分馏塔是石油化工产品分馏的一种设备,工作过程中,温度达到零下一百多摄氏度,因此分馏塔工作时必须采取隔温措施。FON系列分馏塔是一种空气分馏设备,在长期应用中形成了三种大、中、小三种型号。各种型号分馏塔均采用钢构筑物(称为保冷箱)围护并支撑部分设备,然后在分馏塔与构筑物间填充珍珠砂隔温。保冷箱采用外围钢板的框架结构体系,为适应工艺流程要求,结构高宽比大,立面不规则。多年以来这种结构在应用中定型化,对其结构性能缺少研究。而随着市场化的要求,需要根据用户的具体条件及要求进行针对性设计。在一系列结构的初始分析中,发现内填料作用按静水压力与朗肯土压力处理,对结构产生的效应与实际情况非常不符,因此对内填料的作用还要研究。内填散料对保冷箱作用机理不清楚;设计中结构的二阶效应未考虑或考虑不准确是此类结构中存在的普遍问题。在一系列分馏塔保冷箱的分析研究过程中提出针对以上两个问题的解决方案,正是本论文的核心所在。本研究首先参考筒仓设计对珍珠砂作用进行了合理的假设并推导出珍珠砂荷载作用的形式,对其使用范围进行了广泛讨论;其次,承受重力荷载的高而窄的框架,二阶效应不容忽视,本文在弄清楚内填料作用机理以及考虑剪切变形的影响情况下,根据限元分析理论,利用ANSYS的非线性功能考虑二阶效应对此结构进行了分析;最后,对同类结构的分析提出了合理的建议,为内填散料结构的分析与设计提供有益的参考。