地基不均勻沉降和風載荷聯合作用下的大型儲罐屈曲分析

(浙江大學 化工機械研究所，杭州 310027)

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現役的儲油罐大部分建在沿江、沿海地區的濕陷性土壤上，由于土層構造復雜，儲罐地基很容易產生沉降與變形[1-3]；同時在夏季，這些地區容易遭遇臺風等突發性氣候，大型儲罐是一種典型的空間圓柱薄殼結構，徑厚比大，剛度小，在暴風甚至長時間弱風的作用下會發生屈曲失效[4-6]。

在役儲罐的檢驗與安全評價是目前的研究熱點。雷翔[7]以幾種不同尺寸的大型變壁厚儲罐為對象，研究其在實測不均勻沉降作用下的結構響應，發現儲罐僅在沉降作用下就有可能發生屈曲失穩；如果儲罐在沉降下未發生屈曲變形，則可以視其為儲罐的結構缺陷。Jiao等[8]通過多點擾動法研究發現,初始幾何缺陷的存在會使薄壁圓柱殼的力學穩定性降低。Portela等[9]采用有限元方法，分析了拱頂儲罐的風致屈曲機理和儲罐的結構響應，并討論了儲罐缺陷對儲罐穩定性能的影響。Chen等[10]在綜合考慮幾何非線性和大變形基礎上，模擬分析了由沉降引起變形的儲罐在軸壓作用下的屈曲行為，發現沉降導致的儲罐局部壓應力可削弱儲罐軸壓穩定性。王昕等[11]以某熱質儲罐為對象，研究了儲罐在自重、內壓、風載荷、雪載荷等多種組合載荷工況下的強度破壞問題，發現多種載荷同時作用于儲罐比單一載荷作用時危害更大。但現有針對儲罐屈曲的研究還多局限于單一載荷作用，對于地基不均勻沉降和風載荷聯合作用下的屈曲行為研究還鮮有涉及。……