大型鋼儲罐在諧波沉降下的結構性能.pdf

1、大型立式圓柱形鋼儲罐由底板、圓柱殼、固定或浮動項蓋組成,廣泛用于固體和液體的儲存.建造在軟土地基上的大型鋼儲罐易產(chǎn)生各種沉降變形,其中罐周不均勻沉降對結構的影響最為不利,是導致實際儲罐工程事故的主要原因.罐周不均勻沉降可以展開成各階諧波沉降的傅里葉級數(shù),把各階諧波沉降引起的變形和內力疊加起來可得到完全解.本文總結整理了各類大型儲罐沉降變形的大量實測數(shù)據(jù),并利用傅立葉分解分析罐周不均勻沉降的組成及特點.然后利用分析得到的諧波沉降對儲罐結構

2、進行了有限元分析.分析表明,儲罐在不均勻沉降下的應力和變形均與其幾何參數(shù)有關,因此目前基于工程經(jīng)驗且與儲罐參數(shù)無關的地基變形允許值從結構的角度看不盡合理.合理的沉降標準應該基于結構的響應.通過有限元分析,系統(tǒng)研究了諧波沉降下浮頂罐結構的線性靜力性能.主要內容包括:a)罐頂?shù)淖畲髲较蛭灰坪凸薜椎淖畲筘Q向內力以及其它形式的最大位移和內力;b)詳細分析幾何參數(shù)的影響;c)擴大諧波數(shù)范圍,對罐底最大豎向應力和風梁最大周向應力做了比較;d)詳細分

3、析沿儲罐高度的結構變形和內力,并提出了按儲罐高度分區(qū)的概念;e)基于有限元結果對罐項徑向位移和罐底最大豎向應力隨諧波數(shù)的變化提出擬合公式;f)基于諧波沉降的分析對不均勻沉降下的大型鋼儲罐提出新的沉降控制標準.對諧波沉降下的固頂罐結構進行了特征值屈曲分析和幾何非線性分析,討論諧波數(shù)、徑厚比、高徑比等幾何參數(shù)以及內壓、軸壓對極限沉降值的影響,并考察了初始幾何缺陷的影響.儲罐在諧波沉降下的非線性屈曲模態(tài)與線性屈曲模態(tài)基本一致,有兩種基本形式: