气柜风荷载作用下的有限元分析
通过在模型上施加风荷载并进行非线性静力分析,提取在风荷载下气柜立柱、抗风环和侧板等的变形和内力情况,研究其变化规律,并结合第三章内压作用下有限元分析结果,确定考虑内压和风荷载共同作用下构件强度和刚度校核的控制点,为设计工作提供参考。
对曼型气柜有限元模型的建模过程和网格划分做了介绍,这里不再赘述。每块侧板沿宽度方向6等分,沿高度方向106等分,这样每块侧板被分为636个矩形板单元;抗风回廊与板肋的网格沿宽度方向和板对应,分为6个空间梁单元;立柱与高度方向的板单元对应,分为106个空间梁单元。由于柜顶风载是一合力向上的风吸力,当单独分析柜顶结构时,在荷载组合时应考虑这部分荷载,但当对干式气柜整体进行分析时,该部分荷载对柜体部分而言是一有利荷载,建模时可以忽略。曼型气柜的风载体型系数受当地的场地条件、气柜表面的粗糙程度和相邻高大建筑的影响较大。实际工程设计时,建议通过风洞实验来确定柜体表面的荷载分布情况,本文有限元分析时,风载作用下,曼型干式煤气柜柜体沿风向存在一个对称面,因此,可以取半边气柜进行结果后处理。将迎风面最大风压力处的立柱编号为1,逆时针方向将其余柱依次编号为2、3、……。对立柱的变形情况,本文主要关注其沿柜体直径方向的位移,因此对立柱可建立如图4.5所示的局部坐标系,其x轴沿柜体直径方向始终指向柜体中心。
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