1. 坦克定义

储罐定义是存储在一个或多个对话框中的一组数据,它批量存储和管理创建储罐设计所需的不同类型分析模型的所有信息。

LUSAS LNG 系统的模型生成自动化模块使用储罐定义中存储的信息生成二维和三维、静态、热和地震模型。

应默认定义构建二维纠正分析模型所需的数据,并根据需要添加构建其他分析模型所需的信息。

2. 保存菜单和数据

液化天然气储罐> 储罐定义

在油箱定义中,输入配置分析模型所需的信息,如油箱规格、加载条件、材料属性和边界条件。 您输入的信息存储在 LUSAS 建模器左侧的 “实用工具 “选项卡中,您可以在此存储和管理不同类型的油箱定义数据。

3.水箱类型

(1) 材料

选择油箱类型。

储罐定义 - 储罐类型 - 材料
  • 混凝土混凝土水箱

  • 金属:钢制水箱

  • 钢顶混凝土罐:罐顶由钢板制成的混凝土罐(以下简称 CWSR 罐,即混凝土墙钢顶罐))。

(2) 海拔

为水箱选择一个形状。

储罐定义 - 储罐类型 - 高度
  • 地面地面储罐

  • 高架/隔震高架储罐或带隔震支脚的储罐

4. 底板规格

指定油箱类型/材料为混凝土,并输入混凝土油箱的底板规格。

混凝土罐的定义

如果油罐类型/标高选择的是 “高架/隔震”,则表示该油罐要么是高架油罐,要么是带隔震装置的油罐,因此不需要填写底部加热的字段。

混凝土储罐的定义 - 底板和顶板

5 墙壁规格

指定油箱类型/材料为混凝土,并输入混凝土油箱的箱壁尺寸。

混凝土储罐的定义 - 隔离墙

选择二维轴对称耦合热分析/结构分析,可增加使用二维轴对称元素生成热分析模型所需的 Corner Protection 参数输入。

在对话框的右下角,边角保护输入将根据输入的隔热规格信息显示相应的建议。 绝缘规格在[Insulation] 选项卡中指定。

混凝土储罐定义 - 边角保护

[Wall stages] 按钮,您可以分别指定墙体混凝土浇筑的各个阶段,并按施工阶段反映在分析模型中。

(1) 确定墙体施工阶段

混凝土储罐的定义 - 罐壁阶段

阶段 Y/N:指定混凝土墙是否与之前浇筑的混凝土分开。


*提示
根据阶段 Y/N 的设置,在施工阶段分析模型上

[Advanced Tips] 我们将它们概括为“长城阶段”

(2) 临时墙壁开口

输入临时开口规格后,在创建三维模型时就会包含开口的位置,并在施工分期分析模型中执行开口和关闭阶段的持续时间。

如果输入的宽度或高度值为 0,则假定为无,您最多可以定义两个开口。 开口总是被假定在扶壁之间,开口的位置由任何扶壁中心到开口中心的角度决定。

开口是在建模坐标的 X 轴上创建的。

如果有两个开口,它们是对称的,面对面。 但是,如果扶壁的数量为 3,则有 3 个墙面法线截面,因此将在其中 2 个墙面上创建扶壁。

预应力自由长度(Wgap)和预应力自由高度(H)包括开口周围的宽度和高度,是在施工阶段分析模型中施加预应力荷载时,开口存在时未施加预应力荷载,而在开口关闭后施加预应力荷载的区域。

混凝土储罐的定义 - 临时开口
  • 洞口位置角 (Theta):相邻扶壁中心到洞口中心的角度 (度)

