【摘要】：隨著中國經(jīng)濟的快速增長,天然氣在中國能源結(jié)構(gòu)中所占的比重也越來越大。大型LNG儲罐作為儲存天然氣最常用、最經(jīng)濟的方式,其建造在中國處于快速增長的階段,但目前國內(nèi)尚不能自主設(shè)計及建造,因此對大型LNG儲罐的研究意義重大。大型LNG儲罐的外墻一般由預(yù)應(yīng)力混凝土建造,其應(yīng)力分布及變形比較復(fù)雜。本文采用理論分析推導(dǎo)與數(shù)值模擬計算相結(jié)合的方法,以山東某工程實例為研究對象,充分考慮預(yù)應(yīng)力混凝土材料的非線性,主要進行了以下研究:1、首先為了探索外罐混凝土施工期間開裂機理,分別確定熱分析與結(jié)構(gòu)分析中需要的各種參數(shù)。通過數(shù)值分析模擬LNG外罐十層混凝土的澆筑過程,在研究了儲罐儲罐溫度應(yīng)力分布后,對其總結(jié)歸納,并在此基礎(chǔ)上提出了施工期間混凝土開裂預(yù)防措施。2、對外罐保溫層和溫度應(yīng)力的計算方法進行了介紹,并以實際工程為研究對象,用ANSYS有限元軟件,計算得出LNG儲罐正常使用與內(nèi)罐泄漏情況下的受力情況。在研究了儲罐外罐應(yīng)力分布、破壞形態(tài)后,對其總結(jié)歸納,并在此基礎(chǔ)上提出了二種外罐結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法。結(jié)果表明:外罐混凝土在施工期間,下層混凝土受上層影響深度達1.8 m。第一澆筑層相對其它層更容易開裂,最先出現(xiàn)開裂的是第一澆筑層底部外側(cè)。外墻在正常使用狀態(tài)下,大型LNG外罐受力比較合理。內(nèi)側(cè)與外側(cè)都不會產(chǎn)生嚴重的裂縫,但是外罐內(nèi)側(cè)混凝土較外側(cè)混凝土產(chǎn)生開裂的幾率更大。在內(nèi)罐完全泄漏狀態(tài)下,得知在普通荷載與LNG液壓的作用下,外罐內(nèi)側(cè)混凝土和外側(cè)混凝土產(chǎn)生開裂的位置不同,產(chǎn)生的裂縫都是豎向裂縫。且內(nèi)側(cè)產(chǎn)生裂縫的幾率比外側(cè)要大。通過分析大型LNG儲罐外墻承受荷載及應(yīng)力分布的情況,給出了環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼筋調(diào)整、罐壁不等厚設(shè)計兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方案;然后根據(jù)每種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,在ANSYS中建立數(shù)值模型,分別將計算結(jié)果進行對比分析,結(jié)果表明兩種種方案都提高了儲罐的承載能力。
【圖文】：

第三章 大型 LNG 儲罐外罐施工期間開裂機理預(yù)防措施研究本文以山東某LNG 項目的 16 萬 m3儲罐外罐為研究對象，外罐混凝土共分十筑，每層施工高度 3.6m，每四天澆筑一層�；炷镣夤迌�(nèi)徑為 41m，罐厚 0 36m 模板采用 20mm 膠合板。由于儲罐底部受基礎(chǔ)約束作用，所以建模時將所有自由度全部約束。儲罐外罐混凝土模型如圖 3-2。

度溫C第一澆筑層第三澆筑層第五澆筑層第七澆筑層第九澆筑層第十澆筑層圖 3-3 施工第 40d 的溫度分布Fig3-3 Temperature distribution at 40d
【學(xué)位授予單位】：中國石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE972

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本文編號：2555401