基于檢測沉降數(shù)據(jù)的在役儲罐屈曲分析.pdf

1、立式鋼制儲罐具有材料耗用指標低、節(jié)約占地面積、節(jié)約成本以及方便維護等優(yōu)點，廣泛應用于國家戰(zhàn)略石油儲備庫中。地基沉降會對在役儲罐的結(jié)構(gòu)和力學性能產(chǎn)生很大的影響，造成儲罐的屈曲失穩(wěn)，嚴重危害石油儲備庫的安全。本文采用現(xiàn)場測量、理論推導和非線性有限元數(shù)值模擬等方法，研究了在役儲罐在沉降以及沉降和軸向載荷聯(lián)合作用下的屈曲響應，開展的主要工作如下：
　　（1）采用水準觀測法，對我國中海油寧波某公司G1307號和G106號在役儲罐的地基沉降進

2、行了實地測量，得到了在役儲罐各個沉降觀測點的高程值，并分析了測量結(jié)果的環(huán)線閉合差，保證了測量精度。
　?。?）提出一種基于實測沉降數(shù)據(jù)的沉降曲線擬合方法。針對沉降觀測點數(shù)量為奇數(shù)和偶數(shù)兩種不同情況，采用離散傅里葉變換方法，推導沿罐壁底部圓周方向連續(xù)分布的傅里葉級數(shù)形式理論表達式，實現(xiàn)了對所有實測沉降數(shù)據(jù)的充分利用，準確地反映罐壁底部的實際沉降情況。
　?。?）基于Riks非線性大變形數(shù)值模擬技術(shù)，提出一種基于實時檢測沉降數(shù)據(jù)

3、的在役儲罐屈曲穩(wěn)定性分析方法。模擬固定頂儲罐和浮頂罐在不均勻沉降作用下的屈曲響應，分析罐壁變形與不均勻沉降之間的關(guān)系以及抗風圈對浮頂罐變形和屈曲響應的影響規(guī)律，并研究罐內(nèi)儲液對固定頂儲罐和浮頂罐結(jié)構(gòu)響應的影響。
　?。?）基于在役儲罐不同時刻的實測沉降數(shù)據(jù)，采用最小二乘原理與Lagrange二次插值法，提出一種在役儲罐沉降屈曲預測方法。建立罐壁底部每一個觀測點的泊松曲線沉降預測模型，預測未來任意時刻罐壁底部的沉降情況，模擬分析儲罐

4、在不同時刻沉降作用下的結(jié)構(gòu)響應，預測在役儲罐的沉降屈曲時刻，并比較同一周期檢測沉降數(shù)據(jù)下，固定頂儲罐與浮頂罐結(jié)構(gòu)響應的區(qū)別。
　?。?）提出一種在役儲罐在沉降和軸向載荷聯(lián)合作用下的屈曲分析方法?；趯崟r檢測沉降數(shù)據(jù)，采用非線性大變形數(shù)值模擬技術(shù)，模擬分析等壁厚和階梯狀變壁厚在役儲罐在沉降和軸向載荷聯(lián)合作用下的屈曲響應。建立反正切函數(shù)描述來階梯狀變壁厚形式，采用分離變量、小參數(shù)攝動和傅里葉級數(shù)展開等方法，推導階梯狀變壁厚儲罐軸壓屈曲