軟土地基上儲(chǔ)油罐抗震設(shè)計(jì)

天津大學(xué)學(xué)報(bào)第’+卷第4期$(("年2月^_‘a(chǎn)R1b_c.d1R^dR‘Rde/afd.gehij’+Rhj4fklj$(("軟土地基上儲(chǔ)油罐的抗震設(shè)計(jì)!李長(zhǎng)升"#項(xiàng)忠權(quán)"#丁景運(yùn)$天津’南京$%"&天津大學(xué)建筑工程學(xué)院#((()$*$&金陵石油化工公司工程部#"((+$,摘要-軟土地基上儲(chǔ)油罐的抗震分析由于翹離等因素的非線性影響#計(jì)算非常繁復(fù)#雖然經(jīng)過(guò)一系列簡(jiǎn)化#仍須經(jīng)過(guò)迭代運(yùn)算#該文根據(jù)儲(chǔ)油罐的工程特點(diǎn)及震害經(jīng)驗(yàn)提出了一種簡(jiǎn)化計(jì)算方法以方便工程應(yīng)用&關(guān)鍵詞-儲(chǔ)油罐*地震*軟基中圖分類號(hào)-0$"./文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼-1文章編號(hào)-(+2’3$"’)%$((",(43(4))3(4隨著石化工業(yè)發(fā)展的需要#我國(guó)不可避免地要在沿江5沿海的軟弱地基上建造越來(lái)越多的儲(chǔ)油罐&已有的國(guó)內(nèi)外震害實(shí)例充分表明#地震時(shí)軟土地基上儲(chǔ)油罐容易發(fā)生破壞#甚至在某些6度地震區(qū)也出現(xiàn)油"8罐的震害7&軟土地基上儲(chǔ)油罐的抗震分析由于翹離等因素的非線性影響#計(jì)算非常繁復(fù)#雖然經(jīng)過(guò)一系列簡(jiǎn)化#仍然需要經(jīng)過(guò)迭代運(yùn)算#在工程上使用時(shí)還是不太方便&作者經(jīng)過(guò)大量的實(shí)際儲(chǔ)油罐的計(jì)算后發(fā)現(xiàn)#根據(jù)儲(chǔ)油罐的工程特點(diǎn)及震害反應(yīng)#計(jì)算方法可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化#在進(jìn)行儲(chǔ)油罐的抗震設(shè)計(jì)時(shí)#只需求出儲(chǔ)油罐的極限抗力矩#并將它與儲(chǔ)油罐的地震彎矩加以比較#校核其是否滿足強(qiáng)度要求#這就避免了復(fù)雜的迭代計(jì)算&這一簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)方法大大方便了工程應(yīng)用&>GC@ACCBA?%=D?,D?E(%"3$,(?BC式中-可由<HH水平振動(dòng)儲(chǔ)液參與振動(dòng)的等價(jià)質(zhì)量#$8有關(guān)抗震標(biāo)準(zhǔn)求出7#IJ*>$=KL;*FHH地震時(shí)地面水平加速度#=K*?HH質(zhì)量<相對(duì)于地面的位移#D?HH質(zhì)量<距罐底高度#K#近似取(&+4$8*DM7DMHH儲(chǔ)液高度#K*CHH儲(chǔ)罐在翹離時(shí)的轉(zhuǎn)角#NOP*GHH儲(chǔ)液對(duì)通過(guò)質(zhì)點(diǎn)<的水平軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣(’8量7#IJQK$*A?HH儲(chǔ)罐的水平剛度#RLK*ACHH儲(chǔ)罐的翹離剛度#R#K&由式%",不難導(dǎo)出頻率方程為G(($@<A?@?$BSAD$D??CC<$@A?