风荷载作用下柜体结构设计理论
随着我国钢铁企业的发展,对大型煤气柜的需求越来越大,由于有大储气量要求,曼型气柜结构往往设计成外尺寸巨大、外壁薄的正多边形悬臂筒体结构。如某30万m,煤气柜,其高度达到了94.78m,在这样的高度下,风荷载作用非常明显,往往超过其他荷载成为气柜设计的控制荷载。虽然国内外尚无煤气柜被风吹瘪甚至破坏的实例,但与曼型气柜结构类似的超大型冷却塔和浮顶油罐被吹瘪的实例国内外都发生过,这种破坏虽不会造成结构完全报废,但有时候修复相当困难且费用很高。因此,把握风荷载作用下气柜结构的受力特点和变形规律,准确确定柜体表面的设计风荷载,并在结构上加设合理的抗风措施是这类高耸结构设计的关键。
从目前查得的文献来看,对风荷载作用下曼型气柜的受力性能以及抗风环的设计方面研究较少,传统理论认为抗风环的截面是由其强度控制的。干式气柜有限元分析结果,提取构件的变形和内力,研究其变化规律,得出各构件强度和刚度校核的控制点;参照薄壁圆筒加强圈和浮顶油罐抗风圈的设计方法,从强度角度推导抗风环的最小截面和最大弯矩的设计公式,并且从刚度和强度两个方面对抗风环的最小截面要求进行研究。
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