汽油加氢装置支撑平台的载荷分析及优化设计

摘要

钢结构支撑平台广泛应用于石化生产中的各个生产环节，在现有的钢结构平台设计中，往往缺少对安全性和稳定性分析和优化设计，这就存在安全隐患和材料浪费问题。本课题以石化生产中汽油加氢装置支撑平台为研究对象，对其进行了静力学分析和地震载荷动力学分析，并进行了结构的优化设计，在保证结构安全性和稳定性的前提下节省了大量材料降低了生产成本。课题主要研究内容如下。
　　根据生产设备自身重力载荷、雪载荷和地震载荷，确定了支撑平台所受载荷参数；根据钢结构的施工规范并结合设备的支撑情况，确定支撑平台的布局形式；同时对支撑平台的主梁、次梁和立柱等主要构件进行设计，确立了构件型材的型号及尺寸。
　　利用 Ansys软件建立了支撑平台的有限元模型，并对建立的支撑平台模型进行了静力学分析，验证了平台结构在静载荷作用下的安全性，同时采用响应谱分析方法，分析了平台结构在地震动载荷作用下的响应情况，得到平台结构在地震动载荷作用下的最大应力值为128 MPa，其值小于材料的许用应力,结构强度满足安全标准要求。
　　以静载荷作用下支撑平台二、三层H型钢轻量化及变形量为优化目标，以平台二层和三层H型钢截面尺寸作为设计变量，对支撑平台进行了优化设计。优化后的支撑平台在地震动载荷作用下最大应力减少3.9％，安全性能得到了提高，同时支撑平台用钢量减少30.2%，有效地降低了生产成本。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2 国内外钢结构行业发展与研究

1.3 课题主要研究内容

第2章 载荷参数确定及整体结构设计

2.1 载荷参数的确定

2.2 支撑平台结构形式的确定

2.3 支撑平台梁型号的选取

2.4 支撑平台立柱型号的选取

2.5 本章小结

第3章 钢结构平台静力学分析

3.1 ANSYS Workbench软件介绍

3.2 支撑平台静力学分析

3.3 本章小结

第4章 钢结构平台地震动力学分析

4.1 平台预应力模态分析

4.2 平台地震动载荷分析

4.3 本章小结

第5章 平台梁的优化设计

5.1 优化参数介绍

5.2 支撑平台梁优化参数设置

5.3 优化结果的选择与处理

5.4 平台优化后载荷分析

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