$E(D?D?B"式中-SHH儲(chǔ)罐的圓頻率#;&+S<9儲(chǔ)油罐地震彎矩計(jì)算由于地震中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)油罐滑移現(xiàn)象#所以在地震時(shí)儲(chǔ)油罐可以采用二質(zhì)點(diǎn)三自由度的振動(dòng)體系#即液面晃動(dòng)5罐液耦聯(lián)的水平振動(dòng)及翹離振動(dòng)&大量計(jì)算顯示#對(duì)于實(shí)際儲(chǔ)油罐#液面晃動(dòng)是+的長(zhǎng)周:"4;期振動(dòng)#與罐液耦聯(lián)的短周期振動(dòng)的耦聯(lián)性很弱#可以分開(kāi)計(jì)算#而且液面晃動(dòng)周期受地基影響很小#計(jì)算時(shí)通常忽略地基柔性的影響&罐液耦聯(lián)水平振動(dòng)和翹離振動(dòng)是二自由度振動(dòng)#其計(jì)算簡(jiǎn)圖如圖"所示#由此得出地震動(dòng)時(shí)的動(dòng)力方程為>><=%=D?,EB<=%"3",?@A??BCFTU%$,用S代入上式即可得出儲(chǔ)罐第"周期WE5$%XXWE"#$,為$"L$"$WZ[%ZB+\,8LXE%’,$]式中-ZE$@<@$E$@$*ACSSSS?(?C\E$$*SS?(B";*S?HH罐液耦聯(lián)水平振動(dòng)圓頻率#修回日期-!收稿日期-$(((3(23$4*$(("3($3"(&作者簡(jiǎn)介-李長(zhǎng)升%男#高級(jí)工程師&"24(B,#kP‘_k#’&"!’($*(./!++儲(chǔ)罐翹離振動(dòng)圓頻率,-’("!#$"!)$天津大學(xué)學(xué)報(bào)"((/年第bM卷第P期))2"$**1#)(0&(J)K"#E‘F[K$""&#JJ#K0)K1"#M從各種實(shí)際儲(chǔ)油罐的計(jì)算結(jié)果可見(jiàn),Pa/(Yb以下儲(chǔ)油罐的水平振動(dòng)周期在(之間,線性2/c(2M-&#J#K0化后的翹離振動(dòng)周期在(之間,第一I二振2_c/2P-從第一振型可以看出,翹離引起的型間耦聯(lián)影響較小’水平振幅J說(shuō)明第一振2_]c(2^^,)/為總振幅J#/的(#為儲(chǔ)罐與儲(chǔ)液水平耦聯(lián)振動(dòng)周#,D期E-F,可由抗震標(biāo)準(zhǔn)G"H根據(jù)儲(chǔ)罐尺寸求出2由D#可以得出!#,因此%#$!"#&,%)的計(jì)算將在后面介紹2相應(yīng)的第一I第二振型為J#K$/J)K$/.ED#LDKF"EMF式中NJ)K$)K1#,為轉(zhuǎn)角)K振型引起的&點(diǎn)水平位移2有了周期和振型,按地震反應(yīng)譜理論求作用在儲(chǔ)罐底部地震彎矩O/的公式如式EPF,其中仍采用抗震標(biāo)準(zhǔn)G"H中的有關(guān)規(guī)定7O/$QRSUTO/L"/"KEK$/,"FEPFK$/,"V式中NQR++綜合影響系數(shù),取QR$(7M’S++罐體質(zhì)量影響系數(shù),取S$/7/’O/K++第一I二振型儲(chǔ)罐底部地震彎矩,WXY7第一I二振型儲(chǔ)罐底部地震彎矩的表達(dá)式為O/K$ZK[KU&J#K0(1"J)K#V\1#’E]F式中NZK++地震影響系數(shù),根據(jù)DK值由有關(guān)地震反應(yīng)譜選取’[K++各振型參與系數(shù)’\++重力加速度,取^2_/YL-"型中翹離振動(dòng)是主要的2因此,用式EbF計(jì)算D/時(shí)小括弧中Md項(xiàng)相對(duì)于e"項(xiàng)是個(gè)小量,近似計(jì)算時(shí)可以忽略,而e項(xiàng)中!"相對(duì)于項(xiàng)是個(gè)小量#!"),也可以忽略,則D/近似式為Df"C/$"C$D)E_F式中ND)++儲(chǔ)罐純翹離振動(dòng)周期2用式E_F計(jì)算D/代替式EbF計(jì)算所引起的誤差N儲(chǔ)油罐容量hba/(MYb時(shí),誤差hPi’儲(chǔ)油罐容量hPa/(MYb時(shí),誤差h]ic‘i’儲(chǔ)油罐容量h/(a/(MYb時(shí),誤差h/(ic/"i7用式EPF及式E]F計(jì)算儲(chǔ)油罐的地震彎矩時(shí),計(jì)算結(jié)果表明,對(duì)于各種實(shí)際儲(chǔ)罐,[/不大于/2/,["不大于(2/’在遠(yuǎn