بررسی اثر ضریب اصطکاک جداری در مقاومت کمانشی سیلوهای فولادی با جداره صاف تحت بار تخلیه

Abstract

سیلوهای استوانهای فوالدی از جمله سازههای کلیدی در بیشتر بخشهای صنعتی و کشاورزی بهشمار میروند که وظیفه نگهداری مواد دانهای را برعهده دارند. بارهای مختلفی همچون بارهای ناشی از فرآیند بارگیری و تخلیه سیلوها، بار باد، بار زلزله و بارهای حرارتی، الزم است در طرح سیلوها درنظر گرفته شود. با این وجود، نظر به کارکرد اصلی سیلوها که ذخیرهسازی محتویات دانهای است، پر تکرارترین باری که در چرخه عمر این سازهها تجربه میشود، بارهای ناشی از فرآیند بارگیری و تخلیه است. ازطرفی، معموالً فشار بزرگتری طی مرحله تخلیه در قیاس با مرحله بارگیری بر جداره سیلوها وارد میشود؛ از این رو، اساس طرح اولیه سیلوهای فوالدی بر پایه فشارهای تخلیه است. این درحالی است که بنابر ضخامت اندک جداره، بحث خرابی کمانشی در این سازهها مطرح است. تحت فشار تخلیه نیز که با ایجاد فشار محوری و کشش پیرامونی قابل توجه در پای سیلوها همراه است، مُد کمانش االستیک-پالستیک پافیلی متصور است. ضریب اصطکاک جداری بین سیلو و محتویات دانهای، پارامتری تأثیرگذار در تعیین اندازه و توزیع فشار تخلیه در سیلوها به حساب میآید. برای تعیین چگونگی اثرگذاری این پارامتر بر نتایج مقاومت کمانشی سیلوهای ورق صاف فوالدی، سه نمونه سیلوی جداره متغیر در این پژوهش درنظر گرفته شد. هر یک از سیلوها تحت بارگذاری تخلیه پیشنهادی آییننامه اروپا قرار گرفتند. با انجام تحلیلهای سهبُعدی خطی و غیرخطی کمانشی در نرمافزار آباکوس، مقاومت و رفتار کمانشی این سه نمونه سیلو به ازای مقادیر مختلف ضریب اصطکاک جداری که بین 2/0 تا 6/0 تغییر میکند، ارزیابی شد. همچنین کفایت روابط آییننامه اروپا در طرح تنشی پوستههای استوانهای تحت فشار محوری توأم با فشار داخلی، مورد سنجش قرار گرفت. با توجه به نتایج حاصل، با وجود توزیع فشارهای متفاوت ناشی از تغییر در ضریب اصطکاک جداری، اثر این ضریب در مقاومت کمانشی تحت بار تخلیه نمونه سیلوهای مطالعه شده، کامالً اندک )با بیشینه تفاوت تا 8 )%ارزیابی شد. به عالوه، حداکثر تفاوت در تخمین مقاومت پافیلی نمونه سیلوها با روش آییننامه نسبت به روش تحلیل کامپیوتری، محدود به 25( %و همواره در جهت ایمنی( محاسبه شد که نشانگر عملکرد مناسب روابط آییننامه است