6 屋顶规格

(1) 屋顶侧片

CWSR 罐顶的定义 - 侧梁

屋顶穹顶

– 圆顶半径 (Dr):回路内侧的曲率半径
– 穹顶高度 (Dh):从墙顶到屋顶外表面顶端的距离
– 极束角 (Pa): 与压缩环起点的夹角

上压缩环/连接板

– 压缩环 1 长度(毫米):压缩环总长度(直线距离)
– 压缩环 1 厚度(毫米):压缩环的厚度
– 连接板厚度(Tc,毫米):连接屋顶和墙壁的板厚度

侧环

– 半径(毫米):从大梁中心到环圈内侧的半径。

(2) 屋顶极片

CWSR 罐顶的定义 - 极梁

– 钢板厚度(毫米):由横梁分隔的每个环形圈的环形钢板厚度
-. 不 极束 由横梁分隔的每个环形圈中的椽梁数量。

-. 不 支撑 由横梁分隔的环形结构中每个环形结构的支撑构件数量。
如果支撑形状为 “V”、”A “或 “X”,请输入构件组数而不是构件数。

– 支撑类型: 参照图片选择支撑形状

7.横梁截面

钢制储罐的定义 - 型钢截面

根据钢材料定义的构件横截面几何形状输入规格。 对于非对称构件,请参照墙面或屋顶焊缝面确定尺寸。

8. 材料特性

定义构成 CWSR 的底座、墙壁、环梁、屋顶等的材料属性。

对于桩基,我们定义了两种类型的桩:环绕放置的桩(Pile(Cir))和网格放置的桩(Pile(Cross))。

CWSR 储罐材料特性的储罐定义

9. 边界条件 – 用于二维模型

底板边界条件有三种可能的定义,默认的定义是用于二维模型的边界条件,其中假定油箱是轴对称的。

二维支撑条件下的水槽定义

(1) 固定支助

选择是否要假设完全固定的地板表面。

二维支撑条件下的水槽定义 - 固定支撑

(2) 分布式弹簧支撑

选择假设单位面积的弹簧常数。

二维支撑条件下的水槽定义 - 分布式弹簧支撑系统

(3) 桩基支撑

如果文件底座不是轴对称的,但您想假定其行为是轴对称的并创建一个二维模型,请计算从油箱中心到每个距离仓的等效弹簧常数,并在应用时选择它们。

添加 “和 “移除 “按钮允许您添加或移除弹簧边界。

二维支撑条件下的水槽定义 - 桩基支撑

(4) 支持部门的最新情况(3D)

如果在 “要创建的目标模型 “下选择 “三维壳体结构 “选项,就可以定义创建三维壳体模型时所需的附加信息,并添加 “支持(三维)”选项卡,如下图所示。

三维支撑条件下的水槽定义

在 “支持(3D)”选项卡中,输入生成 3D 模型所需的文件位置和每个文件体的弹簧常数;在 “支持(2D)”选项卡中,启用 “从支持(3D)更新 “按钮,如下图所示,点击后,将根据 3D 模型的边界条件计算和更新 2D 模型的边界条件。

二维支撑条件的水槽定义 - 从支撑(三维)更新


*提示
从支持(3D)更新 “执行的转换过程类似于

[Advanced Tips] 支持(3D)的最新情况 “中对此进行了概述。

10. 边界条件 – 用于三维模型

如果在 “要创建的目标模型 “下选择 “三维壳体结构 “选项,就可以定义创建三维壳体模型时所需的附加信息,并添加 “支持(三维)”选项卡,如下图所示。

三维支撑条件下的水槽定义

(1) 简化地基

如果选择 “支撑类型 “为 “简化基础”,则可以输入文件位置和文件的弹簧常数,文件将在三维模型中作为弹簧边界建模。

三维支撑条件下的水槽定义 - 简化地基

横向支撑刚度

– 垂直刚度[kN/m]:按网格排列的文件的各个垂直弹簧常数

– 水平刚度[kN/m]:网格文件的单个水平弹簧常数

X 坐标:定义位于整个 BaseSlab 四个象限的文件的 X 坐标。 第一列中的 P1 坐标将是最靠近水箱中心的桩的位置。 输入必须定义为正 (+)。 如果将横向桩的所有输入值定义为零,则在分析中只考虑圆周桩,而不考虑横向桩。

Y 坐标:定义位于整个 BaseSlab 四个象限的文件的 Y 坐标。 第一列中的 P1 坐标将是最靠近水箱中心的桩的位置。 输入必须定义为正 (+)。 如果将横向桩的所有输入值定义为零,则在分析中只考虑圆周桩,而不考虑横向桩