)震且又是軟弱場(chǎng)地情況下,反應(yīng)譜特征周期通常大于(2_P-,對(duì)于實(shí)際儲(chǔ)罐按式EPF計(jì)算O/時(shí)只考慮第一振型的影響,誤差小于Pi2因此,可以近似按單自由度簡(jiǎn)化計(jì)算罐底地震彎矩2只考慮單自由度翹離振動(dòng)時(shí),儲(chǔ)罐底部的地震彎矩為O/$QRSZ)U&0(1"#V\1#E^F式中NZ)++對(duì)應(yīng)于D)的地震影響系數(shù)2按式E^F近似計(jì)算的O/與式EPF的O/比較,除了日本設(shè)計(jì)的/(萬(wàn)Yb儲(chǔ)罐由于環(huán)形板較厚"/YY,引起的誤差達(dá)/"i外,其余各種罐誤差均小于Pi,因此完全可以采用簡(jiǎn)化的單自由度方法計(jì)算儲(chǔ)罐地震彎矩2j儲(chǔ)油罐翹離強(qiáng)度分析根據(jù)儲(chǔ)油罐在翹離時(shí)的幾何關(guān)系及平衡條件,并依據(jù)平面應(yīng)變基礎(chǔ)上的物理關(guān)系可以導(dǎo)出地震彎矩作用下罐體翹離強(qiáng)度公式,在物理關(guān)系公式中提供了非線性有限元及小撓度梁變形理論兩種方法GMH2實(shí)際儲(chǔ)罐的計(jì)算表明,兩種方法計(jì)算結(jié)果差別不大,因此可以天津大學(xué)學(xué)報(bào)李長(zhǎng)升等+軟土地基上儲(chǔ)油罐的抗震設(shè)計(jì)oMkpo罐壁下無(wú)圈梁時(shí)5#;;?&N;0&R45S5;;’TR455’T1式中+R50采用小撓度梁的簡(jiǎn)化方法!為了方便計(jì)算"可以通過(guò)查相應(yīng)圖表再迭代計(jì)算的方法來(lái)計(jì)算地震彎矩作用下儲(chǔ)罐的翹離反應(yīng)!盡管如此"這種計(jì)算仍較麻煩"不便只要于規(guī)范應(yīng)用!從儲(chǔ)罐抗震設(shè)計(jì)或鑒定角度出發(fā)"求出儲(chǔ)罐在翹離情況下的極限抗力矩"即儲(chǔ)罐環(huán)形板出現(xiàn)雙塑性鉸時(shí)的抗力矩"如果它大于地震彎矩"則該儲(chǔ)罐是滿足抗震強(qiáng)度的!這樣"計(jì)算可大大簡(jiǎn)化#$!%環(huán)形板出現(xiàn)雙塑性鉸時(shí)的翹離強(qiáng)度&!’!’有關(guān)翹離量計(jì)算(’U*R;0S0’TRF:551環(huán)形板出現(xiàn)雙塑性鉸時(shí)罐的翹離高度()*+,-./0&3456(’7*式中+2388單位寬度環(huán)形板的塑性彎矩"9:2&;30&;588環(huán)形板有效厚度"):<;=88操作溫度下環(huán)形板屈服極限"@A:688儲(chǔ)罐底板上的靜液壓力"@A:4588環(huán)形板抗彎剛度"9B)"450?5’&(’DE&*:C88罐體材料的彈性模量"@A:E88罐體材料的泊松比!環(huán)形板出現(xiàn)雙塑性鉸時(shí)的翹離深度()*為,F/0&(’’*環(huán)形板出現(xiàn)雙塑性鉸時(shí)罐壁翹離反力(9G)*為,H./0&(’&*&!’!&翹離反力矩計(jì)算環(huán)形板出現(xiàn)雙塑性鉸時(shí)翹離反力矩(9B)*為2I02JIKL&’,H./(’?*式中+2I88反力矩系數(shù)"由圖&,M/查出:L’88底層罐壁半徑")!圖&中"H;為單位罐壁長(zhǎng)度上罐壁重力及其支撐的重力:N.為罐壁的翹離剛度"N.0.,-./(’1*NO為地基剛度"分兩種情況計(jì)算+A#罐壁下有圈梁時(shí)N;0PQFQ(’M*式中+PQ88地基的基床系數(shù)"9B)?:FQ88圈梁寬度")!4;為底圈壁板抗彎剛度"9G)"4;?’’&(’DE&*:F588環(huán)形板伸出罐壁外的長(zhǎng)度")!,l/(’m*式中+,l/88環(huán)形板出現(xiàn)雙塑性鉸時(shí)儲(chǔ)罐翹離角"IAn",l/0,-./T,-i/4",-./T,-i’/為翹離總振幅")!m7aIm天津大學(xué)學(xué)報(bào)JIIH年第Nf卷第7期罐壁的抗震校核仍采用失穩(wěn)公式HYZR6V8\<Y[HH式中QV^^罐壁底部的最大軸向壓力9O>_HY^^底層罐壁有效厚度9?