適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系制造技術

本發明專利技術公開了一種適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系，筒倉由若干單倉相連而成，筒倉的橫截面為蜂窩形狀，單倉的橫截面為正六邊形，單倉的一個面由倉壁平板、豎直框架角柱、豎直框架中間柱、水平框架梁構成，豎直框架中間柱分布在兩個豎直框架角柱之間，豎直框架角柱和豎直框架中間柱之間以及相鄰兩個豎直框架中間柱之間通過水平框架梁垂直相交焊接，豎直框架角柱和豎直框架中間柱在焊接節點處豎向連續；單倉一個面上的兩個豎直框架角柱、若干豎直框架中間柱和若干水平框架梁連接構成框架；倉壁平板焊接在框架上。適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系稱為框殼結構。本發明專利技術施工方便，建造周期縮短；節約鋼材；顯著減小偏心裝卸料荷載的影響。

【技術實現步驟摘要】
適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系
本專利技術涉及工農業生產儲存領域中鋼筒倉結構設計
，尤其涉及一種適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系。
技術介紹
筒倉是工農業生產運輸等過程中用來儲存散裝物料的倉庫。近年來，隨著行業的發展，人們對物料儲存庫，特別是對其容積的要求越來越高，有些鋼筒倉的容積甚至達10萬立方以上，這對大容積鋼筒倉的設計提出新的挑戰。目前實際工程中設計應用的筒倉基本上是圓形形狀，這使得大容積筒倉的直徑非常大，有時可達100多米。大容積圓形筒倉在實際工程中多設計為落地式平底倉，采用地道式出料方式，常在基礎底板上按一定間距開設多個一定大小尺寸的卸料口，即形成所謂的“多點卸料”方式。對采用多點卸料方式的大容積筒倉，卸料時為了操作的便宜，底板卸料口開放的位置及個數往往是隨機的，即實際工程中采用多點卸料方式時，保證筒倉的中心對稱卸料往往是不現實的，因而偏心卸料甚至大偏心卸料就不可避免。卸料過程中的偏心引起鋼筒倉倉壁散料壓力在周向和豎向的不均勻分布，使結構的承載力顯著降低。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決滿足蜂窩形鋼筒倉這一新型的空間結構的各項力學性能要求等問題，提出一種適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系。為了達到上述目的，本專利技術所采用的技術方案如下：一種適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系，所述筒倉由若干單倉相連而成，所述筒倉的橫截面為蜂窩形狀，所述單倉的橫截面為正六邊形，所述單倉的一個面由若干倉壁平板、兩個豎直框架角柱、若干豎直框架中間柱、若干水平框架梁構成，所述若干豎直框架中間柱分布在兩個豎直框架角柱之間，所述豎直框架角柱和豎直框架中間柱之間以及相鄰兩個豎直框架中間柱之間通過水平框架梁垂直相交焊接，所述豎直框架角柱和豎直框架中間柱在焊接節點處豎向連續；所述水平框架梁在節點處，其橫截面焊接在豎直框架角柱或豎直框架中間柱的側面上；所述單倉一個面上的兩個豎直框架角柱、若干豎直框架中間柱和若干水平框架梁連接構成框架；所述倉壁平板焊接在框架上，所述單倉的相連兩個面采用公共的豎直框架角柱,所述單倉的六個面依次連續構成一個單倉；所述倉壁平板、豎直框架角柱、豎直框架中間柱以及水平框架梁構成框殼結構。