一种适用于蜂窝型钢筒仓的结构体系制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于蜂窝型钢筒仓的结构体系，筒仓由若干单仓相连而成，筒仓的横截面为蜂窝形状，单仓的横截面为正六边形，单仓的一个面由仓壁平板、竖直框架角柱、竖直框架中间柱、水平框架梁构成，竖直框架中间柱分布在两个竖直框架角柱之间，竖直框架角柱和竖直框架中间柱之间以及相邻两个竖直框架中间柱之间通过水平框架梁垂直相交焊接，竖直框架角柱和竖直框架中间柱在焊接节点处竖向连续；单仓一个面上的两个竖直框架角柱、若干竖直框架中间柱和若干水平框架梁连接构成框架；仓壁平板焊接在框架上。适用于蜂窝型钢筒仓的结构体系称为框壳结构。本实用新型专利技术施工方便，建造周期缩短；节约钢材；显著减小偏心装卸料荷载的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于蜂窝型钢筒仓的结构体系
本技术涉及工农业生产储存领域中钢筒仓结构设计
，尤其涉及一种适用于蜂窝型钢筒仓的结构体系。
技术介绍
筒仓是工农业生产运输等过程中用来储存散装物料的仓库。近年来，随着行业的发展，人们对物料储存库，特别是对其容积的要求越来越高，有些钢筒仓的容积甚至达10万立方以上，这对大容积钢筒仓的设计提出新的挑战。目前实际工程中设计应用的筒仓基本上是圆形形状，这使得大容积筒仓的直径非常大，有时可达100多米。大容积圆形筒仓在实际工程中多设计为落地式平底仓，采用地道式出料方式，常在基础底板上按一定间距开设多个一定大小尺寸的卸料口，即形成所谓的“多点卸料”方式。对采用多点卸料方式的大容积筒仓，卸料时为了操作的便宜，底板卸料口开放的位置及个数往往是随机的，即实际工程中采用多点卸料方式时，保证筒仓的中心对称卸料往往是不现实的，因而偏心卸料甚至大偏心卸料就不可避免。卸料过程中的偏心引起钢筒仓仓壁散料压力在周向和竖向的不均匀分布，使结构的承载力显著降低。
技术实现思路
本技术的目的是为了解决满足蜂窝形钢筒仓这一新型的空间结构的各项力学性能要求等问题，提出一种适用于蜂窝型钢筒仓的结构体系。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种适用于蜂窝型钢筒仓的结构体系，所述筒仓由若干单仓相连而成，所述筒仓的横截面为蜂窝形状，所述单仓的横截面为正六边形，所述单仓的一个面由若干仓壁平板、两个竖直框架角柱、若干竖直框架中间柱、若干水平框架梁构成，所述若干竖直框架中间柱分布在两个竖直框架角柱之间，所述竖直框架角柱和竖直框架中间柱之间以及相邻两个竖直框架中间柱之间通过水平框架梁垂直相交焊接，所述竖直框架角柱和竖直框架中间柱在焊接节点处竖向连续；所述水平框架梁在节点处，其横截面焊接在竖直框架角柱或竖直框架中间柱的侧面上；所述单仓一个面上的两个竖直框架角柱、若干竖直框架中间柱和若干水平框架梁连接构成框架；所述仓壁平板焊接在框架上，所述单仓的相连两个面采用公共的竖直框架角柱,所述单仓的六个面依次连续构成一个单仓；所述仓壁平板、竖直框架角柱、竖直框架中间柱以及水平框架梁构成框壳结构。进一步的，所述仓壁平板位于框架的一侧，或仓壁平板位于框架的中面上。进一步的，所述仓壁平板的厚度采用均匀壁厚或采用阶梯型变壁厚形式。进一步的，所述竖直框架角柱和竖直框架中间柱的截面采用矩形钢管、方形钢管、槽钢或I字钢。