液压阻尼系统（HDS）控制立式钢制储罐地震响应分析

本文采用液压阻尼系统（HDS）控制立式圆柱钢制储罐的地震反应，建立了安装HDS储罐的力学分析模型，并进行了数值计算，从频域对安装HDS后储罐的地震响应进行了分析，研究了HDS的减震效果和HDS和HDS参数对储罐地震反应的影响。     

浮放储罐三维地震反应有限元分析

针对立式储罐,考虑液固耦合效应、地基与储罐结构的相互作用,采用有限元分析方法,对储罐在三维地震荷载作用下动反应进行了数值分析。分析结果表明：储罐三维地震加速度反应较一维地震加速度反应增加、提离高度明显放大、储罐轴向应力增加、基底剪力与弯矩增大。     

水平地震激励下储罐液体晃动与提离分析

在考虑地基与储罐相互作用的情况下,采用有限元法对储罐在水平地震荷载作用下的液面晃动及储罐提离反应进行了分析。结果表明:罐内液体的晃动是长周期运动,其周期受地震动影响。无论是小体积罐还是大体积罐,在一定的地震烈度下均可以发生提离,而且储罐发生提离的时刻大多数是在地震动的峰值过后的一段时间内。大体积的储罐的提离明显小于小体积的罐。底板提离区域为月牙形。     

季节性冻土层对立式储罐地震反应的影响

冬季的季节性冻土层改变了地基土的动力特性和场地的卓越周期，季节性冻土层上储罐的地震反应必然受到季节性冻土层的影响。本文以Ⅲ类场地上的八种立式储罐为研究对象，计算了场地在非冻结期和冻结期两种情况下储罐的地震反应，并对计算结果进行了比较。结果表明Ⅲ类场地上的储罐，冻结期的地震反应要比非冻结期的地震反应明显增大。     

立式钢制储罐基于地震损伤性能的抗震设计方法

针对立式钢制储罐在强烈地震作用下会产生不同程度的损伤的特点，遵循抗震设计规范的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则，结合三水准烈度，提出了储罐的地震损伤性能目标，并给出了基于地震损伤性能的抗震设计方法。所提出抗震设计方法，更加准确地考虑了储罐的提离问题。     

立式储油罐地震作用下的抗提离可靠度分析

储油罐在水平地震作用下会出现罐底提离而导致储油罐发生提离破坏,影响储油罐的可靠性。为了研究立式储油罐在地震作用下的抗提离可靠度情况,文中总结建立了在储油罐抗提离可靠度分析中涉及的随机变量的概率模型,运用可靠性分析的JC法对不同工况下的储油罐进行了抗提离可靠度计算,得出了储油罐在地震作用下的提离破坏规律。通过计算实例可以看出,对大型储油罐在地震作用下的抗提离可靠度分析是切实可行的。     

立式储液罐地震破坏快速评估方法

本文采用大型有限元程序ANSYS对立式储液罐的地震反应进行了非线性数值分析,考虑了罐体和内部液体的相互作用,得到了3个不同容积的储罐,在不同峰值的地震动时程输入下的反应结果。结合地震灾害中立式储罐的地震破坏现象和特点,以及现有的立式储罐地震破坏预测方法,提出了立式储罐的地震破坏快速评估方法。     

考虑桩土作用的储罐模拟地震振动台试验

为研究考虑桩土相互作用的储液罐的动力响应及长周期地震波对储液晃动、储罐提离的影响,根据量纲分析法设计了桩-土-储罐模型进行了振动台试验。试验中采用4条基岩波、4条地表波进行振动台试验。试验显示基岩波与地表波输入时,体系变化规律基本一致,其结果表明:土体地表加速度被放大,且输入加速度峰值增加,地表加速度放大倍数减小;一般地震波时,随着输入加速度峰值的增加,储液晃动波高大致呈线性增加。长周期地震波下则为非线性增加,且晃动波较大。此外,液体产生的晃动波高与储罐类型相关。细高型储罐产生的波高稍大;储罐提离高度随着输入加速度峰值的增加呈非线性增长。长周期地震波激励下,储罐提离高度小于一般地震波时的提离高度。细高型储罐在长短周期地震波激励下,提离高度较为接近,而一般储罐在两种地震波激励下,提离高度相差较大。细高型储罐提离高度大于一般储罐的提离高度。建议在储罐设计时考虑长周期地震波的影响。     