_HVHWLH]M[^^底層罐壁的斷面系數(shù)9[’‘a(chǎn)7bJY_HHEIHH8^^驗(yàn)算底層罐壁穩(wěn)定時(shí)的許用臨界應(yīng)6V\<G9FA為彈塑性總應(yīng)變9FG為彈性總應(yīng)變9對(duì)罐壁取為H5I9對(duì)環(huán)形板取J5I5可能是由于對(duì)罐壁采用失穩(wěn)公式校核9所以不允許有塑性出現(xiàn)’而環(huán)形板是彎曲應(yīng)力校核9應(yīng)該允許出現(xiàn)塑性9但控制在一定的延性范圍內(nèi)5日本的儲(chǔ)罐抗震鑒定規(guī)范678對(duì)不同鋼材的環(huán)形板采用了不同的延性系數(shù)9BKLBBM材質(zhì)取DEN9BOP材質(zhì)取DEJ’因而該規(guī)范中許用抗力矩6K<8取為BKLBBM材質(zhì)6K<8EN;<BOP材質(zhì)6;<8EJ;<該規(guī)范中環(huán)形板的抗震校核準(zhǔn)則Q對(duì)BKLBBM材質(zhì);HR6;<8EN;<對(duì)BOP材質(zhì);HR6;<8EJ;<參照日本規(guī)范9建議罐底地震彎矩按下式校核Q對(duì)于SNT類鋼材;HR6;<8EN;<對(duì)于HCKUT類鋼材9;HR6;<8EJ;<力_6V\<8EI’H7cYHdbH’e工程實(shí)例計(jì)算在大地震中儲(chǔ)油罐翹離現(xiàn)象是常見(jiàn)的9但附有詳細(xì)儲(chǔ)罐資料的卻很少9日本宮城地震中儲(chǔ)罐震害資料較齊全9可以按所建議的方法分析L見(jiàn)表HM5H]‘a(chǎn)年C月HJ日本宮城地區(qū)發(fā)生‘5f級(jí)地震9震中位于海中9離岸約CIg?9離震中約HIIg?的東北煉油廠中部分儲(chǔ)油罐發(fā)生嚴(yán)重震害5儲(chǔ)油罐地區(qū)沒(méi)有設(shè)置地震儀9根據(jù)周圍地區(qū)的一批加速度記錄推測(cè)9估計(jì)儲(chǔ)罐地區(qū)L屬于軟弱地基M南北方向地面最大水平加速度約I5Nh9卓越周期Hi9東西方向加速度約I5Jh9卓越周期I5Ni9豎向加速度小于I5HJh9卓越周期I5Ni_主震持續(xù)時(shí)間約為JIi5作者用所述方法分析了此次地震的幾個(gè)罐9計(jì)算時(shí)地面水平加速度取I5Nh9反應(yīng)譜特征周期Hi9軟弱地基的基床系數(shù)一般取‘5afKjd?NLI’aghd?NM9計(jì)算結(jié)果如表H所示5計(jì)算結(jié)果表明9用所建議的簡(jiǎn)化方法分析日本宮城地震中的儲(chǔ)罐震害9符合實(shí)際情況5此處還根據(jù)k常壓立式儲(chǔ)罐抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)l附錄中的數(shù)據(jù)計(jì)算了不同類型的儲(chǔ)罐’計(jì)算結(jié)果表明9浮頂儲(chǔ)油罐系列中僅JIII?N儲(chǔ)油罐在八度地震時(shí)不滿足底部屈曲的抗震要求_而拱頂儲(chǔ)油罐系列中9RHIII?N的罐最易發(fā)生底部屈曲5這與我國(guó)地震震害現(xiàn)象及美國(guó)洛馬普里埃塔地震震害現(xiàn)象是一致的5根據(jù)計(jì)算9這些儲(chǔ)罐在地震時(shí)考慮延性影響的總翹離振幅將大于HH\?9也與震害現(xiàn)象一致5由于翹離引起的過(guò)大位移9使一些管道與儲(chǔ)罐的剛性連接及頂部平臺(tái)的剛性連接都發(fā)生了破壞9導(dǎo)致了儲(chǔ)油的泄漏9充分說(shuō)明管道及附件等儲(chǔ)罐的連接應(yīng)采取柔性連接以適應(yīng)地震位移的重要性5天津大學(xué)學(xué)報(bào)李長(zhǎng)升等b軟土地基上儲(chǔ)油罐的抗震設(shè)計(jì)5KB>5表!