薄壁圓柱殼在不均勻沉降下的試驗研究.pdf

1、薄壁圓柱殼結構廣泛應用于土木工程中,如儲罐、筒倉、塔桅、煙囪以及管道等。建造在軟土地基上的大型圓柱殼容易產生各種沉降變形,包括殼體的整體均勻沉降、整體傾斜沉降、殼體周邊的不均勻沉降以及局部沉降。薄壁結構的穩(wěn)定性能對沉降變形十分敏感,其中殼體周邊的不均勻沉降對殼體穩(wěn)定最為不利。本文希望通過試驗研究考察薄壁圓柱殼在不均勻沉降下的穩(wěn)定性能。
　　 本文設計、制作了一套與殼體結構初始缺陷測量系統(tǒng)相集成的不均勻沉降產生裝置。這套不均勻沉降

2、產生裝置總共32個沉降點,通過調節(jié)32個沉降產生點處的正反螺紋可調套筒產生沉降位移,可以靈活模擬各種諧波沉降和局部沉降;同時,設計,制作了邊界模擬裝置,通過這套裝置制作殼體模型,并很好地形成薄壁圓柱殼模型頂部邊界和底部邊界,能夠很好地模擬浮頂殼體和固頂殼體。浮頂殼體和固頂殼體在這種狀態(tài)下,可以假定薄壁圓柱殼沒有初始應力,只有很小的幾何初始缺陷,適用于薄壁圓柱殼的試驗研究。
　　 本文利用聚酯薄膜和鋼材制作試驗模型,通過沉降產生裝

3、置產生諧波沉降和局部沉降,利用測量系統(tǒng)對試件初始幾何缺陷以及試驗過程中的試件變形進行精確測量,通過數(shù)據采集系統(tǒng)記錄試驗數(shù)據。對試驗模型進行了非線性有限元分析,分析中直接引入實測初始幾何缺陷,并且有限元結果與試驗結果進行了比較。
　　 研究發(fā)現(xiàn),諧波沉降作用下,浮頂殼體殼頂徑向位移表現(xiàn)為內凹和外凸相間的波狀,波數(shù)等于沉降諧波數(shù);固頂殼體的變形形狀有兩種基本形式:貫穿整個高度的剪切變形和殼底局部軸向壓力引起的“象腳破壞”。諧波數(shù)較小