[发明专利]一种钢筒仓T型环梁稳定承载力的计算方法

说明书

本发明公开了一种钢筒仓T型环梁稳定承载力的计算方法，所述T型环梁的稳定承载力σ_cr＝k₁σ₁+k₂σ₂，式中，k₁为T型环梁內缘处于纯简支约束时的分配系数，k₂为T型环梁内缘处于纯固定约束时的分配系数，k₁+k₂＝1，且0.2≤k₁＜1，0＜k₂≤0.8，σ₁为T型环梁内缘处于纯简支约束时的屈曲应力，σ₂为T型环梁内缘处于纯固定约束时的屈曲应力。本发明考虑了与T型环梁相邻的结构单元对环梁内缘的半刚性约束，设计出在半刚性约束下T型环梁稳定承载力的计算式，并规定了与T型环梁共同工作的仓壁、仓裙壁、漏斗壁有效长度的取值，能达到计算结果经济合理、可靠性高的目的。

技术领域

本发明属于特种结构技术领域，具体涉及一种钢筒仓T型环梁稳定承载力的计算方法。

背景技术

钢筒仓是一种用于贮存散料的直立钢容器，如图1所示，其结构一般包括仓顶1、仓壁2、仓裙3、漏斗4、立柱5和T型环梁6，T型环梁6设置在仓壁2与漏斗4相交处，用于抵抗较大的来自于漏斗4仓底张力径向分量的环向压力。但是T型环梁在这个环向压力作用下容易发生平面外屈曲破坏，因此需要对T型环梁的稳定承载力进行设计。

在水平荷载作用下，环梁的稳定性是按《钢筒仓技术规范》(GB 50884-2013)式5.4.4计算，即现行规范的公式是建立在圆弧拱分析基础上，该计算方法未考虑与环梁相邻的结构单元(包括仓壁、仓裙壁、漏斗壁)对环梁內缘的约束。然而实际上，环梁的稳定承载力跟与环梁相邻的结构单元对环梁內缘的约束有关，如图2所示，这种约束既不是纯简支，也不是纯固定，而是介于简支与固定之间的半刚性约束。因此，现行规范计算的环梁稳定承载力存在与实际不符、可靠性不高的缺陷。另外，环梁包括环板环梁和T型环梁，现有规范也未针对不同结构环梁的稳定承载力进行计算。

发明内容

针对目前尚无针对钢筒仓T型环梁稳定承载力计算的现有技术，本发明提供一种钢筒仓T型环梁稳定承载力的计算方法，它考虑了与T型环梁相邻的结构单元对环梁內缘的半刚性约束，设计出在半刚性约束下T型环梁稳定承载力的计算式，并规定了与T型环梁共同工作的仓壁、仓裙壁、漏斗壁有效长度的取值，能达到计算结果经济合理、可靠性高的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种钢筒仓T型环梁稳定承载力的计算方法，所述T型环梁的稳定承载力σ_cr＝k₁σ₁+k₂σ₂，式中，k₁为T型环梁內缘处于纯简支约束时的分配系数，k₂为T型环梁內缘处于纯固定约束时的分配系数，k₁+k₂＝1，且0.2≤k₁＜1，0＜k₂≤0.8，σ₁为T型环梁內缘处于纯简支约束时的屈曲应力，σ₂为T型环梁內缘处于纯固定约束时的屈曲应力。

按上述技术方案，T型环梁內缘处于纯简支约束时的屈曲应力

T型环梁內缘处于纯固定约束时的屈曲应力

式中，E为钢材弹性模量，G为钢材剪切模量，r为仓壁的半径，t_p为T型环梁的腹板厚度，b_p为T型环梁的腹板宽度，t_f为T型环梁的翼缘厚度，b_f为T型环梁的翼缘宽度，x_c为T型环梁的形心与仓裙内壁之间的距离，I_x为T型环梁沿径向有效截面惯性矩，I_y为T型环梁沿轴向有效截面惯性矩，J为T型环梁有效截面扭转常数，A_r为T型环梁有效截面面积。