LNG储罐混凝土外罐稳定工况载荷及应力分析

摘要：

LNG储罐结构复杂,构件种类多,受力复杂,分析极限工况下储罐各部位的应力分布,对于研究全容式混凝土LNG储罐失效具有重要的意义.为此,通过对储罐的罐顶结构简化,在考虑储罐受到的可变载荷的基础上,对罐体受力荷载系统进行了分类计算和等效处理,建立罐体承载能力极限状态下的罐顶结构载荷、预应力载荷及其他各类可变载荷的组合工况,并采用ANSYS软件建立简化后预应力混凝土外罐的1/4部分的有限元模型,通过结构化网格处理和易发生应力集中处网格加密处理,对罐体各类荷载进行了等效处理,分析了储罐在承载能力极限状态下的罐体温度和应力分布.结果表明:①空罐工况下罐顶处最大受压受拉应力发生在储罐承压环处,最大应变位于最大拉应力-2.81 MPa处;②空罐工况下承台最大压应力、最大拉应力均位于罐底部与承台连接处外缘,应变最大值也位于承台与罐底接触外缘,此部位易开裂;③空罐工况条件下只有罐顶部与承压环应力达到混凝土破坏极限,而储罐其余部位应力均在材料安全极限范围内;④满罐风载/雪载工况下,罐体混凝土墙在各部位均达到混凝土材料强度极限;⑤满罐风载/雪载工况下承台与罐底连接部位处于混凝土材料受拉应力状态,且拉应力强度远远超过强度极限,该部位小裂纹在一定条件下易发生裂纹扩展;⑥罐体在热角保护部位的压应力达到混凝土抗压强度极限.结论认为,该研究成果为全容式混凝土LNG储罐失效分析提供了理论参考.

关键词：液化天然气、储罐、载荷、等效处理、有限元、极限承载状态、全容式、混凝土外罐

所属期刊栏目：38

资助基金：国家重点研发计划项目“原油天然气储罐及附属管道、辅助设施安全评定与风险评价预警研究”2017YFC0805804

在线出版日期：2018-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：89-96