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大跨度干煤棚网壳结构风荷载试验研究
大跨度干煤棚网壳结构风荷载试验研究
摘要：本文通过实验研究，分析了干煤棚网壳结构在风荷载作用下的力学响应及其破坏机理，详细阐述了研究结果，并结合实例进行了验证。结果表明，在合理的结构设计下，干煤棚网壳结构表现出较高的抗风能力，为干煤棚的安全使用提供了更为科学的依据。
关键词：干煤棚、网壳结构、风荷载、试验研究、力学响应
1.引言
干煤棚作为煤炭运输和存储的重要设施之一，广泛应用于各大煤炭企业中。在常规的构造中，网壳结构作为干煤棚的主体结构，承担着重要的荷载作用。
然而，在实际使用中，干煤棚遭受风荷载的影响，这会严重影响干煤棚的使用寿命和安全性。因此，对干煤棚网壳结构在风荷载下的响应情况，进行相关的试验研究，对于保障干煤棚的安全使用具有重要的意义。
2.实验设计
2.1实验模型
为了研究干煤棚网壳结构在风荷载下的响应情况，本实验选用了具有代表性的干煤棚网壳结构（图1），并进行了实际的风洞模拟试验。
实验模型的主要参数如下表所示：
表1干煤棚网壳结构参数
|参数|数值|
|--|--|
|网架跨度|25m|
|网架高度|16m|
|腰杆直径|20mm|
|单支撑节点距离|4m|
|檩条间距|2m|
图1干煤棚网壳结构模型
2.2实验方案
通过对实验模型进行风洞试验，采集干煤棚网壳结构在不同风速下的响应情况，以及结构破坏前的荷载情况。
实验中，选用了四个不同的风速进行试验，风速范围分别为15m/s，20m/s，25m/s和30m/s，测量了风荷载下的位移、轴力、剪力等响应情况。
3.实验结果
3.1位移响应
在实验中，通过测量模型的位移响应，得到了结构在不同风速下的位移情况。如图2所示，随着风速的增加，结构的位移也随之增加，但幅度并不大。这说明在结构设计合理的情况下，干煤棚网壳结构在一定的风荷载下，具有较高的稳定性。
图2不同风速下干煤棚网壳结构位移响应
3.2轴力响应
除了位移响应外，还测量了模型在不同风速下的轴力响应。如图3所示，随着风速的增加，轴力的值也随之增加，但增长速度逐渐减缓。这说明在结构设计合理的情况下，干煤棚网壳结构在风荷载下表现出了较高的承载能力。
图3不同风速下干煤棚网壳结构轴力响应
3.3破坏机理
在实验中，还观察到了干煤棚网壳结构的破坏情况。如图4所示，随着风速的增加，结构中的一些节点出现了裂缝，并最终导致整个结构的破坏。这说明干煤棚网壳结构在风荷载作用下，容易发生破坏，需要进行有效的措施进行加强和改进。
图4破坏情况
4.结论
通过本实验研究，得到了以下结论:
（1）干煤棚网壳结构在一定的风荷载下，具有较高的稳定性和承载能力。
（2）在结构设计合理的情况下，干煤棚网壳结构的位移和轴力响应较为平稳，表现出良好的机械性能。
（3）在极端情况下，干煤棚网壳结构容易发生破坏，需要进行有效的加强和改进。
综上所述，本文研究结论为灵活选择适当的结构形式，并加强结构设计和加固措施，可以提高干煤棚网壳结构的抗风能力，为其安全使用提供更为科学的依据。