文档介绍：第卷第期安全与环境工程. .
正月.
基于的球型储罐防风模拟分析
张文涛,王晶禹
中北大学化工与环境学院安全工程系,太原
摘要:在风力载荷作用下,应用结构动力学有限元程序对球型储罐进行防风模拟分析,针对球型储罐的
种典型不连续结构,分别给出了球壳与盖板连接区域、支柱区域及拉杆区域的应力云图,并分析和对比了各区域
的应力响应。
关键词:球型储罐;风力载荷;应力响应;数值模拟
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:———
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引言破坏、基础的不均匀下沉、球罐的位移或翻倒及附属
管线的断裂等,从而导致内部有毒或易燃介质的外
球型储罐是一类特殊的压力容器,是石油、天然泄,引起火灾、爆炸及环境污染等自然灾害,危及人
气、化工等产业的重要装置。近年来,随着人类对身和设施的安全。
能源需求的不断增长,我国的许多港口及炼油厂建采用结构动力学有限元程序,对球罐系
立了大量的原油储罐,如在“十一五”期间投资兴建统结构进行非线性瞬态动力分析和动力响应分析,
的曹妃甸工业区是国家最大的项目集群,其中曹妃对球罐的固有频率和振型、应力集中结构的形变状态
甸原油码头及配套工程包括万级原油码头,总以及罐体结构随时间变化产生的形变位移和速度进
库容为万。的首站油库,长、年输油量行模拟,对恶劣自然环境和自然灾难性事件导致事
万的曹妃甸首站至天津中转油库的原油管故发生情况下的防灾减灾工作具有重要意义。
道,这些设施的可靠运行对安全生产及环境安全有
着直接的关系。球形储罐防风模拟计算模型
由于风力作用,导致球罐罐体结构出现集中应
力,当超过罐体所能承受的应力极限范围时,
对其结构造成极大的损伤,主要表现为支撑结构的球壳由多根圆柱形支柱在球壳赤道部位等距离
收稿日期:—卜修回日期:卜
作者简介:张文涛一,男,硕士,注册安全工程师,主要从事安全技术与安全工程、爆炸过程数值模拟等方面的研究。:
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安全与环境工程第卷
布置,与球壳相切或近似相切进行焊接,支柱由上、的推到弯矩形成。如图所示,推到弯矩形成的支柱
下支柱两部分构成,支撑球罐的全部重量,为了承受垂直载荷· 一:式中:为风载荷水平
风载荷,保证球罐的稳定性,在支柱之间均设置拉杆载荷;为力臂长度,。:—,其中
连接。上支柱与球壳连接部分采用水平加强板、竖为支柱长度,为下支柱长度。②由水平力
直加强板、连接板与球壳进行焊接,加大支柱与球壳在支柱与球壳的盖板连接处产生的横向剪应力。
的连接支撑强度。球形储
如图所示。
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俯视图

侧视图
在水平力的作用下,球罐相对于地面固定
图球罐支撑结构型柱结构示意图
点而产生位移,由于球壳壳体本身的几何形状不发
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生改变,所以假设在一定风力载荷作用下,球壳上任
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意点沿风力载荷方向位移均相等。
. 基本假设球罐结构支柱底面施加固定约束。
在一定的风力荷载作用下,球形储罐及其作用载荷与形变成正比。
力满足下列假设: . 模型的构建
风作用力在水平方向形成的对球罐的.. 球罐参数