可以查到的比较完整地介绍煤气工程设计方面的书籍,译自日本
《城市煤气工业》部分章节。详细介绍了曼型柜的构造、施工安装程序和施工进
度计划,并以日本所建的煤气柜为例,介绍了曼型煤气柜的抗风抗震设计。在该
算例中,煤气柜风压力计算公式为q一c、120而,这与我国建筑结构荷载规范中
风压计算方法不同。同时,该文献仅给出了风压作用下立柱的内力计算公式,对
抗风环如何设计并未提及。
姜德进(1985)把风荷载作用下变形最大的部分(这一部分柜体构件宽度取
圆环长度的1/5)柜体视作上部支承于顶板、下部支承于基础的立柱来考虑,考
虑柜体立柱对圆环的弹性支持,先求出一个集中力作用下圆环内力和弹性支持反
力,然后用影响线及叠加原理,即可求出全部风荷载作用下圆环上的内力和支承
游理华、吴惠弼等(1989一1992)对曼型煤气柜的计算理论和方法进行了研
究,建立了内压和风压作用下的有限元模型,分析表明在内压作用下侧板的变形
呈柱面弯曲变形规律,并根据这一规律由板的基本方程推导了侧壁板挠度和应力
计算的近似公式,该公式比当时由重钢院给出的近似计算公式精度高。但是,在
建立侧壁板的力学模型时,忽略了L型钢间的缝隙,这样侧板竖向承载力降低
很少,与实际结构受力性能不符。同时,在文献[29]中把柜顶析架简化为平面梁,
并且不考虑柜顶板的作用,风载作用下立柱最大弯矩在立柱的顶端,柜顶的最大
位移只有7.159~,这对于一高度达80米的悬臂结构来说是非常小的,这一结
论值得商榷。
童根树、陈绍蕃等人(1990)建立了柜体结构侧壁板的力学模型并推导了壁
板的内力公式,分析了在各种外力作用下侧壁板的稳定性,用弹性地基梁理论推
导了侧壁板在内压作用下的内力和变形,提出了侧板、抗风回廊、立柱、活塞结
构和柜顶结构的设计理论和方法,并编制了曼型气柜结构设计软件。
姜德进(1991)对曼型煤气柜的侧板性能进行了研究,认为侧板在煤气压力
作用下按单向板考虑是合理的,并取出一块侧板按拉弯梁考虑,建立梁的挠度曲
线微分方程城。”一伽”=q,求出通解并引入边界条件,得到了边界为固定端时
的挠度计算公式,通过计算,建议7m系列侧壁板可以再高一些,即加大侧板板
肋的间距,以利于节约钢材。
陈一航(1992)在其所摘译的《超大型干式煤气柜抗风、抗震强度的研究》
一文中,介绍了日本为建立世界上最大的45万m3曼型煤气柜前,以60万m3
气柜为研究对象,对其设计、制造和施工进行研究的成果。该文指出,风压作用
下,侧壁板的变形方式是由整体的倾斜变形和由于风压而引起的局部变形叠加而
成的,在风向600附近侧壁板会发生凸起变形,柜容越大,凸起变形也越大,这
主要是由抗衡侧壁板局部弯曲的环形走道水平面内刚度的相对降低。
童根树、许均陶(1997)对曼型煤气柜的自振特性和地震响应进行了分析,
研究表明,曼型气柜结构的基本振形是悬臂梁振形,地震响应以第一振型为主,
并提出了柜体基本周期的简化计算公式。
1999年初,国内几家单位在梅山巧万m3曼型煤气柜的工地上对气柜侧壁
板的应变情况进行了实测,测试结果与理论分析结果吻合较好,平均误差为0.22。
这是国内第一次对侧壁板应变的试验测试,其结果对于气柜设计意义重大。
周伟 (2004)引入施工误差,通过接触算法求解新型气柜柜体与活塞间的相
互作用力,从而得到柜体和活塞的应力和变形。这一结果对曼型气柜活塞结构设
计有很大的参考价值。
郑史雄(2005)对某大型煤气柜进行了风洞试验,测量出其在模拟大气边界
层紊流下的风压分布系数,该系数均小于《建筑结构荷载规范》表7.3.1中所规
定的值,筒体的体型系数约为规定值的70%。同时,考虑相邻柜体或高大建筑
物对煤气柜筒体的体型系数的影响,试验结果表明该影响多为放大作用,但其平
均放大系数不大于1.55。最后,对各国规范对阵风影响系数的算法进行了讨论,
建议在煤气柜设计时,阵风影响系数可偏安全取为1.8。
黄斌、毛文药(2006)利用几何非线性有限元法,对大型煤气柜顶盖进行了
几何非线性全过程分析,得到了柜顶结构的临界荷载。研究表明,钢板在很大程
度上提高了柜顶网壳的刚度,增强了网壳的稳定性。
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