大型煤气柜优化设计方法.docx
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大型煤气柜优化设计方法.docx
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大型煤气柜优化设计方法
大型煤气柜优化设计方法
摘 要:
以某工程为背景,以通用有限元结构分析软件MIDAS/Gen为计算工具,建立大型煤气柜的仿真模型并进行分析和研究。
结果表明:
1)对于起围护作用的钢板而言,日照温差产生的应力起控制作用,而风荷载则传递到立柱及横向加劲肋上;2)计算围护结构受力时,日本规范的阵风系数比中国规范大7%~22%; 3)日照温差产生的最大应力点位于加载区域同未加载区域交接的地方,风荷载的方向应与加载区域剖断线的方向相同;4)煤气柜内部气压对结构的自振频率有微弱影响,实际设计时可忽略。
关键词:
煤气柜; 风荷载; 自振频率; 结构设计
0 引 言
煤气柜是用来储存各种气体的设备,也是煤气管网储配站不可缺少的调压储气的关键设备。
煤气柜广泛应用于冶金工业和化工工业,在现代钢铁企业中设有储存高炉、焦炉及转炉煤气的煤气柜,从而达到二次能源再利用的目的,在节约能源的同时又可防止大量煤气放散到大气中而污染环境[1 - 3]。
近年来,随着国家对环境保护的重视程度增加,煤气柜建设数量大大增加,设计工作者逐步积累了一定的设计经验,在此背景下,本文对煤气柜进行了优化设计方面的研究。
本文主要从煤气柜所承受的风荷载、温度作用以及地震作用等方面开展相关研究。
1 计算模型概况
该工程中煤气柜高92 m,直径51.2 m,其中直筒段高度为87 m。
煤气柜共有6层环廊,所在高度分别为16,30,44,58,72,87 m。
煤气柜直筒段钢板厚度为6 mm,顶盖钢板厚度为3.2 mm。
煤气柜的支承骨架体系由28根柱子组成,其中24根为H型钢,截面为H390×300×10×16,另有4根为防扭转柱,截面为T346×300×13×20与
300×30钢板联合形成的类H形截面。
直筒段水平环向加劲肋每4 m设置1道,遇到平台处也增加1道水平环向加劲肋,截面均为T97×150×6×9。
顶盖体系由28根径向横梁及8圈环向横梁构成。
该煤气柜所选用的材料大多为Q235B的钢材,个别构件选用Q345B钢材。
设计气压为12 kPa,煤气柜按6度进行抗震设防,设计基本地震加速度值为0.05g。
煤气柜所在地区基本风压为0.4 kN/m2,大气温度最高为41.1 ℃,最低为-2.3 ℃,侧板经日照后,表面温度最高按70 ℃考虑。
环廊的平台活荷载为2.0 kN/m2,顶盖均布活荷载为0.5 kN/m2。
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