进一步的，还包括支架，所述筒仓支撑在支架上。与现有技术相比，本技术的有益效果如下：1)卸料偏心对蜂窝仓结构承载力的影响甚微，这是蜂窝仓显著优于传统圆形仓的特征之一。平面是由多个六边形单仓组合而成，每个六边形单仓仓底均布设有单独卸料口，因而每个单仓在装卸料时都是相对独立的。大直径圆形钢筒仓虽然也采用带仓底卸料口的多点卸料方式，但由于仓内流动通道不是独立的，而其实际为假想的流动通道，卸料时卸料口开放的个数和位置都是随机的，因而圆形落地仓卸料时各卸料通道相互干扰，其对仓壁的散料压力分布影响非常显著，使仓壁散料压力沿周向和竖向均显著不均匀分布。蜂窝形钢筒仓也可采用多点卸料方式，各单仓可同时或单独卸料，单仓间由于有共同仓壁阻隔，因而卸料时仓内流动通道之间互不影响或相互影响较小。当蜂窝形群仓中的某些偏离蜂窝仓形心的单仓卸料时，相对整体而言即是偏心卸料，偏心的程度由工作单仓与蜂窝形心的相对位置确定，因此偏心卸料甚至大偏心卸料对蜂窝形钢筒仓的影响是也是很小的。2)蜂窝仓可以实现土地的高效利用。圆形筒仓群仓的平面布置多采用行列式的形式，各筒仓之间存在空隙，因而不利于节地。对于蜂窝形筒仓组合群仓而言，各单仓间不存在空隙，在群仓内部两相邻筒仓共享仓壁，各单仓之间通过仓壁相连，形成一个大型带隔板的多边形“筒仓群”。因而六边形筒仓组成的群仓有利于节地，特别是对土地资源紧张的情况下，采用蜂窝形筒仓群无疑是有利的。3)蜂窝形钢筒仓施工方便，建造周期缩短。蜂窝形钢筒仓的各仓壁为平面形状，其曲率为零，与圆形钢筒仓的仓壁相比，施工建造时不需要弯曲加工，且平面形状的钢板焊接时也比弧形钢板的焊接更为方便，因而可以节约大量的加工时间；另外，蜂窝形钢筒仓仓壁钢板的厚度要远小于相同容积和高度的圆形钢筒仓，因而也可大大节约筒仓的加工制作时间且施工质量更易保证。4)蜂窝仓可实现高效节约用材。蜂窝形群仓内部两相邻钢筒仓共享仓壁，因而可以节约一定材料，并缩短施工周期。随着蜂窝形钢筒仓中所组成的六边形单仓的个数的增大，这种优点更加突出。附图说明图1-a至图1-j为不同个数六边形单仓组合群仓的平面布置图；图2为六边形钢筒仓框壳结构布置图；图3为算例蜂窝形筒仓平面布置示意图；图4-a和图4-b为六边形钢筒仓几何尺寸图；图5为六边形钢筒仓整体有限元模型图；图6为圆形钢筒仓屈曲模态图；图7-a至图7-c为六边形框壳结构加劲肋三种布置方案图，图7-d至图7-f对应的构件截面布置图；图8为六边形壳单元钢筒仓变形形状图；图9-a和图9-d为六边形钢筒仓框壳结构1LBA屈曲模态图，图9-b和图9-e为六边形钢筒仓框壳结构1GNA屈曲模态图，图9-c和图9-f为六边形钢筒仓框壳结构1GMNA屈曲模态图；图10-a和图10-d为六边形钢筒仓框壳结构2LBA屈曲模态图，图10-b和图10-e为六边形钢筒仓框壳结构2GNA屈曲模态图，图10-c和图10-f为六边形钢筒仓框壳结构2GMNA屈曲模态图；图11-a和图11-d为六边形钢筒仓框壳结构3LBA屈曲模态图，图11-b和图11-e为六边形钢筒仓框壳结构3GNA屈曲模态图，图11-c和图11-f为六边形钢筒仓框壳结构3GMNA屈曲模态图；图12为六边形钢筒仓框架结构屈曲模态图；图13为框壳结构钢筒仓非线性屈曲分析荷载-位移全过程曲线图；图14为框壳结构3荷载-位移曲线的斜率随位移的变化过程图；图15-a为两仓组