网格向导

单击 “网格向导 “按钮,为文件生成将放置在网格中的坐标。

10储罐定义 - 确定桩位

X方向的桩数: X 方向桩数

– 在 Y 方向添加行:在 Y 方向添加一行,在 X 方向添加已定义的文件数

– 删除行: 沿 Y 方向删除最后一行

– 桩的起始偏移量(X 米):从第一根桩的原点算起的 X 方向距离。 如果将该值定义为 0,则堆中第一列的 X 坐标将为 0。

– 桩位起始偏移量(米):从第一根桩起始点算起的 Y 方向距离。 如果将该值定义为 0,则堆中第一列的 Y 坐标将为 0。

X方向的一般桩距(米): X 方向的距。

Y 向一般桩距(米): Y 向的桩距。

桩基布置概要

当您输入一批文件堆时,系统会显示已放置文件的摘要信息,如下图所示。

储罐定义 - 桩基布置概要

-. 不 圈 :在整个油箱中放置的圆周批量文件的数量

-. 不 横穿 格栅批处理文件的数量

– ∑X2Cir:按圆周放置的文件每个 X 坐标的平方和。

– ∑X2交叉:网格文件每个 X 坐标的平方和


*提示
关于”∑X2 Cir “和”∑X2 Cross “的使用

[Advanced Tips] 地震分析中的基本建模概念–梁杆模型“。

(2) 详细的基础

如果选择 “支撑类型 “为 “详细地基”,则会添加地基和地面选项卡,并删除弹簧常数字段。

三维支撑条件下的水槽定义 - 详细地基

根据地基和地基选项卡上的输入,三维模型中的桩也使用梁元素建模。

带有详细地基的 3D 外壳模型

(3) 地基(地面)

如果将 “支持类型 “选为 “详细地基”,地基选项卡将允许您输入地基结构的规格。 如果 “储罐类型 “为 “地面”,”标高 “为 “地面”,则只输入桩的规格。

三维支撑条件下的储罐定义 - 地上地基

桩(圆)/桩(横) – 柱状批处理文件/网格批处理文件

– 包括:选择何时要对桩进行建模

– 高度:无。 (桩的长度取决于在 “地基 “选项卡中输入的岩土工程信息)

– 截面形状:从圆形实心、圆形空心或弹簧中选择

选择 “弹簧 “可启用 “弹簧常数 “输入,对地基建模,但不对桩基建模,桩基由弹簧约束代替。 (见下图)

三维支撑条件下的水槽定义 - 基层刚度

基层刚度

选择何时在筏下添加弹簧边界条件

– 垂直刚度(兆牛/米/平方米):垂直方向上单位面积的弹簧常数

– 水平刚度(MN/m/m2):垂直方向上单位面积的弹簧常数

(4) 地基(高架/隔离式)

如果将 “支持类型 “选为 “详细地基”,地基选项卡将允许您输入地基结构的规格。 如果 “储罐类型 “为 “高架 “和 “高架/隔离”,请输入隔离装置、基座、筏和桩的规格。

三维支撑条件下的储罐定义 - 高架地基

隔离器

– 包括:选择何时建立隔震模型。

– 高度:隔震杆的高度

隔震被模拟为具有无限刚度(非常大的弹簧常数)的关节元件。 由于通过 LUSAS 的基本功能为每种类型的隔震装置定义输入更为有效,因此有必要在 “属性/材料/连接 “菜单中分别定义和应用最能代表隔震装置类型的材料属性,如下图所示。

由于通过 LUSAS 的基本功能为每种类型的隔震装置定义输入更为有效,因此有必要在 “属性/材料/连接 “菜单中分别定义和应用最能代表隔震装置类型的材料属性,如下图所示。

隔离器材料特性菜单

基座

– 包括:当您想为底座建模时进行选择

– 高度:基座高度

– 截面形状: 在圆形、矩形 1 和矩形 2 之间进行选择(见下图)

D1: 根据截面形状确定直径/宽度/高度

D2: 根据截面形状确定直径/宽度/高度

筏子

– 包括:选择要制作 Raft 模型的时间

– 高度:木筏的高度

桩(圆)/桩(横) – 柱状批处理文件/网格批处理文件

– 包括:选择何时要对桩进行建模

– 高度:无。 (桩的长度取决于在 “地基 “选项卡中输入的岩土工程信息)

– 截面形状:从圆形实心、圆形空心或弹簧中选择
选择 “弹簧 “可启用 “弹簧常数 “输入,对地基建模,但不对桩基建模,桩基由弹簧约束代替。

D1: 根据截面形状确定的直径

– D2:截面形状与厚度(仅适用于圆形空心截面)

