支柱支撑式锥底罐抗风及抗震稳定性分析.pdf

第 卷第 期 年 月 科 学 技 术 与 工 程 支柱支撑式锥底罐抗风及抗震稳定性分析 彭文山 曹学文辛敏东王 强刘伟 宋澄宇王同涛 中国石油大学华东 储运与建筑工程学院 青岛 中国石油工程建设公司北京设计分公司 北京 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点试验室 武汉 摘要装满储料时锥底罐主要承受轴向荷载但当内部没有装料部分装料或者在施工过程中风压等横向荷载的作用不 能忽视 同时当遭到地震作用时锥底罐更容易发生失稳破坏风压和地震导致的锥底罐破坏事故在实际工程中时有发生 为了研究支柱支撑式锥底罐的稳定性采用理论分析与数值模拟相结合的方法对锥底罐的抗风稳定性抗倾覆稳定性失稳 稳定性和抗震稳定性进行了细致分析 结果表明 在风荷载作用下锥底罐最大应力出现在支柱与补强板接触部位发生 失稳首先出现在上部罐壁靠近罐顶位置处 地震载荷作用下高应力区主要出现在锥底板支柱位置和罐顶位置 因此在锥 底罐设计与维护过程中要重点考虑这些部位的强度和稳定性 关键词 锥底罐 油砂抗风抗震 应力 稳定性 中图法分类号 文献标志码 随着世界石油需求的不断增长常规石油资源 构的影响锥底罐倒塌事故已为数不少这一情况在 已经不能满足石油需求的快速增长 油砂作为非常 国内外都是普遍存在的 而动荷载作用下的储罐失 规石油资源的主要来源 在世界能源供给中起着举 稳是工程中常见的储罐破坏原因因此对于锥底罐 稳定性的研究具有重要工程意义 本文基于加拿大 足轻重的作用 加拿大油砂资源丰富其中 油砂沉积量占世界天然沥青总量的 可 的地理环境条件结合当地油砂开采项目对 油砂分离设备支柱支撑式锥底罐进行稳定性分析 开采储量约为 亿桶 位居世界首位其油 砂的勘探开发也已经进入大规模商业开发阶段 支 为锥底罐的设计与优化提供参考 柱支撑式锥底罐支承于柱子之上方便运载工具进 结构形式及荷载 入罐体下方 同时可以充分利用重力作用对罐体中 的泥沙进行收集和排出实现油水混合物的沉降分 结构形式 离 已经成为加拿大油砂开发过程中经济有效的分 支柱支撑式锥底罐由锥形漏斗上部罐壁及支 离设备 由于锥底罐在油砂分离领域独特的优势以 柱组成 支柱与底板采用补强板来加强连接补强 及应用规模的不断扩大其强度及稳定性问题也日 板厚度取为锥底板厚度的 倍以保证底板的受力情 益得到重视 况满足要求 补强板采用圆形直径为支柱直径的 目前国内外对于锥底罐的研究主要集中在锥底 倍支柱轴线通过补强板中心 锥底罐支柱支撑 如图 所示 罐结构作为筒