ارزیابی کمانشی نمونه سیلوهای استوانه ای ورق صاف فولادی دارای فرورفتگی در محل درز جوش پیرامونی تحت بار تخلیه

سیلوهای استوانه ­ای به ­عنوان مهم­ترین سازه در ذخیره و نگهداری مواد دانه ­ای شناخته می ­شوند. با توجه به کارکرد این سازه ­ها، بارهای ناشی از فرآیند بارگیری و تخلیه محتویات، اصلی ­ترین بارگذاری در طرح سیلوها بشمار می­ آیند. ازطرفی، معمولا فشار بزرگ­تری طی مرحله تخلیه در قیاس با مرحله بارگیری بر جداره سازه وارد می­ شود؛ از این رو، اساس طرح سیلوها بر پایه فشارهای تخلیه می ­باشد. بنابر ضخامت اندک جداره، کنترل سیلوهای فولادی دربرابر خرابی کمانشی حائز اهمیت است. فشار نرمال محتویات و ویژگی اصطکاکی دانه ­ها، جداره سازه را تحت فشار محوری و کشش پیرامونی قرار می دهد. بدین ترتیب تحت بارگذاری تخلیه، تحلیل کمانشی سیلوها تحت فشار محوری توام با فشار داخلی مطرح است. در سیلوهایی که باریکه­ های سازنده جداره از طریق جوشکاری در کنار یکدیگر قرار می ­گیرند، فرورفتگی موضعی در محل درز جوش به­ عنوان یکی از اشکال شناخته ­شده نقص هندسی به حساب می ­آید. وجود نقص هندسی می ­تواند منجر به کاهش قابل توجه در ظرفیت کمانشی سازه گردد. آیین­ نامه اروپا به ­عنوان پیشرفته­ ترین آیین ­نامه در زمینه طرح سیلوهای فولادی، روشی دستی جهت طرح کمانشی پوسته ­های استوانه ­ای تحت فشار محوری همزمان با فشار داخلی ارائه می ­نماید. در مطالعه حاضر، با استفاده از تحلیل ­های المان محدود، ضمن درنظرگیری اثر نقص هندسی در محل درز جوش به ­عنوان پارامتر اصلی مورد بررسی، روش طرح آیین ­نامه ارزیابی می ­شود. بدین ترتیب ابتدا به کمک تحلیل ­های خطی و غیرخطی المان محدود، رفتار کمانشی و پس-کمانشی نمونه سیلوهای مفروض به­دقت تبیین می ­گردد؛ و در گام بعد، روش تحلیل دستی آیین­ نامه در مقابل نتایج تحلیل­ های کامپیوتری مورد مقایسه قرار می­ گیرد. بر این اساس و در محدوده مطالعه انجام شده، روش طرح دستی آیین ­نامه تنها حدود ۱۳ تا ۳۲ درصد، ظرفیت کمانشی را در جهت ایمنی، کمتر از روش کامپیوتری تخمین می ­زند و لذا عملکردی رضایت ­بخش دارد.

کلیدواژه ها:

Steel cylindrical silos ، Geometric imperfection ، Buckling ، Eurocode ، Discharge pressure ، سیلوهای استوانه ای فولادی ، نقص هندسی ، کمانش ، آیین نامه اروپا ، فشار تخلیه