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筒仓是一种用来储存散体物料(例如粮食、水泥、矿粉、沙等)的立式筒状构筑物。相比其他传统的储存方式,筒仓具有节约仓储用地、设计和施工方便、提高劳动生产效率以及减少粉尘对环境的污染等诸多优点。 钢板筒仓这类圆柱薄壳结构,在仓壁根部,在法向压力和竖向摩擦力的共同作用下,有可能发生塑性破坏。法向压力的作用使仓壁产生径向位移,而在边界条件的约束下限制了筒仓底部的径向位移,导致筒仓底部发生局部弯曲变形,并且竖向摩擦力的存在,局部弯曲变形和弯曲应力进一步加大,进而筒仓出现塑性强度破坏,发生“象腿”破坏。 为了改善筒仓的工作性能,传统的加固方法是在仓壁受损的表面焊接加劲环梁,这种方法在一定程度上能够提高筒仓结构的受力,但是又会引起断裂韧性降低、残余应力等新的问题。近些年来,随着不断的研究和应用,粘结纤维材料加固法作为一种新型加固方法已经得到广泛的运用。使用此种方法加固钢板筒仓这类结构具有明显的优势,如不会改变结构原有尺寸和自重、适应性强、便于施工、耐腐蚀耐热等。 本文以某大直径水泥筒仓破坏发生事故为实例背景,使用碳纤维布对钢板筒仓最薄弱易发生破坏的根部位置仓壁进行加固,采用数值分析方法,包括静力分析、线性屈曲分析和非线性屈曲分析,研究其承载力和稳定性的变化情况。结果表明,在根部位置粘结一定厚度和宽度的碳纤维布,能够有效降低筒仓根部以及整体的应力水平和径向位移,从而提高就筒仓结构的刚度和强度。通过改变碳纤维布厚度的对比分析发现,碳纤维布的厚度越大,加固效果越好,静力以及屈曲分析结果基本都呈线性增加。