风荷载作用下柜体受力的比较分析

威金斯气柜是全钢结构，对风荷载的作用很敏感，风荷载作用下的变形和应力往往远大于其它荷载作用下的变形和应力，成为结构设计的控制荷载。当干式气柜高度加大时，风荷载的影响作用更加明显，结构会因产生较大的变形而影响到内部活塞的正常运行。一旦活塞出现卡轨现象，当内部气压逐渐增大时，活塞会在导轨上长生较大的作用力，造成结构的破坏。因此，有必要分析不同容量气柜在风荷载作用下的变形和内力，为大型威金斯气柜的设计提供参考。

首先，计算风荷载作用下四个气柜柜体的径向位移和等效应力。由于风荷载在柜体表面分布比较复杂，同一气柜不同部位的构件受力差别较大，但是不同气柜的变形和应力分布规律类似。气柜作为一个悬臂加劲圆柱壳结构，在横向荷载作用下的位移最大值并没有出现在柜顶，而是在柜体中间偏上的部位。这是由于柜顶的水平刚度较大，约束了柜体的变形，相当于在干式气柜柜体端部有一个弹性支座，柜体的最大位移的位置也因此向下转移。

立柱和侧板都在迎风面出现最大负向位移，在两侧与风向成 80°夹角的负压区出现最大正向位移，出现正位移和负位移位置的高度比较接近，都在柜体的中上部位置。侧板的最大等效应力出现在与风向成 30°夹角的底部，该处是正负压区域相交的部位。立柱的最大等效应力出现在迎风面的立柱的根部。环向肋的最大径向位移和等效应力出现在两侧负压区的最后一道环向肋上，该处受力复杂，且荷载较大，引起构件较大的变形。在柜体中部位置的抗风回廊的变形很大，柜体顶部的抗风回廊由于柜顶的约束变形则相对较小。虽然风荷载作用下四个气柜的变形和应力的分布规律类似，但是在风荷载作用下的应力和变形的数值差别较大。