Behaviour of elevated concrete silos filled with saturated solids

Abstract

A finite-element solution is introduced for simulating the filling process of elevated concrete silos filled with saturated solids. An axisymmetric finite-element model is used to represent both the solids and the structure. The bulk solids are modeled using an elastoplastic model, whereas the structure is modeled using a linear elastic model. The interaction between the two materials is modeled using interface elements to permit relative movement. The filling process is idealized via a multistage numerical technique capable of representing both undrained and drained conditions. The effect of the filling process may be time-dependent. The excess pore-water pressure caused by the filling process may significantly influence the magnitudes of internal forces. Moreover, the design critical sections of the same silo element may correspond to different bulk solid conditions (undrained or drained). Practically, the ring beam stiffness may only influence hoop compressions in the silo elements at the wall-hopper junction. The results presented may be used to design tests to evaluate existing silos.Résumé : Une solution par éléments finis pour la simulation du processus d'ensilage des silos en béton surélevés remplis de solides saturés est présentée. Un modèle par éléments finis axisymétriques est utilisé pour représenter à la fois les solides et la structure. Les solides en vrac sont modélisés en utilisant un modèle élasticimétrique, alors que la structure est modélisée en utilisant un modèle élastique linéaire. L'interaction entre les deux matériaux est modélisée en utilisant des éléments d'interface afin de permettre un mouvement relatif. Le processus de remplissage est idéalisé par une technique numérique à plusieurs étages capable de représenter à la fois les conditions non drainées et les conditions drainées. L'effet du processus d'ensilage peut être dépendant du temps. La pression interstitielle excessive causée par le processus d'ensilage peut grandement influencer les amplitudes des forces internes. De plus, les sections importantes pour la conception du même élément de silo peuvent correspondre à différentes conditions de solides en vrac (non drainés et drainés). En pratique, la rigidité de la poutre annulaire peut seulement influencer les compressions des cerceaux dans les éléments de silos à la jonction mur-trémie. Les résultats présentés peuvent être utilisés pour concevoir des essais visant à évaluer les silos existants.Mots clés : silo en béton surélevé, ensilage, analyse par éléments finis, modèle élasticimétrique, consolidation, trémie, rigidité de la poutre annulaire.[Traduit par la Rédaction] Abdel-Fattah et al. 239

Parametric design of silo steel framework of concrete mixing station based on the finite element method and MATLAB

“…The large deformation of the silo steel framework of the concrete mixing station is a commonly problem, which threats the safe operation of concrete mixing station [1]. 1 At this moment, the strength of silo steel framework is mainly analyzed by the finite element method software such as ANSYS, ALGOR, ABQUS [2,3,4]. The finite element method, which can be discover the internal relationship between the strength of silo steel framework with dimension parameters, shape parameters, position parameters and load parameters, is widely used in static and dynamic modal of framed structures and shaft structure [5,6].…”