储油罐顶单层球面网壳整体稳定研究

摘要

石油需求量的不断增加,对储油设施提出了更高的要求。其中储油罐大型化的主要制约因素是罐顶大跨度的实现。由于良好的经济性和施工的便利性,采用毂型节点的单层球面网壳在储油罐项应用中逐渐得到关注。
　　 通常设计将毂型节点视为刚接节点,导致了一些工程事故的产生。本文根据实际情况将承插式毂型节点简化为刚.铰接节点,为了保证结果的普遍性,选取两个不同跨度的单层球面网壳进行分析。首先讨论了这种节点形式对网壳结构内力分布和节点位移的影响。然后分别采用理想模型和考虑几何初始缺陷的模型,分析了刚-铰接节点对网壳结构整体稳定性的不利影响。接着通过计算不同几何初始缺陷对分别采用刚接节点和刚-铰接节点的网壳的作用,讨论了采用刚-铰接节点网壳的缺陷敏感性。本文采用一致缺陷模态法考虑几何缺陷。
　　 另外,运用柱面等弧长法进行有限元分析时,需要设置初始步长和最大弧长两个参数。本文讨论了参数设置对临界荷载的计算结果的影响,发现参数变化会对理想模型的临界荷载产生很大影响,但对引入初始几何缺陷的模型几乎没有影响。
　　 相对于支承在柱顶的网壳,只依靠罐体支承的储油罐顶网壳受下部支承结构的影响很大,本文对这种影响做了对比分析。另外为了简化计算,提出了用弹性支承代替下部结构的方法,并证明了这种方法的可行性。
　　 最后讨论了拟壳法对采用毂型节点的单层球面网壳的适用性。