大型储罐浮顶制作的几个问题讨论

以往制作的储罐浮顶,单盘形式的较多.青岛丽东芳烃项目中的100000 m3储罐和储罐的双盘浮顶均为我公司首次施工.浮顶全部附件为现场制作,仅浮顶人孔就多达74个、支柱186个、共分6个环形仓、74个船舱.     

应用SMA复合橡胶垫的大型储液罐抗震控制分析

设计了一种SMA复合橡胶垫,以一个3万立方米立式浮顶罐为例,进行ANSYS建模,分别计算了该浮顶罐在刚性基础、叠层橡胶垫以及SMA复合橡胶支座下的模态,并选取EL-Centro波对最大静力点47和罐体高9m、18m处的点178、点361进行时程分析,分析了它们在地震波作用下的加速度与位移并整理了详细的分析数据,最后对上述研究内容及成果作了总结。     

连续梁及网架浮顶的强度与稳定性

浮顶在实际运行中必须具有足够的强度和稳定性能。采用有限元计算并辅以模型试验的方法,对连续梁及网架浮顶在雨载作用下的强度破坏、屈曲失稳、浮顶沉没以及船舱漏水导致浮顶倾覆等强度和稳定性问题进行了分析。针对这种浮顶的结构特点设计了专门的有限元求解方案和模型试验方案,并在此基础上利用商业软件AN SY S的二次开发功能,研制出了浮顶模拟分析专用程序。对计算结果和试验结果进行了比较和分析,二者吻合较好,并验证了该浮顶具有较好的强度和稳定性能。     

直击雷作用下浮顶储罐的电压分布

制作了大型浮顶储罐的等比例模型,研究了储罐模型浮顶在直击雷作用下,使用1根和6根铜编织带时储罐浮顶中心、浮顶边缘、罐壁及罐底各点对地电压分布情况,还使用有限元电场分析软件对储罐罐体以及浮顶上的电压分布进行了计算.结果表明,增加铜带数量可以有效降低浮盘和罐壁间的电位差,从而在一定程度上减少电火花的产生.     

浮顶储罐在地震荷载作用下数值模拟分析

摘要：为了研究浮顶对储罐结构在动力荷载作用下地震响应的影响,选取2000方原油储罐为研究对象,分别建立无浮顶储罐及浮顶储罐的有限元分析模型,进行Ⅲ类场地单向地震激励作用下储罐结构的有限元数值模拟计算,对其在地震荷载作用下的基底剪力、倾覆力矩、晃动波高进行详细的对比。结果表明浮顶的存在对储罐的基底剪力和倾覆力矩产生影响甚微;对晃动波高有一定的抑制作用,2000方储罐波高降低率为41%。     

强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性

为研究强震作用下液化场地桩-土非线性动力相互作用特性,依托海文大桥实体工程,利用Midas/GTS有限元软件,建立了桩-土相互作用模型,分析了地震动峰值为0.35g时4种类型地震波作用下桩身加速度、桩身位移、桩身弯矩及剪力等动力响应,并根据计算结果对桩基在强震作用下的安全进行了评价.结果表明:在0～10 m的可液化粉细砂层,桩身加速度峰值迅速增加,并在桩顶处达到最大,桩顶加速度出现峰值的时刻与桩底相比均呈现滞后现象,最大滞后时间为2.14 s;不同类型地震波作用下,在可液化的粉细砂层,Kobe波产生的桩顶位移最大,El-Centro波次之,5010波产生的桩顶位移最小;桩身弯矩峰值均出现在液化层和非液化层分界处,桩身剪力峰值均出现在地下0～10 m的可液化土层之间,Kobe波作用时,桩身弯矩和剪力峰值均最大,El-Centro波次之,5010波最小;地震动强度为0.35g,5010、5002、El-Centro地震波作用时,桩身弯矩及剪力峰值均未超过桩身截面抗弯和抗剪承载力,Kobe地震波作用时,桩身弯矩峰值小于桩身截面抗弯承载力,而桩身剪力峰值超出桩身截面抗剪承载力的68.6％,桩基础桩身强度不满足抗震要求,建议增加桩基础纵向配筋.     

