区域供水管网综合抗震能力评估方法

为了评估大区域供水管网的综合抗震能力,分析了城市供水管网脆弱性的影响因素,并基于行业年鉴等数据资源建立了中国大陆区域供水管网综合抗震能力分析数据库。利用突变理论和模糊综合评价模型,建立了区域供水管网抗震能力评估指标体系,提出了区域综合抗震能力评估方法,结合720个城市供水管网管材、场地类别、城市类别、抗震设防等数据和评估影响指标,计算了每个城市基础抗震能力、供水管网自身抗震能力和综合抗震能力指数。建立了区域基础抗震能力分级和供水管网综合抗震能力分类标准,对中国大陆城市供水管网进行了分级和分类。利用ArcGIS计算并绘制了区域基础抗震能力分级图和供水管网综合抗震能力分类图。     

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。     

城市供水管网抗震能力评价研究

供水管网是城市重要的基础设施,为了高效合理地评估现有供水管网的抗震能力,本文从结构安全性角度出发,构建了供水管网综合抗震能力评价指标体系和供水管网综合抗震能力评价模型。综合分析管道各项指标,运用主成分分析法得到指标权重并建立供水管道抗震能力模型,基于图论理论构建了供水管网基础抗震能力评价模型。从物理、社会和时间效应三个维度出发,将管网基础抗震能力通过环境评价修正系数进行修正,构建了精细化的供水管网综合抗震能力评价模型,以此表征管网的易损性,为地震灾害风险评估工作提供支持。通过对深圳市供水管网进行抗震能力评价,将结果与传统震害预测结果对比,说明了评价模型的合理性。     

北京市建筑抗震能力分类及地震灾害风险分析

北京市作为国家重点设防超大型城市,其地震灾害的敏感性和脆弱性极高。本文研究得到了以公里网格为单元的北京市建筑物抗震能力分类评价及其地震灾害风险分析结果。主要研究工作有:(1)针对北京市房屋抗震能力差异较大的现状,开展了建筑结构现场调查;(2)分析社会多元因素对北京市建筑物抗震能力的影响程度,建立了北京市建筑抗震能力分区分类方法;(3)建立了北京市各类建筑物地震易损性矩阵;(4)基于易损性分析结果,得到了北京市在不同概率地震作用下的建筑物直接损失和人员死亡评估模型。本文相关工作可为北京市政府和民众了解地震可能造成的威胁,做好震前准备和规划提供理论依据。     

钢筋混凝土框架结构抗震能力评估研究

根据我国建筑抗震设计规范，借鉴建筑结构强度和延性的抗震能力评估理念，提出了评估钢筋混凝土框架结构抗震能力的定量方法。在利用ETABS集成软件完成建筑结构内力分析后，应用本研究编写的结构抗震能力评估计算程序，实现了对钢筋混凝土框架结构抗震能力的定量评估。实例评估表明，该方法除可定量评估建筑结构抗震能力外，还可从评估结果了解造成抗震能力不足的原因。     

生命线工程系统中运行设施元件可靠性的分析研究

本文研究了生命线工程系统中运行设施的元件破坏状态和可靠性分析方法，给出元件的破坏状态分级标准、判断准则和元件可靠度的计算方法，这对建立一个实用的生命线工程抗震能力分析的专家系统是十分有意义的。     

大型滑移基础隔震储罐地震反应影响因素研究

采用Bouc-Wen微分连续性模型模拟滑移支座的力学性能,对大型滑移基础隔震储罐非线性地震反应进行了仿真分析,得到了不同类型场地上大型滑移隔震储罐的地震响应特点,总结出了支座摩擦系数、复位刚度以及地震强度等因素对地震反应的影响规律.研究结果表明:大型滑移隔震储罐不适合建立在Ⅰ类场地上,而在Ⅱ类场地上减震效果最好.在Ⅳ类场地上隔震储罐出现晃动波高放大现象,并且需要增大支座摩擦系数和设置复位装置来控制过大位移反应.增大滑移支座复位刚度可以显著降低支座的残留位移.大型滑移隔震储罐在高地震强度地区的减震效果更好.     

云南玉溪红塔城区建筑抗震能力现状调查与分析

运用普查与详查相结合的方法收集云南玉溪红塔城区各乡镇建筑基础资料,分析城区建筑结构特点及其抗震现状;利用抗震能力指数和结构易损性建立建筑抗震能力评估公式,并计算研究区遭遇不同地震烈度的区域建筑综合抗震能力数值。结果表明：红塔城区各乡镇遭遇地震烈度为Ⅵ度、Ⅶ度和Ⅷ度时,区域建筑综合抗震能力等级分别为较优、良好和中等;遭遇地震烈度为Ⅸ度或Ⅹ度时,区域建筑综合抗震能力等级为较差。     

基于改进点估计法的结构整体概率抗震能力分析

确定能力中位值和能力离差值是结构整体概率抗震能力分析的两个关键问题,文中分析了现有方法存在的缺点。在Zhao-Ono点估计法的基础上,引入基于随机向量边缘概率分布信息的Nataf变换,提出了改进的点估计法。将改进点估计法与Pushover分析相结合,提出了评估结构整体概率抗震能力统计矩的随机Pushover分析方法。以某五层三跨钢筋混凝土框架结构为例,应用本方法,进行结构整体概率抗震能力分析,得到了结构整体抗震能力的易损性曲线。分析表明,所提方法是一种具有较高效率和较好精度的结构整体概率抗震能力的分析方法。     

