曼型干式气柜受力性能和设计方法研究

        前面的文章中，全面而详细的介绍了曼型煤气柜的结构、荷载和受力特点，提出了相关构件的设计方法。本文参考该文中的部分理论，并结合ANSYS有限元进行有限元分析，对曼型气柜构件的受力性能和设计方法进行进一步研究，主要包括以下几方面的工作:

(l)参考ANSYS有限元建模和计算分析特别是曼型干式煤气柜有限元分析方面的文献资料，结合宝山公司己建成的正20边曼型煤气柜的技术资料，对结构进行合理简化并对组合截面进行等效处理，选用合适的ANSYS单元，建立气柜的参数化有限元模型，以便对内压和风压等荷载工况下的结构进行几何非线性静力分析和结果后处理。

(2)根据侧壁板的平衡微分方程，通过合理的假设将平面问题和弯曲问题解祸，引入边界条件得到侧板变形和内力的近似解析解，并与前文中提出的变形公式和有限元分析得到的变形和内力情况进行对比，验证近似解析解的正确性和工程实用性。对本文提出的变形公式和前文中提出的抗风环、侧板板肋的设计公式进行有限元验证，并进行修正。

(3)结合我国现行建筑结构荷载规范GB50009一2001、高耸结构设计规范 GBJ135一90和双曲冷却塔、圆柱体表面风压方面的文献资料，对曼型气柜表面风荷载的取值方法进行探讨，提出曼型气柜整体计算的风载体型系数并拟合出沿高度连续变化的风振系数的计算公式，为风荷载作用下的有限元分析打下基础。

(4)对内压和风压作用下曼型气柜侧壁板、抗风环和立柱的内力和变形规律进行分析总结，得出考虑内压和风压共同作用时各构件强度和刚度校核的控制点，以供设计参考。

(5)通过改变气柜的体积、侧板长度和抗风环截面高度等方式，对风荷载作用下气柜的变形和抗风环的作用进行分析，参照薄壁圆筒加强圈和浮顶油罐抗风圈的设计方法，把抗风环视为一双向压(拉)弯构件，从强度角度推导抗风环最小截面的设计公式，并从强度和刚度两方面验证抗风环最小截面的设计公式是否合理。

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