大型储液罐在地震作用下的附加质量法研究

研究了某大型圆柱形薄壁储液罐在地震作用下的响应。采用基于Housner(1957)和Velet-sos(1973)两种理论的附加质量法计算流体的动压力。发展了附加质量法用户子程序,将其嵌入有限元软件ABAQUS进行计算。文中还将附加质量法的结果与ABAQUS耦合欧拉-拉格朗日算法(CEL)进行了比较,从而为该附加质量法的适用性提供了定性评估。

基于Flac3D的大型储液罐基础环梁拉力分析

采用Flac3D商用软件对大型储液罐的充水试验进行数值模拟,并对储液罐、基础环梁和地基土层组成的耦合系统进行动力计算,考察环梁在静动力荷载作用下的响应规律以及影响环梁环向拉力的主要因素.研究表明,环梁环向拉力随试水分级加载而逐级增大,水平地震作用下,环梁环向拉力在静荷载引起拉力的基础上累积增加;垫层材料对环梁环向拉力的影响较大,采用灰土石垫层时,环梁环向拉力比采用素土垫层小18.3%;与数值计算结果相比,按规范公式计算静荷载作用下基础环梁的最大环向拉力偏大42%.

大型储液罐的地震反应初探

随着大型储液罐在石化工业的广泛应用,其震害分析变得极为重要。利用ANSYS软件在空锚固式储液模态分析的基础上,输入模拟的地震加速度反应谱,得出了横向地震力作用下的较为精确详尽的储罐响应结果,直观的再现了空储液罐在地震力作用下的受力情况和薄弱环节,从而为储液罐的设计提供了可靠的依据,为进一步分析大型储液罐充液状态时的地震反应起到抛砖引玉的作用。

水平和竖向地震激励下大型储液罐响应分析

基于ANSYS软件建立了100km3锚固型大型储液罐模型,并对此进行了水平和竖向地震激励下的地震响应分析,地震波为EL-CENTRO波。计算结果表明,锚固型大型储液罐内液体的晃动、应力和应变在水平地震激励下比竖向地震激励下大很多,这说明水平地震激励是影响储液罐力学性状的主要因素之一。储液罐的应力和应变峰值发生在罐的中下部,而罐口变形较大。

超大型储液罐流固耦合振动分析

针对某超大型储液罐进行了流固耦合振动分析。首先应用ANSYS建立了储液罐-液体的流固耦合振动模型,求得了前20阶振动模态;接着分析了液面波动和储液量对耦合固有频率的影响,并取了一个高罐模型进行了高、低罐的模态分析对比;最后对"象足凸鼓"现象进行了探讨,解释了造成"象足凸鼓"现象的原因。

大型储液罐的地震反应分析

近年来地震频发,大型储液罐的抗震安全性则显得尤为重要.针对大型储液罐的地震反应进行了研究,首先建立了大型储液罐的有限元模型,然后对该模型进行模态分析得到大型储液罐的动力特性,最后通过地震激励得到大型储液罐的地震反应.通过结果分析表明,对于不考虑流固耦合的储液罐来说,不会出现"象足"失稳现象.研究为大型储液罐的抗震设计和抗震性能的研究提供了参考.

基于基础沉降的大型储液罐有限元建模方法

综合考虑罐-土之间的摩擦,采用接触单元模拟罐底板-基础间的相互作用。采用两种基础间的平均沉降量差作为边界条件,取代工程上难以准确计算或测量的基础基床系数或弹性模量,建立大型储液罐有限元计算模型,得到了罐底板大角焊缝区域的峰值应力计算值,并与应力实测值进行比较。结果表明,基于沉降量差的有限元计算方法的应力计算结果与应力实测结果相吻合,可以准确计算大型储液罐的底板应力,还可以通过基础沉降量实时监测,预测在用大型储液罐的剩余使用寿命。

基于附加质量法的大型固定顶储液罐基底隔震分析

鉴于目前储液罐基底隔震研究多采用一维简化的Haroun-Housner模型,基于附加质量法,考虑液体对流质量和脉冲质量,建立储液罐三维简化的附加质量模型。通过分析比较相同地震激励下不同高径比储液罐罐的Haroun-Housner模型、附加质量模型和流固耦合模型的动力响应,验证了附加质量模型的合理性。针对某大型固定顶储液罐,基于此简化模型,基底引入FPS隔震支座,系统地研究了基底隔震储液罐在不同场地条件下的非线性地震动力响应。分析结果表明:FPS隔震支座对储液罐地震响应有很好的控制作用,有效地降低了液体脉冲分量的运动,避免了罐壁发生屈曲破坏,但放大了液体对流分量的运动。

流固耦合对大型储液灌抗震性能的影响研究

针对大型石油储液罐在地震中的抗震性能,本文建立了大型储液罐的三维有限元模型,并分析了储液灌的动力特性及流固耦合对于大型储液罐抗震性能的影响。结果表明,考虑流固耦合时,储罐会出现明显"象足"失稳现象,所以在对大型储液罐抗震设计时,应加强储液罐底部的抗震能力。

单层网壳顶盖与下部罐体的协同工作性能研究

单层网壳结构已被应用于大型储液罐的顶盖结构中,而目前在此类顶盖的分析设计中,往往忽略下部罐体与上部网壳顶盖间的协同工作性能。考虑到下部罐体,利用通用有限元程序模拟上下部的径向连接刚度,分析网壳顶盖的整体稳定性能;并基于附加质量法,建立储液罐抗震简化分析的附加质量模型,研究下部罐体、径向连接刚度等因素对网壳顶盖动力性能的影响。结果表明,上下部协同工作性能对网壳顶盖的稳定性、动力性能影响较大,在结构分析设计中,应综合考虑。