宮城地震時(shí)儲(chǔ)罐的抗震校核結(jié)果"#$%!&’()*+(,-#(’.(/#+.001’02-,3+#42(.45.6#7.’#3+18)#2’儲(chǔ)罐名稱儲(chǔ)罐形式儲(chǔ)罐容量IJF環(huán)形板有效厚度MIJN翹離深度PQRIJ翹離高度PTRIJU下沉量PTRIJV極限反力矩WXI:YZ[J@許用抗力矩PWXRI:YZ[J@翹離振動(dòng)周期MI]\地震力矩W>I:YZ[J@校核W>^PWXR震害L%K=L%>FL%LB>O?FFK>%==FOD不合格L%DSL%>FL%L?>KOF>F>%L?FD=不合格L%DKL%>FL%LB>>L==L>%LB==D不合格9:;<=>?@拱頂F>KLLA:;<=>B@拱頂F>KLLC:;<==D@拱頂=F?LLE:;<>F>@拱頂F>KLLL%LLBOL%SLL%=DL%>L==FDDO>%DFF=S合格L%LLOL%OFL%>?L%LB>B=FOD>%FOFDK合格G:;<==>@拱頂=F?LLL%LLKL%K=L%>DL%L?>>B=FK>%F>=KD不合格L%LLOL%O=L%>?L%LB>FF=OO>%FK=DO合格L%BKL%>LL%LOKB>?DL%SFSS合格上部微小變形H:;<>=>@浮頂>>=LL儲(chǔ)油全部流出環(huán)形板沿罐壁裂開(kāi)_底板小裂紋_滲漏地震出版社_國(guó)石油化工總公司抗震辦公室譯a北京b‘結(jié)語(yǔ)>SS>a行業(yè)@標(biāo)準(zhǔn)_常壓立式儲(chǔ)罐抗震鑒P=R中國(guó)石油化工總公司:定標(biāo)準(zhǔn)9O<SLPRa北京b>SSLaAc=d固<土耦合非線性翹離振動(dòng)分析PPFR唐友剛a儲(chǔ)油罐液<Rac地震工程與工程振動(dòng)_>SS?_>?:>@bSKe>L>%PDR溫德超a儲(chǔ)液罐提離的實(shí)驗(yàn)研究和多重非線性耦合的三維靜f動(dòng)力分析P大連理工大學(xué)_R%>SS>aG危PKR日本京濱臨海地區(qū)石油聯(lián)合企業(yè)等特別防災(zāi)區(qū)協(xié)會(huì)_險(xiǎn)品露天罐區(qū)抗鑒定規(guī)范PRa>SBDb==adPORgha油罐的結(jié)構(gòu)分析和抗震設(shè)計(jì)PaJhJijidkRCdYH第三屆全國(guó)壓力容器及管道技術(shù)會(huì)議石油及煉油工業(yè)第八界儲(chǔ)油罐設(shè)計(jì)會(huì)議_北京b>S?L%用以上介紹的方法進(jìn)行軟土地基上儲(chǔ)油罐的抗震設(shè)計(jì)時(shí)_只需求出儲(chǔ)油罐的極限抗力矩_并將它與儲(chǔ)油罐的彎矩加以比較_校核其是否滿足強(qiáng)度要求_避免了復(fù)雜的迭代計(jì)算a從以上工程實(shí)例來(lái)看_上述的儲(chǔ)油罐翹離簡(jiǎn)化分析方法的分析結(jié)果符合實(shí)際情況_可以推薦在工程上應(yīng)用a參考文獻(xiàn)bP>R美國(guó)地震工程研究會(huì)a洛馬普里埃塔地震考察Pa中YRlmnom5l"opqnmorstutovm"t&lrnx"lswml"mtu"mtovmo"nm<<<yz{|h}~]|!}~_"zCZ9#|i}~$Uh}_GzZ9c%}~&U}=%_>LLD=_@c%}’%}~-!jXi{|!J%Vh’{iZh})%}~={|%}hb<l$(+3#0+;|!h]!%]J%Vh}h’&]%]i(i%’]jiXh~!jh}.]hj]i(j]i%’]%j!]%]+!X&ViJ/’%Vhj!0N!VhU]!i(j|!}i}’%}!hX!(<%;|(!Vj]i(j|!U/’%(jN!|h+%iX0UX%}~!hXj|$Uh.!!%j!Xhj%+!/XiV!0UX!%}j|!Vh’VU’hj%i}JU]jN!VhXX%!0iUj%}]/%j!%i(h]!X%!]i(]%J/’%(%Vhj%i}1h]!0i}j|!!}~%}!!X%}~V|hXhVj!X%]j%V]h}0!hXj|$Uh.!0hJh~!!2/!X%!}V!i(i%’]jiX<_%h~!jh}.]h]%J/’%(%!00!]