大型石油储罐的风载荷响应分析

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1、大型石油储罐的风载荷响应分析宫建国，刘迎圆。蒋力，曾胜。金涛(浙江大学化工机械研究所，浙江杭州310027)摘要：主要研究了大型石油储罐在风载荷作用下的响应。首先，介绍了风载荷分析时用到的风压模型，并建立了储罐的有限元模型；然后，对储罐进行了模态分析；最后，分别计算了储罐在静态风压和动态风压模型下的响应。结果表明：储罐的模态呈多波分布，该振动为储罐周向振动和竖向振动的叠加。在静态风压模型下，储罐的最大位移发生在靠近储罐罐顶的罐壁某处；最大应力发生在罐壁与地板的连接处。在动态风压模型下，动态响应的峰值(如位移和应力峰值)延迟于风载荷峰值的出现。关键词：储罐；风载荷；模态

2、分析；动态响应中图分类号：TH49；TE972；TB24文献标识码：A文章编号：11301—4837(2013105—0034—05doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2013．05．007ResponseofLargeScaleOilStorageTanksSubjeetedtoWindLoadGONGJian—guo，LIUYing—yuan，JIANGLi，ZENGSheng，JINTao(InstituteofProcessEquipment，ZhejiangUniversity，Hangzhou310027，China)Abstract

3、：Thisworkwastostudytheresponseoflargescaleoilstoragetankssubjectedtowindload．Firstly，thewindpressuremodelandthefiniteelementmodelofthetankwereintroduced．Then，modala—nalysiswasconducted．Finally，windresponsesofthetankunderthestaticanddynamicwindpressuremodelswerestudied．Theresultsshowthat

4、thevibrationisthemutil—wavevibration，whichisthesuper—positionofthecircumferentialandverticalvibrations．Forthetankunderthestaticwindpressure，maxi—mumdisplacementoccursonthetankwallclosetothetopedge，whilemaximumstresshappensonthejointbetweenthebottomplateandthetankwal1．Forthetankunderthed

5、ynamicwindpressure，thereisatimedelaybetweenthepeakresponse(e．g．displacementandstress)andthemaximumload．Keywords：storagetank；windload；modalanalysis；dynamicresponse石油储罐的最大容量已达15万m-3)。0引言随着储罐容积的不断增大，其径厚比也不断增大。以5万m储罐为例J，其径厚比(r／f)为储罐作为油品和各种液体化学品的储存设938，而文中l0万m。储罐的径厚比(r／)已达备，是石油化工装置和储运系统的重要组成

6、部分，1250，属于典型的薄壳容器。在风载荷作用下，罐应用非常广泛口-2]。随着经济的快速发展，储罐体易发生较大的变形，如果变形达到某一极限时，的数量和容量都迅速增加。目前，国内已建成的将影响浮顶的正常工作。若储罐储存液体时，储第30卷第5期压力容器总第246期液的存在会增强储罐对风载荷的抵抗作用。因1．2动态风压模型此，空罐状况下，是储罐较为危险的状态，故有必分析储罐的动力特性时，取阶跃函数作为风要对空罐在风载荷作用下的响应进行分析。压幅值随时间变化的形式，如图2所示。可以看以舟山某10万m储罐为例，首先介绍了风出，当=0时，风压为0；当=0．05s时，风压骤载荷分

7、析时用到的静态风压和动态风压模型，然增到稳定时的风压；当0．05s