合时工况1下的分析工况图，图15-b为两仓组合时工况2下的分析工况图；图16-a为两仓组合群仓工况1下的LBA屈曲模态图，图16-b为两仓组合群仓工况2下的LBA屈曲模态图；图17-a为两仓组合群仓工况1下的GNA屈曲模态图，图17-b为两仓组合群仓工况2下的GNA屈曲模态图；图18-a为两仓组合群仓工况1下的GMNA屈曲模态图，图18-b为两仓组合群仓工况2下的GMNA屈曲模态图；图19-a为三仓组合群仓工况1下的分析工况图，图19-b为三仓组合群仓工况2下的分析工况图，图19-c为三仓组合群仓工况3下的分析工况图；图20-a为三仓组合群仓工况1下的LBA屈曲模态图，图20-b为三仓组合群仓工况2下的LBA屈曲模态图，图20-c为三仓组合群仓工况3下的LBA屈曲模态图；图21-a为三仓组合群仓工况1下的GMNA屈曲模态图，图21-b为三仓组合群仓工况2下的GMNA屈曲模态图，图21-c为三仓组合群仓工况3下的GMNA屈曲模态图；图22-a至图22-m为蜂窝形钢筒仓在工况1-13下的分析工况图；图23-a为蜂窝形群仓工况1下的LBA分析典型屈曲模态图，图23-b为蜂窝形群仓工况5下的LBA分析典型屈曲模态图，图23-c为蜂窝形群仓工况10下的LBA分析典型屈曲模态图，图23-d为蜂窝形群仓工况13下的LBA分析典本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于蜂窝型钢筒仓的结构体系，其特点在于，所述筒仓由若干单仓相连而成，所述筒仓的横截面为蜂窝形状，所述单仓的横截面为正六边形，所述单仓的一个面由若干仓壁平板、两个竖直框架角柱、若干竖直框架中间柱、若干水平框架梁构成，所述若干竖直框架中间柱分布在两个竖直框架角柱之间，所述竖直框架角柱和竖直框架中间柱之间以及相邻两个竖直框架中间柱之间通过水平框架梁垂直相交焊接，所述竖直框架角柱和竖直框架中间柱在焊接节点处竖向连续；所述水平框架梁在节点处，其横截面焊接在竖直框架角柱或竖直框架中间柱的侧面上；所述单仓一个面上的两个竖直框架角柱、若干竖直框架中间柱和若干水平框架梁连接构成框架；所述仓壁平板焊接在框架上，所述单仓的相连两个面采用公共的竖直框架角柱，所述单仓的六个面依次连续构成一个单仓；所述仓壁平板、竖直框架角柱、竖直框架中间柱以及水平框架梁构成框壳结构。

【技术特征摘要】
1.一种适用于蜂窝型钢筒仓的结构体系，其特点在于，所述筒仓由若干单仓相连而成，所述筒仓的横截面为蜂窝形状，所述单仓的横截面为正六边形，所述单仓的一个面由若干仓壁平板、两个竖直框架角柱、若干竖直框架中间柱、若干水平框架梁构成，所述若干竖直框架中间柱分布在两个竖直框架角柱之间，所述竖直框架角柱和竖直框架中间柱之间以及相邻两个竖直框架中间柱之间通过水平框架梁垂直相交焊接，所述竖直框架角柱和竖直框架中间柱在焊接节点处竖向连续；所述水平框架梁在节点处，其横截面焊接在竖直框架角柱或竖直框架中间柱的侧面上；所述单仓一个面上的两个竖直框架角柱、若干竖直框架中间柱和若干水平框架梁连接构成框架；所述仓壁平板焊接在框架上，所述单仓的相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵阳，曹庆帅，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33