高瑞琪， 张 倩， 徐 皓， 田卜元

（中国建筑第六工程局有限公司，天津 300451）

泥砂分离罐体是现代工业生产制造业常见的结构形式，由多个钢结构构件焊接组合而成，在保证自身稳定性的基础上，还应承受加工过程中材料和器械对罐体的冲击荷载。目前，对钢结构罐体的设计分析较少，大多基于标准化图集，特别是对实体单元的有限元分析几乎没有。本文根据具体工程实例，建立有限元梁板单元模型，对泥砂分离罐体受力进行分析验算，相关分析过程及结果可用于指导类似钢结构罐体设计施工。

1 工程概况

深圳市吉华医院项目引入泥砂分离技术对外运土方进行泥砂分离处理。

泥砂分离系统设置2 个泥砂分离罐，2 个罐体紧邻布置。罐体为上部圆柱、下部圆锥的漏斗形；底部设有钢管支撑，钢管通过预埋钢管与基础相连；钢管间连接槽钢作为水平、斜向支撑。罐体的各部分焊接。泥水分离罐体总高度15 m，外径9.55 m；上部圆柱为8 mm 厚钢板，高度6 m；下部圆锥为10 mm 厚钢板，高度5 m；底部由14根壁厚11 mm、直径375 mm 的钢管支撑；钢管间水平支撑为16#槽钢，斜向支撑为12#槽钢。见图1。

图1 泥砂分离罐体结构

2 模型建立

罐体上部圆柱和下部圆锥采用板单元进行模拟（Shell），底部支撑钢管、水平和斜向支撑槽钢采用梁单元（Beam）进行模拟。按网格尺寸500 mm×500 mm，共划分1 220 个板单元、760 个梁单元。见图2 和表1[1]。

表1 罐体模型材料参数

图2 泥砂分离罐体有限元模型计算单元及网格划分

罐体支撑钢管通过预埋钢管与基础相连，因此将罐体模型的支柱下端进行约束，U1=U2=U3=0，UR1=UR2=UR3=0[2]。……