支柱支撑式锥底罐抗风及抗震稳定性分析-论文.pdf

《支柱支撑式锥底罐抗风及抗震稳定性分析-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第!"卷#第$%期#&%!"年!%月科#学#技#术#与#工#程#;34-?@&%!"!'(!!!)!*"&%!"#$%+%!""+%)#,-./0-/1/-2034356708905.0//:.05!#&%!"#,-.<1/-2<905:5<支柱支撑式锥底罐抗风及抗震稳定性分析!!&&&&$彭文山#曹学文#辛敏东#王#强#刘#伟#宋澄宇#王同涛!&"中国石油大学"华东#储运与建筑工程学院$青岛&''*)%%中国石油工程建设公司北京设计分公司$北京!%%!%!%$中国科学院武汉岩土力学研究所

2、岩土力学与工程国家重点试验室$武汉"$%%(!#摘#要#装满储料时锥底罐主要承受轴向荷载!但当内部没有装料"部分装料或者在施工过程中!风压等横向荷载的作用不能忽视#同时!当遭到地震作用时!锥底罐更容易发生失稳破坏!风压和地震导致的锥底罐破坏事故在实际工程中时有发生#为了研究支柱支撑式锥底罐的稳定性!采用理论分析与数值模拟相结合的方法对锥底罐的抗风稳定性"抗倾覆稳定性"失稳稳定性和抗震稳定性进行了细致分析#结果表明%A在风荷载作用下!锥底罐最大应力出现在支柱与补强板接触部位!发生失稳首先出现在上部罐壁靠近罐顶位置

3、处&B地震载荷作用下高应力区主要出现在锥底板"支柱位置和罐顶位置#因此在锥底罐设计与维护过程中!要重点考虑这些部位的强度和稳定性#关键词#锥底罐##油砂##抗风##抗震##QV,9,应力##稳定性中图法分类号#19G(&%####文献标志码#D##随着世界石油需求的不断增长$常规石油资源构的影响$锥底罐倒塌事故已为数不少$这一情况在已经不能满足石油需求的快速增长$油砂作为非常国内外都是普遍存在的'而动荷载作用下的储罐失规石油资源的主要来源$在世界能源供给中起着举稳是工程中常见的储罐破坏原因$因此对于锥底罐(!$

4、&)足轻重的作用'加拿大油砂资源丰富$其中稳定性的研究具有重要工程意义'本文基于加拿大D4^/:?7油砂沉积量占世界天然沥青总量的)*i$可D4^/:?7的地理环境条件$结合当地油砂开采项目对(&$$)开采储量约为$%%%亿桶$位居世界首位$其油油砂分离设备支柱支撑式锥底罐进行稳定性分析$砂的勘探开发也已经进入大规模商业开发阶段'支为锥底罐的设计与优化提供参考'柱支撑式锥底罐支承于柱子之上$方便运载工具进"#结构形式及荷载入罐体下方%同时可以充分利用重力作用对罐体中的泥沙进行收集和排出实现油水混合物的沉降分"$

5、"#结构形式离$已经成为加拿大油砂开发过程中经济有效的分支柱支撑式锥底罐由锥形漏斗*上部罐壁及支离设备'由于锥底罐在油砂分离领域独特的优势以柱组成'支柱与底板采用补强板来加强连接$补强及应用规模的不断扩大$其强度及稳定性问题也日板厚度取为锥底板厚度的&倍以保证底板的受力情益得到重视'况满足要求'补强板采用圆形$直径为支柱直径的目前国内外对于锥底罐的研究主要集中在锥底&倍$支柱轴线通过补强板中心'锥底罐支柱支撑罐结构作为筒仓在矿业*冶金*化工及农业等领域中如图!所示'储存散料("$*)*锥底罐的考虑初始缺陷的稳定

6、性分"$%#锥底罐荷载分析析('!G)以及钢筒仓的稳定与强度试验研究(!%$!!)等锥底罐除受自重以外$还承受由所储存散料引方面'在柱支撑的钢板筒仓结构行为方面也有许多起的内压*拱顶雪荷载*风荷载及地震荷载作用$散相关研究$但对少柱支承筒仓结构性能的认识还比料荷载往往是锥底罐结构中的主要荷载'考虑到锥较有限(!&$!$)'对柱支承锥底罐研究相对较多的是底罐在实际工作过程中将会受到多种工况的作用$可能会给锥底罐带来安全隐患'在对锥底罐结构稳在内部荷载下的应力变形及在轴压下的屈曲问题$定性进行分析时$载荷按照最不利

7、的工况来进行$对锥底罐在风荷载和地震荷载作用下的结构反应研即&自重f满液位f拱顶雪载f风荷载'究较少$由于较少的考虑甚至不考虑恶劣环境对结根据D4^/:?7YL.48.05B38/&%%';34LH/&中的&%!"年*月&'日收到国家自然科学基金"*!&("&$&#资助17^4/B+&M/I.50M7?7[3:,/4/-?/8e3-7?.30I.0D4^/:+第一作者简介&彭文山"!G)(!#$男$博士研究生'研究方向&油气?7可知D?27^7I-7地区*%年一遇的雪载为!*%%储运工程及结构工程'9+H7.4

8、&P/05T/0I270!$)'J!&'@-3H'A7$*%年一遇的基本风压为"%%A7'考虑到锥底罐中的液体中含有泥沙等固体物质$分析时液体密度$%期彭文山$等&支柱支撑式锥底罐抗风及抗震稳定性分析!"*图!#锥底罐支柱支撑示意图Z.5@!#,-2/H7?.-8.75:7H3[-34LH03[-30.-74^3??3H?70O图&#支柱支撑锥底罐液压分布及网格划分Z.5@&#B27: