LNG储罐混凝土外罐稳定工况载荷及应力分析

• 作者: 冷明 张娜 李兆慈 李小红 陶婧莹
• 来源期刊: 天然气工业
• 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
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 集输与加工
• 页码范围: 89-96
• 页数: 8页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3787/j.issn.1000-0976.2018.11.012

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.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	李小红		9	32	4.0	5.0
2	张娜		48	76	4.0	7.0
3	陶婧莹		2	0	0.0	0.0
4	李兆慈		7	19	2.0	4.0
5	冷明		2	2	1.0	1.0