大型LNG储罐瓦楞型新型铝吊顶地震响应分析

大型LNG储罐中，铝吊顶是位于其内罐顶部，挂载保温绝热材料以形成封闭低温储存环境的大跨悬挂结构。铝吊顶在强震下的响应可能影响到储罐的安全和正常运作，值得研究和分析。建立了包含对瓦楞型新型铝吊顶精细化建模的大型LNG储罐的有限元分析模型，分析了在不同类型及强度的地震激励下，铝吊顶的响应特征及规律。重点探讨了储罐基础隔震对其地震响应的影响。研究分析发现：储罐基础隔震后，吊顶主共振区后移，水平和竖向自振周期均延长0.5 s,节点水平位移减小约29.9%～40.0%,杆件应力减小约27.2%～32.5%。基于增量动力分析法(IDA)对铝吊顶进行的地震易损性分析，结果表明：在不同地震作用下，吊顶的薄弱部位为边缘吊杆区域，其材料的强度富余量较大，整体发生掉落的可能性较小；吊顶在强震中产生的水平晃动较小，与周边密封材料发生碰撞的可能性较小，建议当前设计中吊顶边缘与内罐壁的留缝距离可适当缩小以提高保冷效果。     

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。     

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。     

水平地震作用下无锚固储罐应力与应变响应分析

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在水平地震荷载作用下的应力及应变反应进行了数值计算。对3×104m3和2×103m3罐壁应力及应变的分析结果表明:环向、轴向应力及应变的分布形式呈现出明显的下部大上部小的特点,在偏底部的位置出现应力和应变的峰值;储液罐在水平地震作用下“象足”变形是由纵向压应力达到屈曲临界应力导致的屈曲破坏,不是强度破坏,即破坏属于失稳破坏而非强度破坏。     

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。     

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。     

地震作用下储罐与管道连接波纹管的动力响应

针对储罐与管道连接这个抗震薄弱环节进行研究，考虑了储罐与地基、管道与地基的相互弹性作用及流固耦合作用，使计算模型比较符合工程实际情况。将储罐罐壁看作为刚体，将波纹管部分和管道部分分别用旋转锥壳单元和空间梁单元离散化，通过分析得到波纹管与储罐连接接合面、波纹管与管道连接接合面不同单元之间的位移协调约束方程，并用罚函数法进行处理。根据流体力学速度势理论和有限元法的基本理论，利用哈密尔顿变分原理推导出储罐与管道连接波纹管系统动力分析方程，编制了系统动力分析有限元程序，计算了垂直地震激励不同场地土地基条件下储罐与管道连接波纹管位移响应。     

波形钢腹板混凝土箱拱地震响应分析

采用时程分析法,对三向地震动作用下的波形钢腹板混凝土箱拱新型结构的地震特性进行分析,通过与混凝土腹板的混凝土箱拱动力特性和地震响应特点的对比,得出该新型拱圈结构具有较优越的抗震性能。同时,把三向地震作用的结果与在两个主方向(纵桥向和横桥向)同时施加地震动的计算结果进行比较,得到竖向地震动对波形板箱拱地震响应的影响程度。     

软土地区地铁车站地震响应分析

以天津市地铁3号线典型车站结构为研究对象,通过ANSYS有限元软件建立合理的软土地区土—地下结构相互作用模型,选用天津宁河、Taft波及天津人工波,分析该模型的频遇地震及罕遇地震作用效应。分析结果表明：不同地震波作用下位移响应幅值接近,且最大值出现时刻一致,位移变形均满足规范要求;天津宁河波作用下内力响应明显大于其他地震波的作用效应,且地铁车站结构抗震薄弱环节在框架底层中柱柱底位置。该研究成果可为天津市软土地区地铁车站结构的抗震设计提供参考。     

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。     

Seismic analysis of a LNG storage tank isolated by a multiple friction pendulum system