%~}J!j|i0%]/Xi/i]!0(iXVi}+!}%!}V!i(!}~%}!!X%}~h//’%Vhj%i}b,,<2’63,34(i%’]jiXh~!jh}.!hXj|$Uh.!]i(j]i%’(iU}0hj%i}>>=:>a__LLL?=_,dV|ii’i({i}]jXUVj%i}h’H}~%}!!X%}~;%h})%}*}%+!X]%j&;%h})%}F{|%}h軟土地基上儲(chǔ)油罐的抗震設(shè)計(jì)作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：李長(zhǎng)升，項(xiàng)忠權(quán)，丁景運(yùn)李長(zhǎng)升,項(xiàng)忠權(quán)(天津大學(xué)建筑工程學(xué)院)，丁景運(yùn)(金陵石油化工公司工程部)天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版)JOURNALOFTIANJINUNIVERSITYSCIENCEANDTECHNOLOGY2001，34(5)2次參考文獻(xiàn)(6條)1.美國(guó)地震工程研究會(huì).中國(guó)石油化工總公司抗震辦公室洛馬普里埃塔地震考察19912.GHJ26-1990.常壓立式儲(chǔ)罐抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)3.唐友剛儲(chǔ)油罐液-固-土耦合非線性翹離振動(dòng)分析1997(01)4.溫德超儲(chǔ)液罐提離的實(shí)驗(yàn)研究和多重非線性耦合的三維靜、動(dòng)力分析19915.日本京濱臨海地區(qū)石油聯(lián)合企業(yè)等特別防災(zāi)區(qū)協(xié)會(huì)危險(xiǎn)品露天罐區(qū)抗鑒定規(guī)范19846.YamamotoS油罐的結(jié)構(gòu)分析和抗震設(shè)計(jì)1970相似文獻(xiàn)(10條)1.期刊論文曲淑英.曲乃泗.楊春秋儲(chǔ)油罐結(jié)構(gòu)的地震局部動(dòng)力效應(yīng)-油氣儲(chǔ)運(yùn)2002,21(4)儲(chǔ)罐在受到地震作用時(shí),經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的次災(zāi)害,在進(jìn)行儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)地震分析時(shí),必須考慮局部動(dòng)力效應(yīng)的影響.使用有限元法對(duì)回轉(zhuǎn)殼的剛度陣及質(zhì)量陣與容器中液體的剛度陣及質(zhì)量陣的組合進(jìn)行了研究,重點(diǎn)分析了儲(chǔ)油罐的地震局部動(dòng)力效應(yīng),考慮了單元上連續(xù)質(zhì)量慣性力的影響.給出了工程計(jì)算實(shí)例,計(jì)算結(jié)果可為一些復(fù)雜儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)的抗震分析提供較精確的理論依據(jù).2.學(xué)位論文廖光喜儲(chǔ)油罐地震敏度分析與計(jì)算1998該文首先對(duì)儲(chǔ)油罐的地震反應(yīng)與破壞形式進(jìn)行了分析;其次,闡述了地震時(shí)罐-液系統(tǒng)的耦聯(lián)振動(dòng)規(guī)律.在理論分析的基礎(chǔ)上給出了儲(chǔ)油罐的地震敏度計(jì)算方法,即SRT算法.該算法給出了罐-液系統(tǒng)的振動(dòng)模型,并分別對(duì)剛性儲(chǔ)油罐和柔性儲(chǔ)油罐的地震敏度反應(yīng)進(jìn)行了討論.同時(shí)分析了土壤-罐結(jié)構(gòu)的相互作用以及地震運(yùn)動(dòng)的豎向加速度的地震敏度.