大连石油化工有限公司立式储罐抗震分析

采用实测储罐壁厚及抗震验算的方法，并参考历史震害资料，对大连石油化工有限公司各类立式储罐进行了详细的抗震分析，得出了立式储罐的一些抗震特点，找出了区同立式储罐抗震的薄弱环节，为今后提高罐性能提供了依据。     

胜利油田东营原油库立式储罐震害预测研究

对胜利油田东营原油库立式原油储罐震害预测方法进行了分析，并依据计算结果、国内外立式油罐的震害经验、设防烈度、地基的处理方式等情况，给出了东营原油库20000m^3和50000m^3立式贮罐震害预测结果。     

立式储罐与地基相互作用地震反应分析

在考虑地基与储罐相互作用的情况下,采用有限元法对储罐住水平地震荷载作用下的反应进行了计算。推导了系统刚度矩阵及质量矩阵的计算过程。通过对四种场地条件下的地震响应分析,得出了储罐各种参数对地震反应的影响。分析表明：不同的地震激励对储罐系统的反应是不同的;地基刚度对系统的动力响应的影响也很大：即地基越“柔”,基底弯矩、罐壁轴向应力越小,但环向应力和底板变形却在增加。     

竖向地震作用对储液罐地震响应的影响分析

地震作用下大型储液罐的安全问题日益引起重视。基于ANSYS软件建立储罐液体耦合有限元模型,考虑罐底非线性接触效应,以El-Centro南北向和竖直向记录地震波为输入,研究水平激励以及水平和竖向同时激励两种工况下储罐的动力响应。研究结果表明,两种工况下靠近罐底1.2m处均发生了"象足"变形,竖向激励下水平相对位移增加了14%。竖向激励使得罐壁环向应力和轴向压应力均有不同程度的增加。竖向地震激励对液面的竖向晃动影响较小。储液罐底板在地震作用下发生了竖向提离和永久滑移,竖向激励时增长幅度均在10%左右。同时罐体基底剪力在竖向地震作用下也有所增大。储罐抗震设计时应考虑竖向地震分量的影响,研究结论可为立式储罐的抗震设计提供一定的参考和依据。     

The effect of seismic uplift on the shell stresses of liquid‐storage tanks

Previous theoretical studies have shown that tank uplift, that is, separation of the tank base from the foundation, generally reduces the base shear and the base moment. However, there is a paucity of experimental investigations concerning the effect of uplift on the tank wall stresses, which is the principal parameter that controls the seismic design of liquid‐storage tanks. This paper reports a series of shake table experiments on a polyvinyl chloride model tank containing water. A comparison of the seismic behaviour of the tank with and without anchorage is described. Stochastically generated ground motions, based on a Japanese design spectrum, and three tank aspect ratios (liquid‐height/radius) are considered. Measurements were made of the stresses at the outer shell of the tank, the tank wall acceleration and the horizontal displacement at the top of the tank. While the top displacement and the tank shell acceleration increased when uplift was allowed, axial compressive stresses decreased by between 35% and 64% with tank uplift. The effect of uplift on the hoop stresses was variable depending on the aspect ratio. A comparison of experimental values with a numerical model is provided. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

内罐影响下LNG储罐外罐地震响应分析

为了考虑内罐在不同方向地震动时对LNG(液化天然气)储罐外罐的影响,对有内罐和无内罐情况下LNG储罐外罐进行了地震响应分析。结果表明:有内罐时地震响应比无内罐时小,内罐的存在对LNG储罐抗震有好的影响;竖向地震波对结构振动的影响不能忽视。     

