大型煤气柜抗风结构动力特性分析

本文通过刚性模型表面测压风洞试验得到了煤气柜表面的静力与动力风荷载模型,结合有限元模型分别计算了考虑柜体内外气体压力差和不考虑内外气体压力差作用下煤气柜结构的各阶振型频率。采用频域法计算煤气柜结构的风振响应,分析了柜体内外气体压力差对结构动力特性以及结构风致应的影响,为此类结构的抗风设计提供参考。

       本文研究的大型煤气柜直径为58.5 m,高为104.75 m。大型煤气柜结构的动力特性由有限元方法得到,采用梁单元和板单元建立煤气柜的有限元模型。由于柜体内外气体压力差的作用,使得煤气柜活塞以下柜体具有初始拉伸应力,这样会增大活塞的刚度。活塞在运行最高位时,考虑柜体内外气体压力差和不考虑内外气体压力差情况下结构的各阶振型频率。可以看出,柜体内外气体压力差对煤气柜结构的整体平动动力特性的振型频率几乎没有影响,而对煤气柜筒体变形的振型频率影响较大,不考虑此压力差的影响,结构的各阶振型频率会减小,其误差达到了10%,这样会使得对结构风振响应的评估偏于保守。由于活塞具有较大的刚度和质量,活塞的位置对煤气柜结构的质量分布以及刚度分布的改变较大,其结构振型和频率有较大变化。