ارزیابی کمانشی سیلوهای استوانه ای فولادی تحت بار باد

سیلوهای استوانه ای فولادی بدلیل ضخامت کم جداره، مستعد خرابی کمانشی هستند. در حالت خالی و یا وجود سطح پایینی از محتویات، سیلو ها در معرض کمانش تحت بار باد قرار می گیرند. سیلوهای فولادی به دو شکل مرسوم ورق صاف و ورق موجدار دیده می شوند. به منظور افزایش ظرفیت باربری، ممکن است از سخت کننده های قائم و محیطی در طرح آن ها استفاده گردد. مقاله حاضر به مطالعه عددی پایداری سه نمونه سیلوی ورق صاف فولادی، بدون سخت کننده، تحت بار باد می پردازد. سیلوهای مورد بررسی، دارای نسبت ابعادی (ارتفاع به قطر) متفاوت بوده و ضخامت جداره آن ها در ارتفاع متغیر است. هر یک از سیلوها طبق روش پایداری پوسته ها، مطابق با آیین نامه اروپا و برای ذخیره سازی گندم طرح شده اند. بار باد نیز منطبق بر توزیع فشار توصیه شده در آیین نامه اروپا، در هر دو جهت ارتفاعی و پیرامونی بر سازه ها اعمال شده است. در جهت پیرامونی، آیین نامه دو توزیع فشار متفاوت، یکی در حالت سیلوی منفرد و دیگری برای سیلوی مستقر در گروه سیلوها ارائه می نماید. اثر هر دو توزیع فشار از طریق تحلیل های خطی و غیرخطی ارزیابی شده است. همچنین، اثر وجود بازشو بر روی سقف سیلوها جهت تهویه، طبق اضافه فشار آیین نامه مورد ملاحظه قرار گرفته است. براین اساس، از سیلویی با سقف بسته در مقایسه با همان سیلو با سقف دارای بازشو و تحت بار باد آیین نامه اروپا، می توان انتظار متوسط 40% مقاومت کمانشی بیشتر داشت. نتیجه اخیر در مورد سیلوی منفرد و هم سیلوی مستقر در گروه سیلوها برقرار است.

Buckling assessment of cylindrical steel silos under wind loading

Thinwalled cylindrical steel silos are susceptible to instability under wind pressure when they are empty or only partially filled. This paper investigates numerically the wind buckling behavior of three steel silos. They are composed of flat sheets with stepped walls with multiple discrete steps in thickness.The vertical and circumferential distributions of wind loading were adopted from Eurocode. Two proposed circumferential pressure distributions for an isolated silo and a silo in a group were taken into consideration. Where the silo does not have a closed roof, an additional uniform value of internal underpressure coefficient should be considered, thus increasing the net stagnation inward pressure on the silo walls. The effects of additional inward pressure on a vented silo with a small opening were specially explored through the paper. Therefore, a total of four different load cases were examined in this paper: isolated load case and grouped load case, each of them for silos with closed roof and for vented silos.Two types of analyses were undertaken for the wind buckling assessment of the silos: the linear elastic bifurcation analysis and the geometrically and materially nonlinear analysis. According to nonlinear loaddeflection curves, the buckling in all load cases was of snapthrough type. The curves showed more nonlinear charecteristics in group load case. Moreover, in general, the wind buckling resistance of silos under grouped load case was less than isolated load case. Finally, silos with closed roof compared with vented silos with a small opening, exhibited about 40% more wind buckling resistance.