水平地震激励下大型LNG储罐流固耦合模态分析

LNG工程是生命线工程,因此LNG储罐在地震作用下的分析要求准确和安全。首先探讨了LNG混凝土储罐模态分析中主要采用的方法,指出流固耦合模态分析的先进、准确性;其次,建立了流固耦合有限元的数值模型,给出了模型的分析结果,并进行了解释,证明了采用大型通用有限元软件Ansys分析LNG混凝土储罐的合理性;最后,比较了流固耦合模态分析的结果与理论结果,证明了数值模型的有效性,为供储罐结构后续的力学分析及相关规范编制参考。     

基于阻尼器反力墙体系的特大型LNG储罐控制研究

特大型液化天然气（LNG）储罐的固有频率通常介于2~10 Hz之间,处于大部分地震运动的频率范围之内。在过去的几十年中,许多事故已经证明,储罐在地震作用下很容易遭破坏。使用隔震支座来减少储罐的地震作用已经被证明是非常有效的,但对于特大型LNG储罐,其连接组件对隔震层层间位移有严格限制,尤其是在软土场地中,桩水平抗力与隔震层位移是一对矛盾,普通隔震系统会在隔震层产生较大位移,导致特大型LNG储罐连接组件的设计非常困难。因此提出了一种由环形阻尼器反力墙、粘滞阻尼器以及安装于基桩顶端的隔震支座组成的新型隔震系统,反力墙独立设置于地基中,不与桩基连接,罐底的部分剪力直接向反力墙传递。以容量为16万m3的特大型LNG储罐为例,建立多自由度集中质量简化模型,以层间位移、桩基剪力作为性能指标进行了评价分析。结果显示,新型隔震系统对特大型LNG储罐隔震层位移及桩基剪力的控制非常有效。     

立式储罐与地基相互作用动力特性分析

立式储罐结构在工程实际中得到广泛的应用。本文以某大型立式储罐结构为例,考虑到液体、结构、地基的相互作用与影响,同时考虑地基与结构及液体与结构的耦合问题,采用有限元方法对浮放在地基上的储罐结构进行了自振特性计算。分别计算了满罐和空罐时系统的频率以及所对应的振型图,并研究了储罐的材料参数和地基刚度对动力特性的影响。结果表明:材料参数的影响较小,地基刚度的影响较大,对盛满液体与空罐的影响不同。     

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。     

高阶晃动振型对LNG储罐地震响应的影响

为了研究高阶晃动振型对LNG储罐地震响应的影响,考虑高阶晃动振型,建立LNG储罐的简化力学模型,推导LNG储罐的运动控制方程,给出了LNG储罐的基底剪力、倾覆弯矩和储罐内液体晃动波高的表达式。以某16×10⁴ m³ LNG储罐为例,采用大型通用有限元分析软件ADINA System对其进行有限元模型分析,验证其修正模型的有效性,结果表明:高阶晃动振型对基底剪力和倾覆弯矩几乎无影响,但对晃动波高影响显著,尤其是长周期地震动作用下,并且考虑高阶晃动振型的晃动波高存在延时效应。提出的简化力学模型修正公式与有限元分析结果吻合较好,可以准确地预测LNG储罐地震响应。     

Investigation of the dynamic behaviour of a storage tank with different foundation types focusing on the soil‐foundation‐structure interactions using centrifuge model tests

This paper proposes a dynamic centrifuge model test method for the accurate simulation of the behaviours of a liquid storage tank with different types of foundations during earthquakes. The method can be used to determine the actual stress conditions of a prototype storage‐tank structure. It was used in the present study to investigate the soil‐foundation‐structure interactions of a simplified storage tank under two different earthquake motions, which were simulated using a shaking table installed in a centrifuge basket. Three different types of foundations were considered, namely, a shallow foundation, a slab on the surface of the ground connected to piles and a slab with disconnected piles. The test results were organised to compare the ground surface and foundation motions, the slab of foundation and top of structure motions and the horizontal and vertical motions of the slab, respectively. These were used to establish the complex dynamic behaviours of tank models with different foundations. The effects of soil–foundation–structure interaction with three foundation conditions and two different earthquake motions are focused and some important factors, that should be considered for future designs are also discussed in this research. Copyright © 2017 John Wiley & Sons, Ltd.     

液压阻尼系统控制浮放立式储罐提离失稳

立式圆柱储罐在油田、石油化工等企业用途广泛，多用作存贮易燃、易爆介质，一旦遭遇震害，后果将十分严重。本文针对浮放立式储罐地震响应的提离失稳问题，采用液压阻尼系统（HDS）用以控制储罐的提离反应，建立了安装HDS储罐的力学分析模型并进行了数值计算，对安装HDS后储罐的提离反应进行了分析。仿真计算结果表明：HDS可以有效地减小提离应力，从而地震烈度可以降低1度进行储罐的提离设计。     

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。     

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。     

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.     

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。