多基础不均匀沉降球罐的应力分析

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doi：10.3969/j.issn.1001-4837.2013.01.007Stress Analysis of LPG Spherical Tank on MultipleDiferential Settled GroundGAO Hong-li ，LI Wei-jun ，LI Zhi-hai(1.Guangdong University of Petrochemical Technology，Maoming 525000，China；2.Institute for Inspec-tion of Special Equipment Shunde Branch Guangdong Province，Foshan 528300，China)Abstract：The stress of a LPG spherical tank on multiple differential settled ground was calculated andanalyzed by finite element method.The results show that the differential settlement produced a less affecton the shell，but a greater impact on the pillars.Th e supposing loads or stress on each pillars are uneq-uitable while a spherical tank is on multiple differential settled ground.The pillars with less differentialsetlement bear more loads while others bear less.Pre-stress have been produced on the pillars by theweight of the tank before filing the LPG，compressive stress were produced by the weight of LPG when thetank was filled and the combined stress were redistributed.The results show that some of the pillars havethe possibilities of instability。

Key words：spherical tank；muhiple differential settlement ground；pillar；stress基金项目：广东省石化装备故障诊断重点实验室项目第30卷第 1期 压 力 容 器 总第242期表 2 操作工况应力强度评定结果K1存在的应力 应力强度的许用/MPa位置 应力强度/MPa 评定结果 种类及组合强度限制 许可值路径 1 Pm 127 KS 188 合格P， 137 1.5KS 282 合格 路径2PLPb 140 1.5KS 282 合格167 1.5KS 282 合格 路径 3PLPh 223 1.5KS 282 合格80 1.5KS 282 合格 路径 4PLP b 121 1.5KS 282 合格pl 208 1.5KS 282 合格 路径 5P LP bQ 378 3S 564 合格表3 水试工况应力强度评定结果 K1.25存在的应力 应力强度的许用值/MPa位置 应力强度/MPa 评定结果 种类及组合强度限制 许可值路径1 P 16o KS 235 合格P L 173 1.5KS 352 合格 路径 2PLPb 177 1.5KS 352 合格2l1 1.5KS 352 合格 路径3PLPb 279 1.5KS 352 合格93 1.5KS 352 合格 路径4PLPb 14o 1.5KS 352 合格251 1.5KS 352 合格 路径 5PLPbQ 463 3Jsm 564 合格表4 地震与风组合工况应力强度评定结果K1.2存在的应力 应力强度的许用/[/MPa位置 应力强度/MPa 评定结果 种类及组合强度限制 许可值KS 225 合格 路径 1 JPm 127吐 325 合格P， 136 1.5KS 338 合格 路径2PLPb 139 1.5KS 338 合格l68 1.5KS 338 合格 路径 3P LP b 1.5KS 338 合格74 1.5KS 338 合格 路径4PLPb 11l 1.5KS 338 合格206 1.5KS 338 合格 路径5PLPbQ 379 3sm 564 合格从图7，8和表5可看出，存在基础不均匀沉降时，各支柱应力分布很不均匀，l ，3 ，6 支柱上产生了较大的压应力，应力远超过材料许用应力，有失稳的危险，说明基础不均匀沉降对支柱应力影响很大。

以上结果表明，由于基础的不均匀沉降，各支柱上产生了大小不同的附加应力，各支柱应力分布很不均匀，附加应力的大小与支柱基础的沉降· 43·CPVT 多基础不均匀沉降球罐的应力分析 Vo130.Nol 2013差有关；加载时，各支柱上的载荷和应力重新分配，外载产生的应力和自重产生的附加应力叠加，叠加后原来承受拉应力的支柱上应力减小，原来承受压应力的支柱上应力增大。

图7 操作工况下各支柱轴向应力分布云图150爵皇 0- 15O- 300 1 2 3 4 5 6 7 8支柱编号图8 各支柱轴向应力分布曲线表5 不同工况下各支柱的轴向应力及校核结果 MPa支柱编号 1 2 3 4 5 6 7 8操作工况 -210.2 78.1 -181.9 86.2 -43.3 -l92.1 35.6 49.1水试工况 -251.0 41.1 -217.1 49.2 -85.9 -229.1 -1.4 -13.4地震与风组合工况 -200.2 63.9 -180.0 50.1 -99.2 -200.3 60.3 70.6应力校核结果 不合格 合格 不合格 合格 合格 不合格 合格 合格3 结论(1)基础不均匀沉降对球壳应力影响很小，从总体上看球壳应力满足强度要求；(2)基础的不均匀沉降对支柱应力影响很大，由于多个基础的不均匀沉降，各支柱上产生了大小不同的附加应力，各支柱应力分布很不均匀，有部分支柱的应力超标。