并對(duì)儲(chǔ)油罐抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的內(nèi)容進(jìn)行了說(shuō)明;最后,結(jié)合算例,將該算法與中國(guó)油罐抗震規(guī)范和API650附錄E抗震規(guī)范進(jìn)行比較.結(jié)果表明該算法是正確的,且計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)明,計(jì)算量較小,適于工程抗震設(shè)計(jì)使用.該文對(duì)儲(chǔ)油罐地震敏度的計(jì)算方法用VB3.0編制了計(jì)算軟件,該軟件可用于儲(chǔ)油罐的地震敏度計(jì)算和分析.3.期刊論文廖柯熹.王元.張淮鑫立式圓柱形儲(chǔ)油罐地震敏度分析-石油機(jī)械2001,29(2)以罐-液系統(tǒng)耦聯(lián)振動(dòng)規(guī)律為理論基礎(chǔ)，對(duì)立式圓柱形儲(chǔ)油罐的地震敏度進(jìn)行了定量分析。儲(chǔ)油罐地震敏度反應(yīng)包括地震載荷引起的動(dòng)水壓力、基底剪力、傾覆力矩以及儲(chǔ)液表面的晃動(dòng)，地震敏度定量分析就是對(duì)這些參數(shù)做定量計(jì)算，從而對(duì)儲(chǔ)油罐進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。通過(guò)與《API650》附錄E和我國(guó)采用的《工業(yè)設(shè)備抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》附錄九的比較表明，新的地震敏度定量計(jì)算方法可對(duì)不同高徑比的儲(chǔ)油罐做地震敏度計(jì)算，物理概念清楚，計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)單明了，適用于工程中儲(chǔ)油罐的地震敏度分析。4.期刊論文程旭東.徐劍立式儲(chǔ)油罐地震作用下的抗提離可靠度分析-世界地震工程2010,26(1)儲(chǔ)油罐在水平地震作用下會(huì)出現(xiàn)罐底提離而導(dǎo)致儲(chǔ)油罐發(fā)生提離破壞,影響儲(chǔ)油罐的可靠性.為了研究立式儲(chǔ)油罐在地震作用下的抗提離可靠度情況,文中總結(jié)建立了在儲(chǔ)油罐抗提離可靠度分析中涉及的隨機(jī)變量的概率模型,運(yùn)用可靠性分析的JC法對(duì)不同工況下的儲(chǔ)油罐進(jìn)行了抗提離可靠度計(jì)算,得出了儲(chǔ)油罐在地震作用下的提離破壞規(guī)律.通過(guò)計(jì)算實(shí)例可以看出,對(duì)大型儲(chǔ)油罐在地震作用下的抗提離可靠度分析是切實(shí)可行的.5.會(huì)議論文金嶠.李昕.周晶近海儲(chǔ)油罐平臺(tái)的抗震試驗(yàn)和振動(dòng)控制研究2006海洋平臺(tái)所處工作環(huán)境復(fù)雜,長(zhǎng)期受風(fēng)、海浪、海冰、地震等隨機(jī)荷載作用而產(chǎn)生振動(dòng),大大降低平臺(tái)的使用壽命,甚至直接導(dǎo)致平臺(tái)的破壞,不僅對(duì)海洋環(huán)境造成很大污染,還會(huì)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡.所以,減少環(huán)境荷載引起的海上平臺(tái)產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)于海上石油開(kāi)發(fā)至關(guān)重要.本文通過(guò)純水特性試驗(yàn)，減震試驗(yàn)研究近海儲(chǔ)油罐平臺(tái)的抗震試驗(yàn)和振動(dòng)控制。6.學(xué)位論文張艷立式圓柱形儲(chǔ)罐地震響應(yīng)研究2009立式圓柱形儲(chǔ)油罐是石油儲(chǔ)運(yùn)中的重要設(shè)施。近年來(lái)，我國(guó)石油化工業(yè)發(fā)展迅速，建造了更多、更大的立式圓柱形儲(chǔ)油罐。