Buckling of cylindrical liquid-storage tanks under earthquake loading

The earthquake response behaviour of a cylindrical wine storage tank similar to many that were damaged in Livermore, California during the January 1980 earthquake was studied on the University of California shaking table. Tests of the 9.5 ft diameter by 20 ft high tank, with simulated earthquake accelerations up to 0.95 g, induced buckling patterns similar to those observed after the actual earthquake. Observed peak axial compression stresses in the test tank wall were substantially higher than those assumed in typical design standards, demonstrating the need for further study of the buckling problem in tanks free to uplift during earthquake excitation.     

考虑SSI效应储油罐的子结构实验方法与数值模拟

提出了应用振动台子结构试验方法来研究考虑土-结构相互作用（SSI）效应储罐的抗震性能,该方法将土体简化为双自由度八参量集总参数模型进行模拟,储罐作为试验子结构应用振动台加载,两部分联机完成振动台子结构试验。该方法能完成大比例尺储罐试验,具有传统试验方法难以比拟的优势。然后,通过数值模拟分析了SSI效应对储罐动力响应的影响。分别研究了不同储液高度和不同地基刚度对储罐位移和加速度响应的影响。研究结果表明：考虑SSI效应时,罐体位移响应和加速度响应均有所减小,土质越软,效果越明显;随着储液高度的增高,位移、加速度反应呈现减小趋势。     

核电结构PCS水箱液动压力分析等效模型

中国核电厂抗震设计规范推荐采用的Housner模型不适用于复杂形状核电储液结构的流固耦合分析。对于AP1000和CAP1400核电站屏蔽厂房顶部非能动安全壳冷却系统重力水箱(简称PCS水箱),基于圆柱形水箱的Housner等效质量-弹簧模型,通过引入水箱体积修正参数,提出PCS水箱的三维等效质量-弹簧模型。采用有限元软件ADINA建立水箱结构流固耦合整体有限元模型以进行模态分析,计算分析PCS水箱和对应环形水箱在不同尺寸和液体深度条件下的液体晃动自振特性。对比整体有限元模型与三维等效质量-弹簧模型计算结果发现,提出的PCS水箱三维等效质量-弹簧模型能给出其内液体晃动各阶振型的液动压力合理估计值,适用于具有复杂形状的PCS水箱液动压力分析。本文的等效模型方法可推广应用于其他复杂形状水箱的液动压力分析。     

Dynamic analysis of flexible rectangular fluid containers subjected to horizontal ground motion

In this paper, an analytical method is proposed to determine the dynamic response of 3‐D rectangular liquid storage tanks with four flexible walls, subjected to horizontal seismic ground motion. Fluid–structure interaction effects on the dynamic responses of partially filled fluid containers, incorporating wall flexibility, are accounted for in evaluating impulsive pressure. The velocity potential in which boundary conditions are satisfied is solved by the method of separation of variables using the principle of superposition. The impulsive pressure distribution is then computed. Solutions based on 3‐D modeling of the rectangular containers are obtained by applying the Rayleigh–Ritz method using the vibration modes of flexible plates with suitable boundary conditions. Trigonometrical functions that satisfy boundary conditions of the storage tank such that the flexibility of the wall is thoroughly considered are used to define the admissible vibration modes. The analysis is then performed in the time domain. Moreover, an analytical procedure is developed for deriving a simple formula that evaluates convective pressure and surface displacements in a similar rigid tank. The variation of dynamic response characteristics with respect to different tank parameters is investigated. A mechanical model, which takes into account the deformability of the tank wall, is developed. The parameters of such a model can be obtained from developed charts, and the maximum seismic loading can be predicted by means of a response spectrum characterizing the design earthquake. Accordingly, a simplified but sufficiently accurate design procedure is developed to improve code formulas for the seismic design of liquid storage tanks. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.