单盘转子系统受强动载荷作用的刚-塑性动力学响应

通常转子系统的响应分析是在弹性变形假设下进行的，但当转子受到强动载荷撞击时将产生塑性变形。本文结合转子动力学和塑性动力学，分析了单盘转子受强动载荷作用时的刚-塑性动力学响应。首先，将单盘转子系统简化为中间带质量块的简支梁，给出了在阶跃载荷作用下系统的各阶段响应模式。在此基础上，详细讨论了单盘转子在跨度中点受撞击时的动力学响应完全解，并结合龙格-库塔法得到了单盘转子的瞬态变形。所得结果可为转子系统的动力响应和失效分析提供依据。     

地震作用软土震陷特性及变截面群桩动力响应

为研究不同类型地震波作用时软土场地条件下大直径变截面群桩基础的动力响应特性，依托翔安大桥实体工程，通过振动台试验，选取地震动强度均为0.15g的人工合成5010波、1004波，以及Kobe波和El-Centro波，研究了群桩基础桩周土层震陷量、桩身加速度、桩顶水平位移、桩身弯矩等动力响应特性. 结果表明：地震作用下，软土层发生震陷，震陷量为0.16~0.22 cm，其值与输入地震波的频谱特性有关；桩端加速度时程响应曲线较桩顶及变截面处更为“密集”；软土对加速度产生放大效果，输入地震波加速度峰值出现时刻均早于桩端、桩顶及变截面处；桩身加速度及桩顶水平位移分别在1004波和Kobe波作用下达到最大值；5010波和1004波作用下，桩顶产生永久侧向位移；Kobe波作用下，桩身弯矩峰值最大，且弯矩峰值出现时刻最晚. 因此，在进行群桩基础抗震设计时，针对不同桩基特性可选用不同类型地震波进行验算.     

立式浮顶储罐地震响应分析

研究浮顶振动对立式储罐地震响应的影响时,假定浮顶运动为均质刚性圆板振动,运用储罐速度势理论给出了液体运动势函数、基底剪力、倾覆力矩公式,从薄板理论出发建立浮顶的弯矩表达。由Hamilton原理和虚功原理建立了浮顶储罐抗震体系的运动控制方程。采用时程分析方法对浮顶储罐进行地震响应分析,并与未考虑浮顶影响的储罐地震响应进行对比。数值结果表明,考虑浮顶作用具有降低地震响应的效果。     

馆藏浮放文物地震滑移响应振动台试验

为保护馆藏浮放文物,采用振动台试验方法,研究了浮放文物在地震作用下的滑移响应。基于某博物馆陈列柜的实际尺寸,制作了1:1比例的模型。考虑陈列柜底部固定在振动台面上,并考虑在陈列柜内部浮放一玻璃文物,研究了模型在地震作用下的滑移响应。通过输入不同类型、不同强度的地震波,获得了文物典型节点的加速度、位移响应及动力放大系数,讨论了不同摩擦条件的影响,并在理论上对试验结果进行了验证。结果表明：随着地震波强度增大及文物与陈列台之间的摩擦系数减小,文物滑移响应趋于明显。因此,为减小文物的滑移震害,陈列台面与文物之间应有较大的摩擦系数,且对陈列台面最小尺寸应有一定的要求,以避免文物因过大滑移量而产生掉落。     

基于无线技术浮顶储罐密封油气浓度检测

在浮顶储罐火灾事故中,一、二次密封层间的可燃气体浓度过高是导致雷击火灾的重要原因之一。本文就浮顶储罐一、二次密封层间可燃气体监测技术进行探讨,提出了使用无线网络技术进行可燃气体监测的方案,解决了浮顶储罐密封层气体监测的难题,为浮顶储罐安全生产提供了参考。     

