某镍业厂钢筋混凝土管架稳定性计算分析

摘要

本文以某镍业厂硫酸区的管架系统作为研究背景，针对该区钢筋混凝土管道支架系统已使用年限较长、管道布置密集、管架结构复杂多样、生产工艺更新升级等现状，为防止管架失稳，保证管网系统的稳定与安全。故通过检测和计算对该区管架进行系统的可靠性鉴定和稳定性分析，并依据鉴定分析结论，作出合理的改善处理建议。其主要内容如下： （1）依据现行国家规范、管架系统的使用现状以及可能存在的安全隐患，对该硫酸区的管道支架进行可靠性鉴定和结构截面抗震验算，以初步评估管架的结构性能，检验管架的整体可靠性，完成可靠性的鉴定评级。并结合鉴定分析结论，就鉴定检测中存在的问题，作出合理的处理建议。 （2）准确掌握该区管道支架的受载情况，确定管架所承受的荷载类型，依据管架荷载设计规范，完成相应荷载的数值计算，并结合设计资料检验计算结果的准确性，以分析管架的受力状况。其中荷载的计算包括:垂直荷载、纵向水平荷载、横向水平荷载以及地震作用的计算。 （3）选取该镍业厂硫酸区6号管道线路的部分支路作为整体建模分析单元，采用ANSYS软件建立包含管道和支架的整体有限元模型。并依据前述荷载计算结果，对模型进行加载分析，得出管架整体结构的应力和位移云图，以此分析管架结构的内力和变形状态，验算结构的强度和刚度，评定管架结构的稳定性。

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第一章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.1.1研究的背景

1.1.2研究的意义

1.2国内外管网系统研究现状及存在的问题

1.2.1国内外研究现状

1.2.2 存在的问题

1.3管网系统的相关概念

1.3.1管道支架的分类

1.3.2 管道性能

1.3.3 管网的工作特性

1.4 管道支架的使用现状及发展趋势

1.4.1管道支架的使用现状

1.4.2 管道支架的发展趋势

1.5 本文的主要研究内容及方法

第二章 管道支架的可靠性评级与抗震验算

2.1管架可靠性鉴定的内容及标准

2.2管架可靠性调查分析

2.2.1初步调查

2.2.2详细调查

2.2.3可靠性鉴定评级

2.2.4 可靠性鉴定结果及处理建议

2.3抗震验算

2.3.1管道结构的基本自振周期

2.3.2 管架结构的地震影响系数

2.3.2管架纵向和横向水平地震作用标准值

2.3.4 结构截面抗震验算

2.3.5 抗震验算结论

2.4本章小结

第三章 管道支架荷载计算

3.1 厂区管道系统概况

3.2 管道支架荷载类型

3.3 管道支架荷载的计算

3.3.1 管道支架垂直荷载的计算

3.3.2 纵向水平荷载的计算

3.3.3 横向水平风荷载的计算

3.3.4 地震作用计算

3.4 本章小结

第四章 管道支架内力和变形有限元分析

4.1 有限元分析方法介绍

4.1.1 线弹性问题有限元分析原理

4.1.2 ANSYS的应用及分析过程

4.2 管网计算单元有限元模型

4.2.1 固定支架结构形式及参数

4.2.2 活动支架结构形式及参数

4.2.3 管道、补偿器及管道支座的模拟处理

4.2.4 管网计算单元有限元模型

4.3 管网计算单元有限元分析

4.3.1 管架底部约束的施加

4.3.2 垂直荷载和水平荷载的施加

4.3.3 重力加速度的施加

4.3.4 管网计算单元竖向位移计算结果和分析

4.3.5 管网计算单元应力计算结果和分析

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

致谢