大型钢结构给煤与储煤筒仓设计及相关问题研究

• 作 者: 牛丽军
• 发表日期: 2008年01期
• 关键词: 煤仓 结构分析 反应谱分析 浅仓 漏斗

山西省是中国煤炭大省,焦煤生产是煤炭工业中的重要行业。在焦煤生产过程中,中煤的输送和储存尤为关键。在传统工业中常使用钢筋混凝土筒仓给煤与储煤。但随着焦炭工业的发展,要求焦炭生产线的建设周期越来越短,钢筋混凝土煤仓的施工周期已远远满足不了生产需求。为此,一些生产企业开始使用全钢结构给煤和储煤大型筒仓。本文针对山西省钰鑫化工有限公司新建焦炭生产线1800吨大型给煤与储煤筒仓,开展了全钢结构给煤与储煤筒仓结构体系的设计和相关问题研究。首先,根据工艺和结构体系的要求,通过方案比选,确定采用带有弧形柱和弧形支撑的异型钢框架一支撑体系作筒仓的外部支承结构体系,并采用PKPM中的STS和SATWE模块对其进行了设计和分析。计算结果表明,钢结构筒仓不仅重量轻,施工周期短,而且抗震性能优良。其次,在筒仓的设计中中煤对仓壁的法向力和切向力非常关键,但现行相关规范没有适合这种异筒仓的计算方法和公式。为此,本文借助二维微粒学颗粒离散元程序PFC2D对煤仓仓壁的受力特性进行模拟分析,通过与相关规范计算方法比较,最后确定出这种异型仓壁所受的法向力和切向力标准值。由于该结构体系受筒仓外形的限制,有很多节点连接非常复杂。其中最复杂的节点为两弧形柱相交的节点,连接的杆件数达13根之多,节点域处于复杂受力状态,无法按一般节点的设计方法进行节点承载力验算。为此,本文最后采用ANSYS有限元软件对其进行了分析,结果表明,满足强度要求。