一方面，我國(guó)是一個(gè)多地震國(guó)家，許多儲(chǔ)油罐位于地震區(qū)，存在著抗震問(wèn)題；另一方面，我國(guó)當(dāng)前面臨一個(gè)新的地震活動(dòng)高潮期，所以儲(chǔ)油罐的抗震研究具有十分迫切而重要的意義。目前，儲(chǔ)油罐的發(fā)展趨勢(shì)為薄壁、基礎(chǔ)浮放和體積大型化。大型儲(chǔ)油罐幾乎全部為外浮頂儲(chǔ)罐，罐體直接浮放在基礎(chǔ)上，因此，自由擱置在基礎(chǔ)上的外浮頂儲(chǔ)油罐的抗震問(wèn)題是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)之一。對(duì)于儲(chǔ)油罐的抗震分析，目前一般采用簡(jiǎn)化法進(jìn)行分析。有限元數(shù)值分析也得到了一定的應(yīng)用，但是因?yàn)樽跃幊绦虻墓δ堋⒂?jì)算精度等限制，無(wú)法在工程設(shè)計(jì)中得到普遍應(yīng)用。本文采用商業(yè)有限元分析軟件ANSYS對(duì)儲(chǔ)油罐的抗震性能進(jìn)行了計(jì)算分析，主要包括以下幾個(gè)方面的研究工作：1、總結(jié)了彈塑性有限元基礎(chǔ)理論，在分析不同彈塑性本構(gòu)模型優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，確定了適合儲(chǔ)油罐和地基提離的彈塑性本構(gòu)關(guān)系。2、建立了考慮液固耦合作用的立式外浮頂儲(chǔ)罐有限元模型。分析了非錨固罐有限元模型中的非線性接觸問(wèn)題，建立了添加加強(qiáng)圈的外浮頂儲(chǔ)油罐的有限元模型。3、對(duì)2000m3和50000m3儲(chǔ)油罐進(jìn)行了模態(tài)分析，計(jì)算了兩種儲(chǔ)油罐的前三階模態(tài)。同時(shí)，進(jìn)行了結(jié)構(gòu)影響分析，包括罐壁形式、浮頂和加強(qiáng)圈等。4、分析了2000m3和50000m3非錨固儲(chǔ)油罐在水平地震載荷激勵(lì)下的動(dòng)力響應(yīng)。包括儲(chǔ)液晃動(dòng)波高，罐壁大的應(yīng)力和應(yīng)變，底板的提離及剪力。同時(shí)分析了錨固罐的地震響應(yīng)，并與非錨固罐的結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。7.期刊論文廖柯熹.王元.張淮鑫.LIAOKexi.WANGYuan.ZHANGHaixin立式圓柱型彈性儲(chǔ)油罐地震敏度分析-西南石油學(xué)院學(xué)報(bào)2001,23(1)地震波引起的儲(chǔ)油罐地震敏度反應(yīng)包括動(dòng)水壓力、動(dòng)水剪力與傾覆力矩以及液面晃動(dòng)，這些地震敏度反應(yīng)使儲(chǔ)油罐受到各種形式的破壞。高徑比大的細(xì)長(zhǎng)型儲(chǔ)油罐因罐壁彈性變形的存在而影響著其地震敏度反應(yīng)的大小，為了克服現(xiàn)有儲(chǔ)油罐抗震設(shè)計(jì)中未考慮細(xì)長(zhǎng)型彈性儲(chǔ)油罐罐壁變形的不足，在分析彈性儲(chǔ)油罐固有振動(dòng)特性的基礎(chǔ)上，運(yùn)用罐-液系統(tǒng)耦聯(lián)振動(dòng)理論建立了彈性儲(chǔ)油罐的罐-液振動(dòng)模型。利用該模型對(duì)彈性儲(chǔ)油罐地震敏度反應(yīng)的對(duì)流分量、脈沖分量以及儲(chǔ)液晃動(dòng)高度進(jìn)行了分析，結(jié)合算例對(duì)剛性儲(chǔ)油罐與彈性儲(chǔ)油罐的地震敏度反應(yīng)進(jìn)行了比較。8.學(xué)位論文孫寧灘海儲(chǔ)油平臺(tái)的TLD減震研究2006隨著海上石油的大量開(kāi)發(fā)，灘海儲(chǔ)油罐平臺(tái)廣泛應(yīng)用于近海石油開(kāi)發(fā)。由于所處的復(fù)雜的海洋環(huán)境，儲(chǔ)油罐平臺(tái)承受各種動(dòng)力荷載作用，如風(fēng)、波浪力、冰、地震等等。油罐在冰、波浪和地震