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(jì)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(jié)構(gòu)形式，其作為特種結(jié)構(gòu)，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(yīng)分析是LNG儲罐設(shè)計的一項重要內(nèi)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(yīng)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(yù)應(yīng)力及非預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)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(nèi)罐與預(yù)應(yīng)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(jié)構(gòu)振動特性的影響及其規(guī)律，掌握了預(yù)應(yīng)力、罐內(nèi)氣壓和底板約束數(shù)量等參數(shù)對外罐結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)進行地震響應(yīng)分析，得到儲罐結(jié)構(gòu)在不同工況、地震動施加方向的結(jié)構(gòu)響應(yīng)，總

4、結(jié)了儲罐的響應(yīng)特點、結(jié)構(gòu)的受力不利部位，并確定了地震動在結(jié)構(gòu)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(yīng)的對比，得出了地震作用對于LNG結(jié)構(gòu)混凝土外罐占主導(dǎo)地位的結(jié)論。
　　4、利用Winkler地基梁假設(shè)，考慮LNG儲罐結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的樁土相互作用，獲得了結(jié)構(gòu)樁土相互作用下的振動特性；采用Deepsoil場地地震反應(yīng)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