基于实测数据立式热水储能罐罐壁力学特性分析

为掌握立式储能罐结构的受力特征,基于某30 000 m³立式热水储能罐项目,依托远程监测技术采集了运行状态下罐壁应力和温度数据,将采集结果与考虑罐底摩擦接触约束建立的有限元模型分析结果进行比较,验证了此有限元模拟方法的合理性;依托实测温度数据,研究了立式储能罐罐壁热力耦合作用下罐壁位移以及应力分布规律。结果表明：罐壁底部和顶部为温度影响敏感区域,温度升高,使其产生压应力;对于环向应力,在底部受温度荷载影响较顶部更显著;而对于竖向应力,影响主要是罐壁底部;温度对罐壁变形影响较大,在空罐时,最大位移位置出现在罐壁最顶端;而满罐时最大变形位置出现在中上部的位置,温度作用大于静水压力对罐壁变形的影响。     

超低温作用下LNG储罐热-结构耦合分析

在内罐泄漏等特殊工况下,预应力混凝土罐壁将直接暴露在-162℃的超低温环境中,由此产生的温度应力和变形可能会对储罐的结构安全带来威胁。因此,对LNG储罐混凝土外罐进行泄漏等低温条件下的力学验算和评估十分重要。本文利用有限元法（FEM）对内罐泄漏工况下的大型LNG预应力混凝土储罐进行热-结构耦合分析,结果表明：混凝土罐壁的降温过程较为缓慢,温度沿壁厚（0．8m）方向达到稳定需要大概一周的时间;热保护角范围以外的预应力钢绞线温度分别降低至-87℃（夏季）和-102℃冬季）;低温作用使混凝土罐壁产生较大的内力和变形,罐壁内外两侧温差越大,内力、变形越大,在设计中可通过设置热保护系统来防止其对储罐结构可能造成的破坏。研究成果对于评估超低温对混凝土外罐结构安全的影响、制定液化天然气储罐结构安全规范具有一定的指导意义。     

地震作用下大尺寸热水储能罐的热力耦合分析

为研究热水储能罐在温度场和地震作用下的热-力耦合效应,采用附加质量法建立了热水储能罐几何模型,并且利用有限元软件ABAQUS对其进行了温度与地震的耦合作用分析。考察了空罐和热水满载两种工况下的地震响应特征。结果表明：在空罐和满载两种工况下,热水罐最大位移在X-Y平面出现的角度和在罐壁的高度均有较为显著的差异;另外,考虑热力耦合与不考虑热力耦合时最大位移出现的位置会有所不同,且考虑热力耦合时罐壁应力略小于不考虑热力耦合时的应力。因此,当进行热水储能罐抗震设计时应考虑空罐和满载两种状态,并考虑热力耦合效应带来的影响。     

冬期施工LNG储罐罐壁内部的温度分析

国内近几年掌握了自主化设计建造储罐的能力后,LNG储罐造价大大降低,上海、天津、江苏等地区争相新建和扩建LNG储罐,储罐容积也逐年增加,储罐罐壁也较以往更厚。而国内关于储罐建造技术的可参考文献较少。为了分析LNG储罐混凝土罐壁的温度变化对混凝土强度发展的影响,论文采用全自动测温仪测量并记录了罐壁LNG储罐在冬期施工条件下大量的温度数据,分析并得出了在11天内混凝土内部温度可以保证混凝土强度的发展等结论,并为后续类似工程建设给出了诸多切实可行的建议。     

非完全约束现浇屋面板温度应力试验研究

现浇混凝土肋梁屋盖的边界处于非完全约束状态。梁肋存在板中平面内位移u≠0及挠梁轴单位杆长的转角θ≠0。变温引起的板中面应变ε0及中面弯曲曲率κ0有别于边缘构件完全柔性或完全刚性的情况。采用试验应力分析方法研究中面平均变温T0及上下缘温差ΔT对非完全约束屋面板内力的影响。得到边界非完全约束屋面板温度应力分布的若干特征。     

