效应为主。(3)研究了排仓结构扭转控制指标限值。研究表明:1)通过刚度计算的排仓结构扭转偏心率限值小于0.15时,结构边长计算的偏心率极限值应小于0.1,质量回转半径计算的偏心率极限值应小于0.08;2)刚度计算的扭转偏心率极限值取值0.15时,考虑扭转效应的等效侧向刚度约为结构抗侧刚度的0.98倍。(4)提出了基于扭转效应的排仓结构弯扭组合模型及考虑扭转效应的弯矩放大系数。研究表明:1)基于扭转效应的排仓结构弯扭组合模型是合理的;2)将扭矩以附加弯矩的形式迭代为弯矩放大系数并进行排仓结构的弯矩计算的方法是可行的;3)以最不利贮料工况计算的排仓结构1×2组合、1×3组合、1×4组合、1×5组合形式的弯矩放大系数分别为1.23、1.39、1.50、1.57,皆大于筒仓规范规定的扭转效应增大系数,考虑扭转效应的弯矩放大系数,为柱承式立筒排仓结构抗扭设计提供参考。