基于檢測(cè)沉降數(shù)據(jù)的在役儲(chǔ)罐屈曲分析.pdf

1、立式鋼制儲(chǔ)罐具有材料耗用指標(biāo)低、節(jié)約占地面積、節(jié)約成本以及方便維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于國家戰(zhàn)略石油儲(chǔ)備庫中。地基沉降會(huì)對(duì)在役儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能產(chǎn)生很大的影響，造成儲(chǔ)罐的屈曲失穩(wěn)，嚴(yán)重危害石油儲(chǔ)備庫的安全。本文采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量、理論推導(dǎo)和非線性有限元數(shù)值模擬等方法，研究了在役儲(chǔ)罐在沉降以及沉降和軸向載荷聯(lián)合作用下的屈曲響應(yīng)，開展的主要工作如下：
　　（1）采用水準(zhǔn)觀測(cè)法，對(duì)我國中海油寧波某公司G1307號(hào)和G106號(hào)在役儲(chǔ)罐的地基沉降進(jìn)

2、行了實(shí)地測(cè)量，得到了在役儲(chǔ)罐各個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)的高程值，并分析了測(cè)量結(jié)果的環(huán)線閉合差，保證了測(cè)量精度。
　?。?）提出一種基于實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)的沉降曲線擬合方法。針對(duì)沉降觀測(cè)點(diǎn)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(dǎo)沿罐壁底部圓周方向連續(xù)分布的傅里葉級(jí)數(shù)形式理論表達(dá)式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)所有實(shí)測(cè)沉降數(shù)據(jù)的充分利用，準(zhǔn)確地反映罐壁底部的實(shí)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(shí)時(shí)檢測(cè)沉降數(shù)據(jù)

3、的在役儲(chǔ)罐屈曲穩(wěn)定性分析方法。模擬固定頂儲(chǔ)罐和浮頂罐在不均勻沉降作用下的屈曲響應(yīng)，分析罐壁變形與不均勻沉降之間的關(guān)系以及抗風(fēng)圈對(duì)浮頂罐變形和屈曲響應(yīng)的影響規(guī)律，并研究罐內(nèi)儲(chǔ)液對(duì)固定頂儲(chǔ)罐和浮頂罐結(jié)構(gòu)響應(yīng)的影響。
　?。?）基于在役儲(chǔ)罐不同時(shí)刻的實(shí)測(cè)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(chǔ)罐沉降屈曲預(yù)測(cè)方法。建立罐壁底部每一個(gè)觀測(cè)點(diǎn)的泊松曲線沉降預(yù)測(cè)模型，預(yù)測(cè)未來任意時(shí)刻罐壁底部的沉降情況，模擬分析儲(chǔ)罐

4、在不同時(shí)刻沉降作用下的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，預(yù)測(cè)在役儲(chǔ)罐的沉降屈曲時(shí)刻，并比較同一周期檢測(cè)沉降數(shù)據(jù)下，固定頂儲(chǔ)罐與浮頂罐結(jié)構(gòu)響應(yīng)的區(qū)別。
　　（5）提出一種在役儲(chǔ)罐在沉降和軸向載荷聯(lián)合作用下的屈曲分析方法?；趯?shí)時(shí)檢測(cè)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(chǔ)罐在沉降和軸向載荷聯(lián)合作用下的屈曲響應(yīng)。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(dòng)和傅里葉級(jí)數(shù)展開等方法，推導(dǎo)階梯狀變壁厚儲(chǔ)罐軸壓屈曲