三维隔震支座LNG储罐地震响应分析

论文摘要

近年来,随着清洁能源液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG)使用占比不断提高,LNG储罐的安全性及抗震性愈受关注。目前对储罐的隔震多为水平隔震,然而研究表明竖向地震作用对储罐抗震影响也较大,故本文采用大型通用有限元分析软件ADINA对三维隔震支座LNG储罐地震响应进行了数值模拟分析,研究了三维隔震支座对储罐的水平及竖向隔震效果。研究成果如下:(1)利用有限元软件ADINA对LNG储罐进行数值模拟,求解储罐晃动频率及耦合频率,并与相关理论规范及试验进行比较,误差在可接受的范围之内,验证了利用ADINA软件建模的可行性。(2)针对1000m3储罐,设计了一种新型三维隔震支座系统,该系统包括水平隔震层和竖向隔震层,结合三维隔震支座设计理论,研究了水平隔震层和竖向隔震层的刚度和阻尼,得到了与1000m3储罐抗震性能相匹配的三维隔震支座力学参数。(3)利用ADINA有限元软件建立1000m3储罐模型,计算并对比分析了非隔震储罐、叠层橡胶支座隔震储罐及三维支座隔震储罐的地震响应。结果表明,水平地震激励下,与非隔震储罐相比,三维隔震支座能有效减小储罐加速度,动水压力及有效应力,减小幅度分别为61.20%,91.08%,16.27%;与非隔震储罐相比,叠层橡胶隔震支座对储罐加速度,动水压力及有效应力的减震效果分别为63.03%,91.39%,17.93%,三维隔震支座与叠层橡胶隔震支座水平减震效果接近,均能很好降低储罐地震响应。竖向地震激励下,与非隔震储罐相比,三维隔震支座对储罐的加速度、动水压力及有效应力,分别减少了86.19%,62.43%,20.06%;与非隔震储罐相比,叠层橡胶隔震支座对储罐的加速度、动水压力及有效应力,分别减少了4.93%,0.58%,5.76%。研究表明本文所设计的三维隔震支座具有较好的水平及竖向隔震效果。(4)通过改变隔震周期、隔震阻尼比及地震烈度、场地条件、液面高度等参数,对比分析不同参数下三维隔震支座LNG储罐地震响应。结果表明:地震烈度变化时,三维隔震支座对高烈度下储罐地震响应有更好的减震效果。场地类型对三维支座隔震储罐地震响应有影响,对于场地较硬的地震波,隔震效果最好。当液面高度变化时,液面高度较高时三维支座隔震效果最好。在对储罐设计时需根据储罐自身特性,选择合理隔震周期和隔震阻尼比能够有效减小储罐的地震响应。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 姚琼

导师: 赵祥

关键词: 储罐,三维隔震支座,竖向地震响应,参数变化,流固耦合

来源: 西安建筑科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 力学,石油天然气工业

单位: 西安建筑科技大学

基金: 国家自然科学基金(51678480,51578168),陕西省教育厅专项科研项目(14JK1420),西安建筑科技大学西部建筑科技重点实验室项目(K01343)

分类号: O353.4;TE972

DOI: 10.27393/d.cnki.gxazu.2019.001238

总页数: 98

文件大小: 4263K

下载量: 49

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标签：储罐论文;  三维隔震支座论文;  竖向地震响应论文;  参数变化论文;  流固耦合论文;