柜体环向加劲肋对气柜稳定性的影响
在新型干式煤气柜的设计方案中,柜体是钢材消耗量最大的部分,柜体加劲肋的布置方案直接影响到钢材消耗和现场施工的工作量,为获得最优的加劲肋布置方案,分别取环向加劲肋间距分别为 0.9m,1.8m 以及 3.6m,再对不同加劲肋截面下气柜的特征值屈曲进行计算分析,统计其屈曲特征值和对应等效风荷载如表
4.11:
①风荷载作用下,气柜的屈曲特征值随环向加劲肋截面增大而增大,当采用相同的环向肋截面时,环向肋为 0.9m 的气柜临界基本风压大于环向肋间距为 1.8m和间距为 3.6m 的临界基本风压。这表明环向肋间距和环向肋刚度对气柜风荷载下的稳定均有影响。在同一间距下屈曲特征值随加劲肋截面增大而提高的过程中,3.6m 间距下的提升效率最低,加劲肋由 TM 97×150×6×9 增大至 TM 122×175×7×11时,屈曲特征值从 1.091 提升至 1.138,提高了仅 4%,而间距为 1.8m 时,屈曲特征值提高了 9.1%,间距为 0.9m 时,屈曲特征值也仅提高了 3.8%,这表明不同间距下,气柜屈曲特征值随截面增大而提高的幅度是有很大区别的; ②加劲肋间距为 3.6m 时,仅有加劲肋截面由 TM 74×100×6×9 提高至 TM 97×150×6×9 时,屈曲特征值有明显提升,在 TM 97×150×6×9 之后再提升环向加劲肋截面,对屈曲特征值的提高幅度则非常有限,表明在一定的加劲肋间距下,提高环向加劲肋截面对屈曲特征值的提高作用是有上限的,直接提高加劲肋截面不能提高气柜屈曲特征值时,应该采取减小加劲肋间距的做法。
为在增大环向加劲肋截面和减小环向加劲肋间距这两个提高柜体临界基本风压的方案中获取最优解,对不同加劲肋截面和间距下的临界基本风压和柜体所消耗的钢材数量进行比值以得到最经济的布置方案。对前文所计算的各布置方案中所用的柜体环向加劲肋的材料进行统计后得下表:
4.11:
由表 4.11-4.13 可以得结论:在不同环向肋间距下,气柜的屈曲特征值随加劲肋截面的增大而提高。为更加充分对比各加劲肋刚度和间距的关系,将表 4.11-4.13
汇总成图 4.10:
通过图 4.10 的对比可知: ①风荷载作用下,气柜的屈曲特征值随环向加劲肋截面增大而增大,当采用相同的环向肋截面时,环向肋为 0.9m 的气柜临界基本风压大于环向肋间距为 1.8m和间距为 3.6m 的临界基本风压。这表明环向肋间距和环向肋刚度对气柜风荷载下的稳定均有影响。在同一间距下屈曲特征值随加劲肋截面增大而提高的过程中,3.6m 间距下的提升效率最低,加劲肋由 TM 97×150×6×9 增大至 TM 122×175×7×11时,屈曲特征值从 1.091 提升至 1.138,提高了仅 4%,而间距为 1.8m 时,屈曲特征值提高了 9.1%,间距为 0.9m 时,屈曲特征值也仅提高了 3.8%,这表明不同间距下,气柜屈曲特征值随截面增大而提高的幅度是有很大区别的; ②加劲肋间距为 3.6m 时,仅有加劲肋截面由 TM 74×100×6×9 提高至 TM 97×150×6×9 时,屈曲特征值有明显提升,在 TM 97×150×6×9 之后再提升环向加劲肋截面,对屈曲特征值的提高幅度则非常有限,表明在一定的加劲肋间距下,提高环向加劲肋截面对屈曲特征值的提高作用是有上限的,直接提高加劲肋截面不能提高气柜屈曲特征值时,应该采取减小加劲肋间距的做法。
为在增大环向加劲肋截面和减小环向加劲肋间距这两个提高柜体临界基本风压的方案中获取最优解,对不同加劲肋截面和间距下的临界基本风压和柜体所消耗的钢材数量进行比值以得到最经济的布置方案。对前文所计算的各布置方案中所用的柜体环向加劲肋的材料进行统计后得下表:
距为 3.6m 这两个方案,由图 4.10 可知,加劲肋为 TM74×100×6×9 间距为 0.9m 时临界基本风压为 953Pa,加劲肋为 TM147×200×8×12 间距为 3.6m 时临界基本风压为 527Pa,加劲肋为 TM122×175×7×11 间距为 1.8m 时临界基本风压为 912Pa,通过以上对比可知,在不考虑施工和加工导致的建设成本增加的情况下,加劲肋为TM74×100×6×9 间距为 0.9m 的布置方案比现有设计方案好。
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