关于钢筋混凝土结构温差效应的建议

一高温作用下的贮液罐 ,平面尺寸见图 1,高为7 15ｍ ,罐内液体温度为 6 0°。笔者根据规范进行计算设计 ,并投入工程使用。一年后 ,笔者参考文 [1],利用ＡＮＳＹＳ软件重新进行计算 ,发现罐壁竖向下支座的拉应力小于混凝土的抗拉强度 ,而上支座和跨中应力反图 1　贮液罐平面尺寸　而大 ,见表 1。这一结论与当时规范方法的结论完全不同。在规范[3] 中对温差和其它荷载的相互作用是利用分项系数 ,把两种情况下的荷载效应以绝对值形式叠加的 ,其结果是不全面的。设上述罐壁厚度为ｈ ,单位长度上的钢筋面积为Ａｓ,ＡＮＳＹＳ单元长度为Ｌ ,并假…     

储罐地基三维数值模拟

将地基土看做多孔介质,考虑罐体与储液相互耦合、罐体-基础-地基之间的相互作用、多孔介质固液相耦合,建立壳-液-基础-地基三维有限元模型,探讨了静荷载作用下罐体及罐基应力分布的特点.结果表明,在荷载作用下,单个储罐所引起的竖向附加应力主要集中在罐底边缘外0.3D范围内,为消除群罐效应的影响,罐距可取0.6D左右;罐体的应力随地基固结的进行不断变化,罐底板的径向应力最大值、罐底板与罐壁板的环向应力最大值在加载结束时达到峰值,罐壁板的径向应力最大值的峰值出现滞后现象;固结结束后,底板边缘处罐壁径向应力较大,罐壁最大环向应力发生在距离罐底约H/3处.     

基础大体积混凝土温度裂缝的控制

大体积混凝土施工关键是控制裂缝。为防止混凝土裂缝产生,应分析大体积混凝土温度变化所引起的应力状态对结构的影响,从材料、设计、施工三方面采取措施进行综合控制,有效降低温度和收缩应力,防止裂缝的出现与发展,确保工程质量。     

预应力混凝土连续箱梁桥温度应力裂缝研究

针对温度应力引起的预应力混凝土连续箱梁桥的裂缝,结合工程实例,对比分析了按公路新、旧规范中不同的日照温度梯度模式计算的温度应力及内力,通过计算得出了预应力混凝土连续箱梁桥的温度应力分布规律,说明了温度应力裂缝对桥梁结构性能的影响,为今后判断具有同类裂缝缺陷的预应力混凝土箱梁桥能否正常使用,以及是否具备足够的承载力提供了必要的技术依据,并从桥梁结构设计方面提出了相应预防措施。     

大体积混凝土硬化过程中的温度检测和应力计算

大体积混凝土结构需要解决的主要问题是胶凝材料在水化中释放大量的水化热而不易散发引起温度变化和混凝土收缩对结构产生作用导致混凝土出现裂缝。通过对大体积混凝土硬化过程中热胀冷缩应力状态分析,提出大体积混凝土温度控制相关措施。结合工程实例,介绍使用计算机和温度热流量检测仪检测大体积混凝土温度温差变化的方法。并根据检测数据,计算分析混凝土的应力。总结得出若干控制温度引起裂缝的方法,为大体积混凝土施工提供指导作用。     

体外预应力对圆形水池池壁应力的影响分析

体外预应力是预应力钢绞线布置在混凝土截面之外的预应力,它是预应力体系的重要分支。本文采用有限元软件对体外预应力圆形水池的池壁进行受力分析,通过比较施加预压力前后池壁内力的变化,以及对比常规结构(体内预应力)圆形水池池壁内力,肯定了体外预应力在圆形水池中抵抗池壁环拉力和控制抗裂度方面的作用,并展望了体外预应力的应用前景。     

某发电厂12700m3大型储油罐基础环墙设计分析

介绍了某电厂工程概况及大型储油罐特点.详细阐述了该电厂12700m3储油罐基础的设计方案,其中重点论述了储油罐基础环墙的设计,并对比分析了两种计算公式的差异.同时,简要介绍了水压试验工况在设计中所起到的作用.     

大型LNG储罐顶部环梁的优化设计

顶部环梁作为LNG储罐混凝土外罐罐顶与罐壁的连接部分,位置特殊且受力复杂。合理的顶部环梁设计,既能为储罐的安全使用提供保障,又能节约成本,实现安全和经济双赢。利用有限元法（FEM）分析了大型预应力混凝土全容式LNG储罐在使用荷载作用下顶部环梁的应力分布,研究了顶部环梁的截面形式及尺寸对其应力的影响。研究结果表明：可通过增加顶部环梁的突出部分来缓解其应力过大现象,而突出部分的厚度需要通过计算确定,过大或过小都会加剧应力集中;突出部分也不宜过高,过高不经济且增加自重;顶部环梁与罐顶连接折角处以及环梁与罐壁交接的折角处局部有较大的拉应力,是应力集中区域,需要配置适量的斜向构造钢筋。顶部环梁的优化设计可为大型LNG储罐结构设计提供一定参考,并为实现我国大型LNG储罐自主设计打下了一定的基础。     

谈钢储罐环墙基础的设计与构造

对钢储罐钢筋混凝土环墙基础的特点、作用、设置环墙的地基条件、采用的设计方法及环墙基础的构造要求进行了介绍,并结合工程实例进行分析,对类似工程环墙基础设计与计算具有一定指导意义。     

地上式钢筋混凝土矩形水池壁面温(湿)差作用效应整体空间分析

水池温(湿)差作用效应中,壁面温(湿)差较中面温(湿)差对水池的影响更大。现行规范对壁面温(湿)差内力的计算采用简化单块板计算方式,未考虑整体空间影响。本文采用有限单元法对地上式钢筋混凝土矩形水池壁面温(湿)差作用效应进行了空间弹性分析,并考虑徐变引起的应力松弛效应~([1]),发现整体分析与规范计算结果内力分布规律不同,且整体分析内力值大于规范计算结果 。     

钢储罐环墙基础裂缝分析

通过对某大型项目4台钢储罐基础环墙充水试压后产生不同程度的裂缝进行分析,介绍了可能产生裂缝的原因,并结合钢储罐环墙基础的设计以及钢筋混凝土环墙受力分析,对钢储罐环墙基础提出设计建议,从而有效减少钢储罐环墙基础裂缝的产生。     

某大型油罐复合地基变形的评估

地基处理是大型油罐建设的重要环节,介绍了某软土地区大型油罐地基的处理效果,基于沉降观测数据,分析了充水预压期间油罐环基和罐中心的沉降特性;采用泊松法预测了环基总沉降,探讨了油罐地基的平面倾斜、非平面倾斜及罐基拱度特性,分析结果为该油罐地基的纠偏加固提供了依据。     

球形钢水塔支承面位置的选择

本文研究了球形水塔的最佳支承圈的位置,发现如果支承圈选择在从顶部往下量120度处时,球体内的无矩内力不会出现压力,而且在支承圈处无矩内力处于单向受力状态,这样既避免了球壳出现受压屈曲的可能性,又避免了支承圈这一受力复杂、应力集中的部位出现双向受拉这种不利的应力状态。对支承圈部位的局部应力的分析还表明,在刚度参数不变的情况下,支承圈选择在120度时,支承环的应力最小,从而能够处在较低的应力水平工作。     

长池壁结构温度应力的有限元分析

给排水工程中各类现浇长池壁钢筋混凝土结构容易在其施工期及强度发展期间因温度收缩应力而产生温度裂缝。本文运用有限元软件ANSYS分析长池壁结构的温度应力,以期通过预测混凝土结构的温度变化及温度应力的分布情况来采取相应的措施,以控制结构的温度应力、应变,从而达到温度裂缝的控制要求。     

环保型大型储罐凹形护坡式碎石环墙基础

国内大型储罐基础采用凸形顶面钢筋混凝土环墙或外环墙基础。罐底板受压,易失稳起褶皱。这种基础施工周期长,工序复杂,且没有环保措施,一旦储罐底板开裂,储液泄露,污染地基、地下水和环境。针对以上问题,提出环保型大型储罐凹形护坡式碎石环墙基础,打破国内规范限制,很好地解决了以上问题,并且有很好的经济效益和社会效益。