進一步的，所述倉壁平板位于框架的一側，或倉壁平板位于框架的中面上。進一步的，所述倉壁平板的厚度采用均勻壁厚或采用階梯型變壁厚形式。進一步的，所述豎直框架角柱和豎直框架中間柱的截面采用矩形鋼管、方形鋼管、槽鋼或I字鋼。進一步的，還包括支架，所述筒倉支撐在支架上。與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：1)卸料偏心對蜂窩倉結構承載力的影響甚微，這是蜂窩倉顯著優于傳統圓形倉的特征之一。平面是由多個六邊形單倉組合而成，每個六邊形單倉倉底均布設有單獨卸料口，因而每個單倉在裝卸料時都是相對獨立的。大直徑圓形鋼筒倉雖然也采用帶倉底卸料口的多點卸料方式，但由于倉內流動通道不是獨立的，而其實際為假想的流動通道，卸料時卸料口開放的個數和位置都是隨機的，因而圓形落地倉卸料時各卸料通道相互干擾，其對倉壁的散料壓力分布影響非常顯著，使倉壁散料壓力沿周向和豎向均顯著不均勻分布。蜂窩形鋼筒倉也可采用多點卸料方式，各單倉可同時或單獨卸料，單倉間由于有共同倉壁阻隔，因而卸料時倉內流動通道之間互不影響或相互影響較小。當蜂窩形群倉中的某些偏離蜂窩倉形心的單倉卸料時，相對整體而言即是偏心卸料，偏心的程度由工作單倉與蜂窩形心的相對位置確定，因此偏心卸料甚至大偏心卸料對蜂窩形鋼筒倉的影響是也是很小的。2)蜂窩倉可以實現土地的高效利用。圓形筒倉群倉的平面布置多采用行列式的形式，各筒倉之間存在空隙，因而不利于節地。對于蜂窩形筒倉組合群倉而言，各單倉間不存在空隙，在群倉內部兩相鄰筒倉共享倉壁，各單倉之間通過倉壁相連，形成一個大型帶隔板的多邊形“筒倉群”。因而六邊形筒倉組成的群倉有利于節地，特別是對土地資源緊張的情況下，采用蜂窩形筒倉群無疑是有利的。3)蜂窩形鋼筒倉施工方便，建造周期縮短。蜂窩形鋼筒倉的各倉壁為平面形狀，其曲率為零，與圓形鋼筒倉的倉壁相比，施工建造時不需要彎曲加工，且平面形狀的鋼板焊接時也比弧形鋼板的焊接更為方便，因而可以節約大量的加工時間；另外，蜂窩形鋼筒倉倉壁鋼板的厚度要遠小于相同容積和高度的圓形鋼筒倉，因而也可大大節約筒倉的加工制作時間且施工質量更易保證。4)蜂窩倉可實現高效節約用材。蜂窩形群倉內部兩相鄰鋼筒倉共享倉壁，因而可以節約一定材料，并縮短施工周期。隨著蜂窩形鋼筒倉中所組成的六邊形單倉的個數的增大，這種優點更加突出。附圖說明圖1為不同個數六邊形單倉組合群倉的平面布置圖；圖2為六邊形鋼筒倉框殼結構布置圖；圖3為算例蜂窩形筒倉平面布置示意圖；圖4為六邊形鋼筒倉幾何尺寸圖；圖5為六邊形鋼筒倉整體有限元模型圖；圖6為圓形鋼筒倉屈曲模態圖；圖7為六邊形框殼結構加勁肋布置方案和構件截面布置圖；圖8為六邊形殼單元鋼筒倉變形形狀圖；圖9為六邊形鋼筒倉框殼結構1屈曲模態圖；圖10為六邊形鋼筒倉框殼結構2屈曲模態圖；圖11為六邊形鋼筒倉框殼結構3屈曲模態圖；圖12為六邊形鋼筒倉框架結構屈曲模態圖；圖13為框殼結構鋼筒倉非線性屈曲分析荷載-位移全過程曲線圖；圖14為框殼結構3荷載-位移曲線的斜率隨位移的變化過程圖；圖15為兩倉組合時分析工況圖；圖16為兩倉組合群倉LBA屈曲模態圖；圖17為兩倉組合群倉GNA屈曲模態圖；圖18為兩倉組合群倉GMNA屈曲模態圖；圖19為三倉組合群倉分析工況圖；圖20為三倉組合群倉LBA屈曲模態圖；圖21為三倉組合群倉GMNA屈曲模態圖；圖22為蜂窩形鋼筒倉分析工況圖；圖23為蜂窩形群倉LBA分析典型屈曲模態圖；圖24為蜂窩形群倉GMNA分析典型屈曲模態圖；圖中，倉壁平板1、豎直框架角柱2、豎直框架中間柱3、水平框架梁4、殼單元5、梁單元6。