埋地管道的地震反应分析

用弹性基础梁理论导出水平L形弯管在地震时的内力计算公式,并结合我国地震地区的实际情况,运用本文公式对震区管道强度进行了核算。结果表明,铺设在地震烈度9度地区的埋地管道不会发生损坏,若管道铺设区的地震烈度达到11度时,埋地管道将发生损坏。这与本文的理论分析基本符合。     

沁水盆地南部煤层气藏特征

以油气、煤田和煤层气勘探阶段积累的资料为基础,系统探讨了沁南煤层气藏的特征。通过对气藏静态特征（包括煤层空间几何形态、煤层气成分和含量、储层物性、吸附特征、储层压力及封闭条件）和动态过程（包括煤层气形成、运移和聚集）的分析,指出晚古生代的煤层在经历了印支期和燕山期两次煤化作用生成的煤层气,在喜马拉雅期遭受了严重的调整与改造后逐渐形成现今的沁南煤层气藏。直接控制该煤层气藏中煤层气富集程度的因素为顶底板与边界断层。目前的高产煤层气井基本上都位于地下水滞流区。     

顶板来压后工作面端头顶板的结构形式、稳定性及支护措施

本文在相似材料模拟实验及现场观察的基础上,就客观上存在的端头顶板结构——弧三角形悬板,运用板的极限分析方法,分析了它的稳定性,明确指出:在能够形成这一端头结构的采场条件下,端头顶板的稳定性好于工作面内的顶板,对于合理地进行顶板支护具有指导意义。     

拱顶罐改装内浮顶罐的结构设计

文中描述了内浮顶罐的特点和作用，讨论了拱顶罐改造为内浮顶罐的结构设计，并探讨了设计中的一些相关问题。     

老顶周期断裂及顶板来压预报

本文建立了老顶周期断裂前后的弹性基础梁模型,分析了老顶断裂位置及其在采场前方的矿压显现。研究表明,老顶通常在煤壁前方断裂,断裂时煤体上出现“压缩—反弹—压缩”三个区域,利用相应的显现可成功预报顶板来压。文中讨论了有关因素对断裂位置及显现的影响。     

论弹性基础变形效应对采场老顶活动规律的影响

由于煤体及直接顶岩层的弹性压缩变形,老顶岩梁端部开裂前并不是处于理想的嵌固支承状态。本文深入地分析了由直接顶和煤层组成的弹性基础变形效应对老顶岩梁活动规律的影响,给出了列传统老顶岩梁来压步距公式进行修正的具体方法。研究成果对于指导现场预计顶板活动规律和进行控制设计具有重要意义。     

老顶的初次断裂步距和周期断裂步距

本文应用板的极限分析法求老顶的断裂步距,从而解决了按板模型周现有的方法不能计算老顶周期断裂步距的问题这种方法的另一个显著的优点是它不但适用于矩形采空区而且也适用于非矩形采空区。作者导出了几种常见开采边界老顶的初次、周期断裂步距的表达式,并通过算例说明了公式的用法。本文最后讨论了工作面长度和开采边界对老顶断裂步距的影响,提出了对坚硬顶板控制有实际意义的工作面临界长度的概念。图5,表1,参6.     

老顶运动状态与下位直接顶断裂位置的关系

本文通过分析老顶与直接顶间作用力大小和分布,研究了老顶运动状态对直接顶断裂位置的影响,提出“Q-判据”,为进一步研究控制直接顶断裂位置提供依据。     

采场支架与老顶总体运动间的力学关系

本文在模拟研究与实践的基础上提出了老顶多岩梁组成时的结构力学模型,深入研究了支架与老顶总体间的相互作用关系,建立起在对老顶上位岩梁采取“给定变形”方案时、反映支架与老顶总体间力学关系的方程式,揭示了进行采场支护设计的基本原则。