三维支撑条件下的水槽定义 - 基层刚度

基层刚度

选择何时在筏下添加弹簧边界条件

– 垂直刚度(兆牛/米/平方米):垂直方向上单位面积的弹簧常数

– 水平刚度(MN/m/m2):垂直方向上单位面积的弹簧常数

(5) 土壤性质

在以下情况下会添加 “地面 “选项卡的 “土壤属性 “选项卡

– 在要构建的目标模型中选择了 “3D 壳体结构”、
如果在 “支持 (3D) “选项卡中将 “支持类型 “选择为 “详细基础

– 当在 “要建立的目标模型 “中选择 “二维梁棒地震 “时

您可以为每个编组输入水平和垂直弹簧常数。

地面不直接建模,此处定义的弹簧常数作为水平和垂直弹簧约束应用于桩的每个节点。

三维支撑条件下的储罐定义 - 地面特性

刚度分布

说明模型如何考虑每个岩层的岩土特性导致的垂直和水平弹簧常数的变化。

– 常量: 假设每层只有一个值

– 线性插值:假设每层都有线性变化

桩边界刚度

– 层编号: 每个层的序列号(自动分配)

– 土层深度: 每层的累积高度(根据厚度自动计算)。

– 层厚(米):每层高度

– 静态 kh(MN/m/m):水平地面弹簧常数。 用于固定 3D 模型

– 静态 kv(兆牛/米/米):垂直方向的地球弹簧常数。 用于固定 3D 模型

– 动态 kh(MN/m/m):动态地弹簧常数。 用于 3D 模型白云石/特征振动分析

– 动态 kv (MN/m/m):垂直方向的动态地弹簧常数。 用于 3D 模型白云石/特征振动分析

– 叠加 kh(MN/m/m):垂直方向的地球弹簧常数。 在梁柱抗震分析模型中用作桩的边界条件,整个桩由一个梁柱元素表示。

桩趾刚度

只有在 “要创建的目标模型 “中选择了 “三维壳体结构”,即三维壳体模型包含桩基时才需要。 指定桩端边界条件。

静态刚度用于石英岩,动态刚度用于辉绿岩/固有振动。

11. 结构荷载

(1) 固定负载

定义应用于分析模型的结构载荷。 带 “0 “的条目将被忽略。

储罐定义 - 结构自重
  • 荷载类型: 结构荷载类型,包括固定荷载和静水荷载。 有关输入载荷以及载荷重装的方向和位置的提示,请参阅右侧插图。

  • 加载长度: 以米为单位定义加载长度。 载荷重载长度始终定义为正数,如果不考虑此类载荷,则留为 0 或空白。

  • : 以 kN/m 或 kN/m2 为单位定义载荷大小。 无论加载方向如何,它都必须定义为正数,加载方向如右图所示

(2) 可变负载

定义分析中要考虑的可变载荷。

储罐定义 - 结构可变载荷
  • 荷载类型: 结构荷载类型,包括固定荷载和静水荷载。 有关输入载荷以及载荷重装的方向和位置的提示,请参阅右侧插图。

  • 加载长度: 以米为单位定义加载长度。 载荷重载长度始终定义为正数,如果不考虑此类载荷,则留为 0 或空白。

  • 最大/最小值 以 kN/m 或 kN/m2 为单位定义负载大小。 当定义为正值时,负载重载方向如右图所示。 不过,通过将最小气体压力定义为 (-) 值,负压负荷也可以考虑在内。

(3) 预应力荷载

储罐定义 - 预应力荷载

垂直预应力

– 肌腱总作用力(千牛顿,长期/短期)
定义垂直预应力的总腱力。 垂直预应力荷载的计算方法是将用户输入的腱力除以施加荷载的面积,并施加到环梁的顶面和墙的底面。

– 二维转换 [kN/m2]
:在二维轴对称模型中,荷载以单位面积荷载的形式施加在墙的顶部/底部。

3D 外壳转换 [kN/m]
注:在三维壳体模型中,单位长度的荷载作用在墙的顶部/斜面上,并将使用的值进行换算。

水平预应力

– 科室 ID
ID:为施加在墙体上的水平预应力荷载定义一个从 1 开始的顺序 ID(1、2、3 等),BaseSlab 和 RingBeam 除外。

Low el [m]
定义断面上重新施加预应力荷载的点,单位为米。 BaseSlab 俯视图。

– 高程[米]
定义重新加载预应力荷载的截面端点(米)。 BaseSlab 俯视图。

– 装载长度
加载重载长度根据用户输入的 “起始位置 “和 “结束位置 “自动计算。 如果加载重载长度输出为负 (-) 值,则需要重新检查您定义的 “起始位置 “和 “结束位置 “的输入。 如果载荷重载长度输出为 0,则 “起点 “和 “终点 “定义为相同的值,分析中不考虑载荷。