The seismic response of an isolated vertical, cylindrical, extra-large liquefi ed natural gas (LNG) tank by a multiple friction pendulum system (MFPS) is analyzed. Most of the extra-large LNG tanks have a fundamental frequency which involves a range of resonance of most earthquake ground motions. It is an effective way to decrease the response of an isolation system used for extra-large LNG storage tanks under a strong earthquake. However, it is diff icult to implement in practice with common isolation bearings due to issues such as low temperature, soft site and other severe environment factors. The extra-large LNG tank isolated by a MFPS is presented in this study to address these problems. A MFPS is appropriate for large displacements induced by earthquakes with long predominant periods. A simplifi ed fi nite element model by Malhotra and Dunkerley is used to determine the usefulness of the isolation system. Data reported and statistically sorted include pile shear, wave height, impulsive acceleration, convective acceleration and outer tank acceleration. The results show that the isolation system has excellent adaptability for different liquid levels and is very effective in controlling the seismic response of extra-large LNG tanks.     

立式储罐基础隔震动力反应特性分析

本文基于文献[1]建立的立式储罐基础隔震体系，针对阻尼，波高，隔震震频率等因素，进行了分析和研究，给出了工程设计所需的隔震频率、阻尼比并分析了隔震周期对波高控制的影响。     

Seismic response analysis of adjacent liquid‐storage tanks

A refined substructure technique in the frequency domain is developed, which permits consideration of the interaction effects among adjacent containers through the supporting deformable soil medium. The tank‐liquid systems are represented by means of mechanical models, whereas discrete springs and dashpots stand for the soil beneath the foundations. The proposed model is employed to assess the responses of adjacent circular, cylindrical tanks for harmonic and seismic excitations over wide range of tank proportions and soil conditions. The influence of the number, spatial arrangement of the containers and their distance on the overall system's behavior is addressed. The results indicate that the cross‐interaction effects can substantially alter the impulsive components of response of each individual element in a tank farm. The degree of this impact is primarily controlled by the tank proportions and the proximity of the predominant natural frequencies of the shell‐liquid‐soil systems and the input seismic motion. The group effects should be not a priori disregarded, unless the tanks are founded on shallow soil deposit overlying very stiff material or bedrock. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

考虑桩土-隔震层-罐体相互作用的隔震储罐地震响应分析

为了研究桩土、隔震层与罐体相互作用对15×104m3隔震储罐地震响应的影响,桩与隔震层采用弹簧-阻尼单元,罐体采用壳单元,流体采用势流体单元,基于ADINA建立数值仿真分析模型,在8度E1 Centro地震动激励下,应用Newmark数值积分方法进行地震响应分析.结果表明:隔震储罐基底剪力和基底弯矩相对于非隔震储罐明显降低,储罐罐壁加速度沿罐壁高度方向近乎平动,但对波高的控制效果不明显;除罐壁顶部外,动液压力明显降低;隔震后,罐壁有效应力和环向应力减震效应明显,对轴向应力和径向应力影响较小,建议从安全角度考虑,储罐非隔震设计时不考虑桩土作用,隔震设计时考虑桩土对罐体的影响.     

立式储液罐地震反应数值分析

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研究,考虑了不同罐体和内部液体的相互作用,采用3个不同容积的储罐,输入不同强度的地震动时程,进行了大量的数值计算,给出了一些结论。     

储液池的抗震问题探讨

应用流体固体动力耦合统一分析模型的有限元法，进行了储液池的抗震分析。分别探讨了储液池内液体的液面大幅波动、池壁刚度变化、池的深宽比等对地震响应的影响。研究结果表明：储液池壁刚度是比较敏感的物理量，弹性比刚性池壁与液体相互作用的非线性行为强，池壁所受流体的作用力大；液面波的影响也有同样规律，刚性池壁情况下考虑面波与否影响不太大，但弹性池壁却有较大影响；另外宽池比窄池的响应强。