大型LNG儲罐網(wǎng)殼拱頂應力及動力特性分析.pdf

1、隨著能源需求量的持續(xù)增長以及液化天然氣(簡稱LNG)產(chǎn)業(yè)鏈的不斷發(fā)展，中小型LNG儲罐已不能滿足儲運需求，大型LNG儲罐以其占地面積小，節(jié)省鋼材、配件和便于操作管理等優(yōu)勢成為發(fā)展的必然趨勢。而制約儲罐大型化的關(guān)鍵因素之一就是儲罐拱頂?shù)拇笮突９绊數(shù)拇笮突o設(shè)計、制造和施工等方面帶來了一些新問題，尤其是大跨度拱頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計、靜載荷作用下的應力分析以及地震載荷作用下的動特性分析等方面，成為行業(yè)普遍關(guān)注的問題。
　　 鑒于此，本文首先

2、從適用范圍、儲罐罐壁設(shè)計、儲罐罐底結(jié)構(gòu)設(shè)計、拱頂結(jié)構(gòu)設(shè)計以及抗風圈的設(shè)計計算等方面對儲罐標準GB50341-2003《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計規(guī)范》和API650-2012《鋼質(zhì)焊接石油儲罐》進行對比，并通過計算，分析表明API650較GB50341更適合大型LNG儲罐的設(shè)計;在標準對比分析的基礎(chǔ)上，參考HG/T20517-1992《鋼制低壓濕式氣柜》、GB50017-2003《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》以及API650標準，完成了均布載荷與集

3、中載荷共同作用下儲罐網(wǎng)殼拱頂應力的理論推導。并以4×104m3LNG儲罐為例，通過理論計算與數(shù)值模擬對比，分析得出4×104m3LNG儲罐網(wǎng)殼拱頂?shù)淖钔馊Νh(huán)向梁和徑向梁中靠近拱腳的梁段受力較大，為網(wǎng)殼拱頂?shù)奈ｋU截面。
　　 最后，應用有限元分析軟件ANSYS對4×104m3LNG儲罐進行了模態(tài)分析，得到了空罐和滿罐兩種工況下LNG儲罐的固有頻率、振動形式、位移變形量以及儲液深度的變化對固有頻率和振動形式的影響。并在此基礎(chǔ)上，采用

4、振型分解反應譜法對LNG儲罐進行地震響應譜分析，得到了儲罐網(wǎng)殼拱頂?shù)奈灰婆c應力的響應狀況:在水平方向的地震激勵下，網(wǎng)殼拱頂豎直方向的位移變形大于水平方向的位移變形;水平、豎直方向位移變形的最大值均發(fā)生在網(wǎng)殼拱頂?shù)捻敳?，并且沿拱頂徑向逐漸減小;應力最大值發(fā)生在網(wǎng)殼拱頂蒙皮底部，遠小于材料的許用應力，滿足強度要求。
　　 通過這些關(guān)鍵問題的研究，一方面可以校核儲罐設(shè)計的可靠性，保證儲罐的安全運行，為工程實際提供理論基礎(chǔ)和設(shè)計支持，另