煤气柜作为一新颖的加筋壳体,煤气储柜下部为加肋圆柱壳结构,而煤气储柜顶为肋环形加筋球面壳,具有良好的空间受力性能。近年来随着干式储气柜的大量建造,干式储气柜的研究工作也越来越受到重视,取得了一定的进展。新型干式煤气柜的结构高度超过 100m,宽度超过 60m,迎风面投影面积达到 6000m2以上,其壁厚一般小于 10mm,属于典型的薄壁结构,煤气柜在钢铁行业的生产过程中有着极大的作用,一旦发生较大变形不能正常运行或者结构破坏煤气泄漏后果非常严重,不仅影响生产工作,散发出去的有毒气体还容易造成二次灾害。因此煤气柜对设计、施工都有非常高的要求。
①编写新型干式煤气柜APDL程序,合理简化活塞与柜体的连接,煤气储柜对整体结构进行自振分析,研究了空筒、活塞处于三种高度下结构的自振特性,总结了活塞对结构自振频率的影响规律;
②煤气储柜采用特征值屈曲分析方法,对柜顶在雪荷载下的特征值屈曲进行了计算,提出了柜顶简化分析模型,在此基础上对柜顶进行优化设计;对柜体考察了内压对抵抗风荷载的作用;计算了不同加劲肋截面和间距时柜体的屈曲特征值;
③煤气储柜建立加筋圆柱曲板的参数化有限元模型,利用弧长法进行了侧压极限承载力分析,并将计算结果与理论解和实验值进行了对比,验证 ANSYS 程序运用于加筋圆柱壳极限承载力分析的可行性和合理性;
④采用非线性分析方法,研究柜顶在雪荷载作用下的稳定性,对比了周边固结和考虑部分柜体这两种边界条件的区别,研究了如何采用一致缺陷模态法来引入初始缺陷以及不同缺陷因子对结构刚度和极限承载力的影响,对比了增加中心环梁的刚度对提高柜顶承载力的作用,对比讨论了增大径向梁截面和增大环向梁截面对结构极限承载力影响的差异;
⑤煤气储柜采用非线性分析方法考察了柜体加劲肋、回廊和立柱及其组合对柜体抗风能力的贡献,研究了内压对气柜抗风能力的影响。
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