液固耦合及樁土相互作用下的LNG儲罐振動特性及其抗震性能.pdf

1、由于全球能源問題，天然氣將成為21世紀消費量增長最快的能源，而液化天然氣（Liquefied Natural Gas簡稱LNG）為天然氣的長距離輸送提供了方便、可行的方法。全容式 LNG儲罐是目前國際上LNG接收站常用的結構形式，其作為特種結構，一旦遭到地震破壞，不僅威脅人類的生命財產(chǎn)安全，而且對生態(tài)環(huán)境的危害也十分巨大。因此，針對LNG儲罐的動力特性及其地震作用響應分析是LNG儲罐設計的一項重要內容。
　　本文根據(jù)實際LNG儲罐

2、工程實例，利用有限元軟件ANSYS建立160000m3的LNG儲罐精細化模型，主要針對以下幾個方面展開研究工作：
　　1、以ANSYS有限元軟件為研究平臺，建立了160000m3大型LNG儲罐的精細化模型，確定了相應的單元類型、網(wǎng)格尺寸、邊界條件及材料參數(shù)等；給出了預應力及非預應力鋼筋在有限元模型中的實現(xiàn)方式及液-固耦合方法的建模方式。
　　2、為獲得大型全容式LNG儲罐的自振特性，利用直接耦合法對液體單元和罐體結構進行流固

3、耦合約束，采用縮減法進行儲罐振動特性分析，獲得了空罐、正常工作時滿液位以及滿液位泄露、半液位泄露四種工況下鋼制內罐與預應力混凝土外罐的振動特點和振動周期；分析了液體與罐體相互作用時，液體對罐體結構振動特性的影響及其規(guī)律，掌握了預應力、罐內氣壓和底板約束數(shù)量等參數(shù)對外罐結構振動特性的影響規(guī)律。
　　3、選取El-Centro、Taft以及人工地震動對LNG儲罐結構進行地震響應分析，得到儲罐結構在不同工況、地震動施加方向的結構響應，總

4、結了儲罐的響應特點、結構的受力不利部位，并確定了地震動在結構上的最不利施加方向；計算了考慮地震動作用參與的最不利荷載組合，通過與靜力荷載效應的對比，得出了地震作用對于LNG結構混凝土外罐占主導地位的結論。
　　4、利用Winkler地基梁假設，考慮LNG儲罐結構基礎的樁土相互作用，獲得了結構樁土相互作用下的振動特性；采用Deepsoil場地地震反應計算軟件，分析不同類型土層在峰值加速度為220gal的El-Centro和Taft地