地震作用下立式储液罐罐壁“象足”变形仿真分析

基于ANSYS软件建立了考虑液体晃动和罐底提离立式储液罐有限元模型,分别进行了水平地震和竖向地震作用下罐壁“象足”变形分析。分析表明:立式储液罐罐壁“象足”变形主要是由罐壁纵向压应力超过临界应力而产生的局部屈曲破坏,并非强度破坏。因罐底提离导致的罐底与基础反复撞击加大了作用在罐壁上的应力,使罐壁底部“象足”变形不断发展,最终导致罐壁撕裂。在完全相同地震加速度作用下,水平地震作用比竖向地震作用罐壁更早更容易进入屈曲状态,产生“象足”变形。

立式储液罐提离机理及“象足”变形产生原因

为了研究立式储液罐的提离机理及大变形产生的原因,从而减轻储液罐在地震灾害中的损失.基于ANSYS软件建立了考虑液体晃动和罐底提离的立式圆柱形储液罐结构有限元模型,并分别进行了水平荷载和竖向荷载作用下罐底提离及"象足"变形分析.数值分析结果表明:由于倾覆力矩作用使罐壁受拉侧罐底边缘倾向于脱离地基,并将储液罐底板局部向上拉起,即所谓罐底提离,形成月牙区域.罐壁"象足"变形产生的原因主要是由于罐壁的纵向压应力达到或超过屈曲临界应力,是一种屈曲破坏,而不是强度破坏.

基于流固耦合理论的立式储液罐抗震数值分析

建立基于流固耦合理论的立式储液罐非线性数值模型,并在地震荷载作用下对其进行罐底提离机理探讨以及罐壁"象足"和"钻石"变形仿真分析。结果表明,考虑罐壁与液体、罐底与基础接触的模型是有效的,由于液体晃动产生的倾覆力矩作用使罐壁受拉侧罐底边缘倾向于脱离地基,形成罐底提离,从而导致罐壁"象足"变形的屈曲破坏。

大型非锚固储液罐水平地震响应数值分析

基于ANSYS14.0软件建立了3万m3大型非锚固储液罐流固耦合有限元模型,并进行了抗震设计等级下水平地震作用应力和位移响应的数值分析。分析表明:在水平地震作用下,罐壁靠近底部区域出现了明显的"象足"变形;应力与应变响应的结果显示,发生"象足"变形的区域等效应力小于屈服强度,而轴向压应力超过规范设计临界应力,说明"象足"变形为局部屈曲破坏;对于大体积非锚固储液罐,水平地震作用下相对于小体积储罐底板竖向提离的位移较小。