基础不均匀沉降球罐结构整体倾斜支柱和拉杆分析计算黄金国1李永泰1石兰权2王林1浩1袁(1.合肥通用机械研究院,合肥230031;2.重庆燃气(集团)有限责任公司,重庆400020)摘要:采用文献[1]的计算方法,对基础不均匀沉降球罐结构整体倾斜的多台球罐,进行压力试验、正常操作及地震工况的应力分析计算,校核评定支柱和拉杆的应力是否满足强度或稳定性要求,对不同的球罐不同的倾斜度给出不同的结论。关键词:球罐;球壳;支柱;拉杆;基础不均匀沉;整体倾斜;倾斜力中图分类号:TQ053.2文献标识码:A文章编号:100923281(2008)0320018203AnalysisandCalculationofPillarsandRodsinSlantedSphericalTankonSettledHuangJinguo1LiYongtaShiLanquan2WangLin1YuanHao1(1.HefeiMachineryResearchInstitute,Hefei230031;2.ChongqingGas(Group)Co.,Ltd,Chongqing400020)AbstractByusingthecalculationmethodprovidedinRef.[1],thestressanalysisforseveralsphericaltankssitedonthegroundwithinhomogeneoussettlement,undertheconditionsofpressuretest,normaloperationandseismicloadingoccurrence,werecarriedout.Thepillarandrodwerecheckedforstrengthandstability,then,differentconclusionswerepresentedforthesphericaltankswithdiffer2entslantangle.Keywordssphericaltank;sphericalshell;pillar;rod;inhomogeneoussettlementofground;integralslant;slantforce沿海地带的很多石化和其他行业的罐区建于回填土上,因基础不均匀沉降引起球罐整体倾斜,直接影响球罐的安全操作,事实上竖直是相对的,倾斜是绝对的,关键是球罐倾斜到什么程度是安全的,这是我们要解决的问题。本文为某公司的数台不同程度整体倾斜的球罐进行多种工况的应力分析,对球罐的安全性作出评价,及对是否要进行扶直修复给出了评定建议,为球罐的压力及检验过程起到指导作用。1分析计算方法球罐整体倾斜,对支柱和拉杆的应力及与支柱连接处球壳的应力影响较大,在球壳上引起的应力属于二次应力,危险性相对较小,而支柱和拉杆上的应力是一次应力,对支柱的强度和稳定性有较大的影响,文中主要是计算支柱和拉杆的应力文献[1]较精确地给出水平力(地震和风力)作用下,支柱和拉杆的应力的计算方法,球罐整体倾斜后,重力方向与支柱轴向不在同一方向,球罐重力将分解到支柱轴向以及与支柱轴向垂直的方向上,设θ为球罐整体倾斜角,支柱轴向上分力W=mgcosθ(一般θ很小,cosθ≈1,W=mg),支柱轴向垂直的方向上分力为F=kmgsinθ(sinθ=δ/H,δ为球心倾斜位移量取各对称支柱倾斜量平均值的最大值,H为支柱高度,另外由于球罐整体倾斜在支柱上产生的是一次应力,可能产生支柱失稳球罐倾倒的危险,考虑在一个检验周期内的继续倾斜,计算中取一个放大系数k=2),压力试验工况球罐质量为mt,正常操作及地震工况球罐质量为m0,另外地震工况假设地震力(风力)在球罐整体倾斜后的铅垂对称面内,将球罐水平方向的地震力(风力)Fmax分解到支柱轴向以及收稿日期:2008202229;修回日期:2008204202作者简介:黄金国(1972—),男,工程师。一直从事化工设备的设计和强度分析工作,在球罐和换热器管板应力分析方面有较深入的研究。2008年6月黄金国等1基础不均匀沉降球罐结构整体倾斜支柱和拉杆分析计算·19·100mm,sinθ=120/11500=0.0104。液化石油气球罐操作质量大,原设计支柱、拉杆安全余量较小,球罐支柱倾斜100mm,压力试验工况支柱应力不满足强度和稳定性要求,地震工况拉杆应力不满足强度和稳定性要求,应采取措施对球罐扶直处理。通过进一步分析计算,最大允许球罐支柱整体结构倾斜量50mm。表23500m3液化石油气球罐支柱和拉杆的最大应力与支柱轴向垂直的方向上,支柱轴向上分力W1=Fmaxsinθ,与支柱轴向垂直的方向上分力F1=Fmaxcosθ,考虑地震力和风力的作用方向在F与W所形成的平面内,可知W1与W方向相反。保守地考虑支柱轴向上总载荷取mg,与支柱轴向垂直的方向上总载荷取Fmax+F(W1忽略不计,F1≈Fmax。压力0.3倍最大风载)。采用文献[1]的计验时Fmax为算方法,对基础不均匀沉降球罐结构整体倾斜进行压力试验、正常操作及地震工况进行支柱和拉杆的应力分析计算。2计算实例压力试验工况操作工况地震工况未...