弹性基础上大型石油储罐的应力分析.pdf

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1、%(*化工机械%**%年弹性基础上大型石油储罐的应力分析傅强!陈志平郑津洋（浙江大学）摘要对建立在松软地基上的大型石油储罐提出了油罐弹性基础的力学模型，得到罐壁环向应力和底板径向弯曲应力理论计算式，并将理论计算值与实测值和基于刚性基础的理论计算值进行了比较，发现基于弹性基础的理论计算值与实测值吻合较好。关键词石油储罐应力分析弹性基础中图分类号!"#$%&’(文献标识码)文章编号*%+,-.*#（,%**%）*,-*%(*-*+符号说明-(———单位周长上第(、%筒节连接处的剪力，39//；!———底板伸出罐壁的长度，//；)———油罐半径，//；#!1)(———单位周长罐底外沿所受基础

2、的支持力，39//；*"*———底板刚度，"*0%，3·//；(（%(2"）)%———单位周长上底板离开基础部分内侧所受支持力，#!1("(———第(筒节壁板刚度，"(0%，3·//；39//；(（%(2"）1.———单位周长罐的重量，39//；#!%"%———第%筒节壁板刚度，"%0(（%(2"%），3·//；/———距底板的距离，//；#———材料的弹性模量，#0%$*.4(*+567；/(———第(筒节壁板应力计算点距第(道环焊缝的距,离，/0%,%*2（/*

3、焊缝的距,———第(筒节壁板特性系数，%&(，//2(；离，/%0/2%,%（*%,%*

4、39//1；**#,*———罐壁与罐底连接处底板的转角；#!(———水的密度，2.=>9//1；&———第(筒节壁板的弹性系数，&0，39//1；$$0(4(*((%)%!(———液压和底板与罐壁连接处的边缘力产生的环向应#!%1&%———第%筒节壁板的弹性系数，&%0%，39//；力，567；)*———底板离开基础的径向长度，//；%!%———第(与第%筒节壁板连接处的边缘力产生的环向+*———单位周长上在罐壁与底板连接处罐壁的弯矩，3；应力，567；+,*———单位周长上在罐壁与底板连接处底板的弯矩，3；%!1———环向弯矩在环向产生的泊松应力，567；+%———单位周长上底板离开

5、基础而产生的弯矩，3；%!———罐壁环向应力，567；+(———单位周长上第(、%筒节连接处的弯矩，3；%?———底板的径向弯曲应力，567。-*———单位周长上罐壁与底板连接处的剪力，39//；建立大型石油储罐有着明显的经济效益和十!傅强，男，(#$#年%月生，硕士研究生。浙江省杭州市，1(**%$。第()卷第-期化工机械(!!分重要的战略意义，但是我国石油储罐大多建在力"!。用截面法沿底板与第!筒节壁板连接面沿海回填地块，这些地块地基松软，基础变形大，截开，得到该处的受力模型，如图!所示。且大型油罐基础直径多在!""#以上，难以找到假设在油罐载荷的作用下底板边缘沿径向有工程地质状况

6、完全均匀的建罐地址，常常会出现长为#的区域离开了基础，则地基反力可简化为油罐基础沉降，使得油罐底板、罐壁底部大角焊缝两个支点反力$!和$(。而将其以外的部分视为以及罐壁下部圈板的受力情况十分复杂。为此，一个无限长的平板，受到基础均匀的弹性支持，那对其进行合理地分析很有必要。么在$(的作用点就受到弯矩!(作用。用截面!油罐结构及设计参数法沿第!与第(筒节连接面截开，得到该处的受某地一台!$!"%#&石油储罐的内径为力模型，如图(所示。!’""""##，总高(!’""##。罐壁由厚度不等的)层高强度钢板*+,-)"焊接而成，每一筒节钢板高度均为(-("##，最下面&层的壁板厚度分别为&(.

7、%、(%、(!.%##。罐壁壁板与罐底边缘板的连接采用/形焊接结构。"力学模型及应力计算式一般情况下对油罐的受力情况进行理论分析时，笔者认为其地基的力学模型应为弹性基础。".!罐壁与底板的受力分析www.bzfxw.com图(第!与第(筒节罐壁连接处受力模型"%"底板与第!筒节壁板连接面边缘力系的计算在水的静压作用下，第!筒节壁板的根部会受到纵向边缘弯矩!"和边缘剪力""的作用。考虑到剪力"对根部强度影响不大，故忽略不计［!］。由"此可导出壁板