储粮仓仓壁动态侧压力的树模型预测方法

针对储粮仓卸料时仓壁动态侧压力难以准确预测的问题,利用机器学习方法中的树模型建立了仓壁动态侧压力预测模型。首先,分析了仓壁动态侧压力的主要影响因素为筒仓的结构尺寸、贮料的物理参数及测点位置。利用收集的496组仓壁动态侧压力数据,构建机器学习预测模型的数据集。然后,基于树模型,建立了仓壁动态侧压力的决策树(decision tree,DT)预测模型,在此基础上,利用Bagging算法和Boosting算法,建立了仓壁动态侧压力的随机森林(random forest,RF)预测模型和梯度提升树(gradient boosting decision tree,GBDT)预测模型。通过对比3种预测模型在测试集的均方误差(mean-square error,MSE)、决定系数和相对误差,表明GBDT预测模型的泛化性能最优。最后,通过开展模型试验和数值模拟,对GBDT预测模型进行验证,结果表明拟合良好。同时,根据树模型的分枝原理,判断出仓壁动态侧压力影响因素的重要性,得到对于贮料的物理参数,密度的重要性排第一;对于筒仓的结构尺寸,卸料口尺寸排第一。因此,在进行储粮仓设计时,建议优先考虑仓内散体物料的密度和仓的卸料口尺寸。

某钢筋混凝土筒仓受损分析及合理加固设计方案研究

钢筋混凝土筒仓是应用范围广泛的一种储仓结构,目前被广泛应用于多个行业的储存工作中。在实际工程中,仓体结构受损的情况时有发生,需要维修、加固。但很多设计人员对筒仓的受力情况没有清晰的概念,对筒仓的维修、加固设计工作更是无从下手。本研究针对某实际工程钢筋混凝土筒仓加固方案实例进行结构分析、经济比较,提出经济合理、安全有效的加固维修方案,以期为筒仓结构设计人员提供参考。

地下圆形粮仓钢板-混凝土组合仓壁弹性应力计算公式推导与验证

地下粮仓因其周围地层的低温或准低温环境对保障粮食品质安全具有显著优势,它是构建绿色生态储粮体系的重要技术支撑。结合工程实际提出一种圆形钢板-混凝土组合地下粮仓,该新型地下粮仓的圆筒形仓壁是由钢板和混凝土两种异材组成的钢板-混凝土组合仓壁(薄柱壳),其强度计算决定着组合仓壁的安全性,是首要应该解决的问题。弹性力学经典的受压圆筒应力计算公式对其不适用,为了研究该组合仓壁的弹性应力求解问题,采用地下结构常用的荷载-结构法,将外侧水土作用简化为沿圆筒外侧均布径向压力,引入了3个假设,建立了受均匀外压作用下的双层异材圆筒计算模型。根据弹性力学理论,计算模型的应力边界条件、界面条件和位移单值条件,推导了受均匀外压双层异材圆筒的应力计算公式。以圆形地下粮仓实际工程的结构参数,建立了钢板-混凝土组合仓壁工程算例,利用推导的双层异材圆筒应力计算公式求得工程算例的解析解,采用有限元法得到工程算例的数值解,二者吻合良好,验证了该双层异材圆筒应力计算公式的正确性。推导的受均匀外压双层异材圆筒弹性应力计算公式解决了地下圆形粮仓钢板-混凝土组合仓壁的应力求解问题,为地下圆形粮仓钢板-混凝土组合仓壁工程应用提供理论参考。

基于不同壁厚的巨型贮煤筒仓的有限元分析

筒仓是一种用于存放小型块状或颗粒状物料的储存结构。壁厚是筒仓重要的结构参数,科学合理的壁厚不仅能保证筒仓的各项性能安全可靠,而且能使造价降低。以某直径为100 m、壁厚为600 mm的巨型贮煤筒仓为例,通过ANSYS有限元分析软件建模,研究500 mm、600 mm、700 mm、800 mm壁厚的筒仓在不利工况条件及不同路径情况下的应力情况,并分析其变化规律,这对工程设计具有一定指导意义。

钢筋混凝土筒仓仓壁强度有限元分析

采用有限元法对钢筋混凝土筒仓仓壁受力进行了静力有限元计算,得到了仓壁的详细应力分布情况,以及钢筋和混凝土共同受力时各自承担的环向拉力.基于计算结果对仓壁受力进行了分析,结果表明:我国的《混凝土筒仓设计规范》能够满足仓壁的静力强度要求.

