【硕士】FRP加固钢筒仓强度与稳定性研究

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内容简介

　　【硕士】FRP加固钢筒仓强度与稳定性研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：武汉理工大学　　学位年度：2010　　 钢筒仓广泛应用于工业和农业领域中散状物料的储存，相对于钢筋混凝土筒仓，其构造简单、施工方便。　　 钢筒仓的仓壁是典型的圆柱薄壳结构，结构受力性能复杂。在储料产生的竖向摩擦力作用下，仓壁很容易发生屈曲破坏，而且仓壁的稳定性在很大程度上受到储料内部法向压力及几何缺陷的影响。储料内力在一定程度上能够降低仓壁的缺陷的敏感性，显著提高仓壁的稳定性强度。当法向压力过大时，仓壁在竖向摩擦力的作用下可能在局部区域发生屈曲，引起结构刚度的损失而使屈曲强度，发生“象腿"破坏。　　 为了提高筒仓的稳定性，传统的方法是在仓壁的表面位置焊接加劲环梁。本文研究一种新的方法一利用纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymers，简称FRP)粘贴到仓壁的关键位置来提高钢筒仓的稳定性和强度。FRP加固补强技术在各类工程中得到广泛的利用，尤其是混凝土结构。它利用树脂类胶粘剂将纤维增强复合材料粘贴在结构表面，来达到改善结构受力性能的目的。近年来，已有很多学者开始将FRP应用于金属结构的加固，尤其对钢结构加固的研究和应用最为广泛。FRP材料具有良好的材料性能，强度高，自重轻，相对于传统材料具有良好的耐久性等。与在仓壁上焊接加劲环梁相比，FRP加固钢筒仓具有许多突出的优点，如不会导致应力集中、不会产生残余应力、施工方便、维护简单等。　　 本文以碳纤维增强复合材料(CFRP)加固某落地式钢板筒仓为研究对象，采用数值分析方法，包括线性应力分析、特征值屈曲分析、几何非线性分析、弹塑性屈曲分析，对其稳定性能和强度进行了系统的研究。研究表明，CFRP能够提高筒仓的强度和稳定性，CFRP的宽度和厚度是影响筒仓屈曲强度的重要因素，筒仓的屈曲强度随着CFRP的宽度和厚度的增加而增加，其中，增加CFRP的厚度比增加CFRP的宽度对提高筒仓的屈曲强度更加有效。　　

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