– 预应力荷载(短期/长期)
:以 kN/m2 为单位定义预应力荷载,但无论荷载方向如何,预应力荷载都必须为正 (+)。 考虑到肌腱的半径,肌腱上的箍筋力被重新加载为作用于中心方向的压力荷载。

12. 温度负荷

选择 “二维轴对称热耦合/结构 “将添加 “热加载 “选项卡。

储罐定义 - 热负荷

初始温度(结构)

– 温度[C]: 结构的初始温度。
(热分析得出的温度与初始温度之间的差值作为温度负荷,会导致热应力)。

初始温度(土壤)

– 温度[C]: 地面初始温度。
(热分析得出的温度与初始温度之间的差值作为温度负荷,会导致热应力)。

土壤底部深度和温度

– 长度[米]:模型中要包括的土壤深度(土壤深度)

– 温度[C]:地面温度


*提示
有关为什么需要 “土壤底层深度和温度 “以及它在建模中的样子的更多信息,请参阅

[Advanced Tips] 地面温度边界建模概念”

外部温度

– 温度[C]:室外温度

– 对流系数[J/m2sC]:结构外部与大气之间的对流系数

– 边界类型: 温度边界类型(”预设 “或 “对流”)。

  1. 规定:使用 LUSAS 规定的温度载荷定义温度边界。 恒温假设。
  2. 对流: 必须输入对流系数,并用 LUSAS 环境温度定义温度边界。 假定与外界进行热交换导致温度变化。

液体温度

– 温度[C]: 流体温度

– 对流系数[J/m2sC]:流体与墙壁内表面之间的对流系数

– 边界类型: 温度边界类型(”预设 “或 “对流”)。

  1. 规定:使用 LUSAS 规定的温度载荷定义温度边界。 恒温假设。
  2. 对流: 必须输入对流系数,并用 LUSAS 环境温度定义温度边界。 假定与外界进行热交换导致温度变化。

基础加热

– 温度[C]: 基准加热温度,假定保持恒定。
基底加热 “覆盖范围和位置在 “水槽定义 “选项卡中作为基底板规格输入。


*提示
有关如何确定 “基本加热 “覆盖范围的信息,请参阅

[Advanced Tips] 这在“确定基本加热范围 “中有所介绍。

溢出 1 至 5

– 长度 [m]:内罐储存的液体溢出并接触外罐的高度。

– 温度[C]: 流体温度

– 对流系数[J/m2sC]:流体与墙壁内表面之间的对流系数

– 边界类型: 温度边界类型(”预设 “或 “对流”)。

  1. 规定:使用 LUSAS 规定的温度载荷定义温度边界。 恒温假设。
  2. 对流: 必须输入对流系数,并用 LUSAS 环境温度定义温度边界。 假定与外界进行热交换导致温度变化。


*提示
有关使用二维模型进行外流分析的实用性和局限性的更多信息,请参阅

[Advanced Tips] 回顾二维溢出分析的实用性

13. 隔热

选择 “二维轴对称热耦合/结构 “时,将添加 “隔热 “选项卡。

(1) 尺寸

参照对话框右侧的图片,输入各层的绝缘规格。

储罐定义 - 隔热尺寸

– ID:当前层内的绝缘序列号

– 长度:当前层中每个绝缘体所占的单独长度

– 厚度: 当前图层的厚度

– 材料 ID:”材料 “选项卡中定义的绝缘材料属性序列号

*注

热分析假定使用二维轴对称模型,因此每层基础保温层的总长度与墙内表面的半径相匹配。


*提示
有关输入绝缘规格的更多信息,请参阅

[Advanced Tips] 储罐定义 – 输入隔热参数“。

(2) 材料

储罐定义 - 绝缘材料

CTE[1/C]:线性膨胀系数

– 导热系数 [J/m s C]: 导热系数

– 热容量[J/m2/C]:热容量

由于隔热材料不需要进行结构分析,因此不使用弹性模量、泊松比和质量,也无需输入。 所示数值用作隔热材料的材料属性,以满足分析模型的要求,但不会影响热分析结果。