仓顶对筒仓计算结果的影响分析

目前在筒仓设计过程中没有一套完整和实用的能考虑边缘效应的内力计算方法,大部分圆形筒仓均按无矩理论计算薄膜内力,并对边缘附近进行内力验算。在设计和研究时,许多学者忽略仓顶对筒仓计算结果的影响。文章采用有限元计算软件ANSYS对筒仓进行模拟分析,结果表明:对桁架梁形式的筒仓,考虑仓顶时能减少仓壁的环向应力和法向位移,但影响幅度不大,故在筒仓设计和分析时可以忽略仓顶对仓壁内力的影响。

基于离散元模拟筒仓贮料卸料成拱过程及筒仓壁压力分布

筒仓卸料时贮料作用在仓壁上的卸料压力出现骤然增大以及震荡分布的现象,该文从贮料的散体颗粒性入手,采用离散元法和模型试验法研究贮料在静止储粮状态和卸料过程中的力学行为,从细观颗粒层次探求卸料时贮料内部土拱效应与宏观仓壁卸料压力增大及产生震荡的本质联系。模型为平底立筒仓,高1.0 m,宽0.5 m,卸料口直径0.1 m,数值模型填充20 400个球形单元,模型试验贮料为大豆。首先,通过分析卸料中仓底压力分布的周期性变化规律,证实了卸料口附近拱效应的存在。然后选取结拱起始、结拱完成及拱塌落3个时间点仓内贮料的力链网络、竖向应力、横向应力、主应力方向和速度场分布,分析了卸料时的拱效应及其对仓壁卸料压力分布的影响。研究发现,卸料中,筒仓底部的卸料口附近有拱形成,其跨度为卸料口直径的4.0倍,高度为卸料口直径的2.5倍。随着物料的流出,卸料口附近的颗粒物质遵循"拱形成-拱塌落"的动态规律,并据此提出了筒仓卸料的动态成拱机制。深高比0.35处,动态压力修正系数最大为2.70。在深高比0.85处,结拱完成时的仓壁压力达到峰值3.57k Pa。分析结果表明,拱的形成是仓壁压力增大的根本原因,动态成拱机制则是宏观仓壁压力产生震荡的根本原因,仓壁压力峰值作用点和最大动态压力修正系数作用点并不一致。动态成拱机制以及由此引发的仓壁卸料压力分布规律,可为构建机理研究的筒仓结构安全设计提供参考。

施工阶段钢筋砼地下粮食筒仓仓壁受力分析

钢筋混凝土地下圆形粮食筒仓在施工过程中会出现只有仓底板和仓壁,而没有仓顶板的情况.利用有限单元法,分析了此种情况仓壁环向力、径向位移和竖向弯矩的大小以及分布情况.根据计算结果与使用阶段情况的对比,发现这种工况下仓壁拉应力峰值会增大,且最大压应力出现位置会向仓底移动,影响结构安全.实际工程设计时需要对结构认真复核.

圆筒煤仓仓壁受力特征研究

为掌握圆筒煤仓仓壁的应力分布规律,以石洞沟选煤厂圆筒仓为研究对象,采用有限元分析软件,对其仓壁在储煤压力下的受力性能进行了分析,得到该结构的应力分布特征。结果表明:其承载力满足使用要求,但仓壁最大环向应力出现在储料锥体重心至截面底部1/4处,环梁对仓壁的约束作用在一定范围内明显,为选煤厂圆筒煤仓的设计提供了参考。

大型钢筋混凝土球仓有限元数值模拟

以目前我国最大的堆煤球仓--直径66 m,仓体高66. 50 m作为研究对象,利用大型通用ANSYS有限元分析软件,研究了该类型结构有限元建模方法等,之后对其施加了恒荷载、满堆煤容重、风荷载等最不利荷载工况组合,系统探讨了该结构仓壁应力分布规律,所得结果能够应用于实际工程设计。