160000m3 LNG儲罐混凝土外罐的地震響應分析.pdf

1、隨著能源消費的不斷增長,液化天然氣(LNG)作為一種易長距離輸送、對環(huán)境無污染的新興能源,在世界能源組中的位置越來越重要,發(fā)展天然氣工業(yè)成為世界各國改善環(huán)境和維持經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的最佳選擇。LNG儲罐作為一種安全穩(wěn)定、占地面積小、存儲量大的結(jié)構(gòu)設(shè)施,它的應用和建造也日益廣泛。然而作為一種新型的產(chǎn)業(yè),關(guān)于LNG儲罐國內(nèi)外還缺乏專門的抗震設(shè)計規(guī)范,且對其抗震性能的研究還處于初步的階段。LNG儲罐作為一種大型的存儲結(jié)構(gòu),一旦發(fā)生震害倒塌,將會給

2、生態(tài)、人文和經(jīng)濟造成巨大的損失。所以在我國大量興建LNG儲罐的同時,對其開展抗震性能的分析具有實際工程意義。
　　本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果包括以下四個部分:
　　(1)以實際LNG儲罐工程資料為研究背景,利用ANSYS及LS-DYNA有限元分析平臺,建立了160000m3的LNG儲罐混凝土外罐的精細化模型,其中包括對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定約束效果的扶壁柱和環(huán)梁;進行了合適的單元選取和劃分,并介紹了材料的本構(gòu)關(guān)系。
　　(2)研究

3、空罐及滿液位泄露條件下LNG儲罐混凝土外罐的振動特性,采用附加質(zhì)量法進行結(jié)構(gòu)模態(tài)分析,結(jié)果顯示:空罐狀態(tài)下混凝土外罐的固有振型為穹頂?shù)恼駝幼冃?并較早的激發(fā)出了環(huán)向多波效應;當內(nèi)罐發(fā)生滿液位泄露工況下,內(nèi)部的柔性液體與外罐罐壁的共同作用,會明顯降低外罐的自振頻率,且數(shù)值分析結(jié)果得到了理論驗證。
　　(3)選取了具有代表性的三條天然地震動記錄與一條人工地震波,采用全過程時程分析方法對全容式LNG儲罐混凝土外罐進行了單向、雙向及三向地