具體實施方法為使本專利技術的內容更加明顯易懂，下面結合附圖及具體實施方法進一步闡述。圖1為不同個數六邊形單倉組合群倉的平面布置圖，圖2為六邊形鋼筒倉框殼結構布置圖；為本專利技術提供一種適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系，所述筒倉由若干單倉相連而成，所述筒倉的橫截面為蜂窩形狀，所述單倉的橫截面為正六邊形，所述單倉的一個面由若干倉壁平板1、兩個豎直框架角柱2、若干豎直框架中間柱3、若干水平框架梁4構成，所述若干豎直框架中間柱3分布在兩個豎直框架角柱2之間，所述豎直框架角柱2和豎直框架中間柱3之間以及相鄰兩個豎直框架中間柱3之間通過水平框架梁4垂直相交焊接，所述豎直框架角柱2和豎直框架中間柱3在焊接節點處豎向連續；所述水平框架梁4在節點處，其橫截面焊接在豎直框架角柱2或豎直框架中間柱3的側面上；所述單倉一個面上的兩個豎直框架角柱2、若干豎直框架中間柱3和若干水平框架梁4連接構成框架；所述倉壁平板1焊接在框架上，所述單倉的相連兩個面采用公共的豎直框架角柱2,所述單倉的六個面依次連續構成一個單倉；所述倉壁平板1、豎直框架角柱2、豎直框架中間柱3以及水平框架梁4構成框殼結構。進一步的，所述倉壁平板1焊接在框架上有兩種方式：所述倉壁平板1位于框架的一側，或倉壁平板1位于框架的中面上。進一步的，所述倉壁平板1的厚度采用均勻壁厚或采用階梯型變壁厚形式。進一步的，所述豎直框架角柱2和豎直框架中間柱3的截面采用矩形鋼管、方形鋼管、槽鋼或I字鋼本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系，其特點在于，所述筒倉由若干單倉相連而成，所述筒倉的橫截面為蜂窩形狀，所述單倉的橫截面為正六邊形，所述單倉的一個面由若干倉壁平板、兩個豎直框架角柱、若干豎直框架中間柱、若干水平框架梁等構成，所述若干豎直框架中間柱分布在兩個豎直框架角柱之間，所述豎直框架角柱和豎直框架中間柱之間以及相鄰兩個豎直框架中間柱之間通過水平框架梁垂直相交焊接，所述豎直框架角柱和豎直框架中間柱在焊接節點處豎向連續；所述水平框架梁在節點處，其橫截面焊接在豎直框架角柱或豎直框架中間柱的側面上；所述單倉一個面上的兩個豎直框架角柱、若干豎直框架中間柱和若干水平框架梁連接構成框架；所述倉壁平板焊接在框架上，所述單倉的相連兩個面采用公共的豎直框架角柱，所述單倉的六個面依次連續構成一個單倉；所述倉壁平板、豎直框架角柱、豎直框架中間柱以及水平框架梁構成框殼結構。

【技術特征摘要】
1.一種適用于蜂窩型鋼筒倉的結構體系，其特點在于，所述筒倉由若干單倉相連而成，所述筒倉的橫截面為蜂窩形狀，所述單倉的橫截面為正六邊形，所述單倉的一個面由若干倉壁平板、兩個豎直框架角柱、若干豎直框架中間柱、若干水平框架梁等構成，所述若干豎直框架中間柱分布在兩個豎直框架角柱之間，所述豎直框架角柱和豎直框架中間柱之間以及相鄰兩個豎直框架中間柱之間通過水平框架梁垂直相交焊接，所述豎直框架角柱和豎直框架中間柱在焊接節點處豎向連續；所述水平框架梁在節點處，其橫截面焊接在豎直框架角柱或豎直框架中間柱的側面上；所述單倉一個面上的兩個豎直框架角柱、若干豎直框架中間柱和若干水平框架梁連接構成框架；所述倉壁平板焊接在框架上，所述單倉的相...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙陽，曹慶帥，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33