近断层长周期地震动及桩土效应对LNG储罐的作用效应分析

发布时间：2017-08-08 09:02

  本文关键词：近断层长周期地震动及桩土效应对LNG储罐的作用效应分析

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【摘要】：液化天然气(Liquefied Natural gas,简称LNG)作为绿色燃料已经成为各国的首选能源。由于其具有易燃易爆的性质,因此在储存与运输过程中必须要有很高的安全保障。以往,对储罐的地震研究大多数基于短周期地震动和刚性基础,鉴于此,本文将针对近断层长周期地震动和桩土效应进行深入分析,主要研究内容包括:1.概述了近断层地震动和桩土效应的研究现状,重点论述了在近断层地震动作用下结构隔震的研究现状。2.运用有限元软件ADINA建立16万方有、无桩土LNG储罐,在桩土储罐中,桩基础采用Beam单元,土体采用Spring单元进行简化。选择CFD计算方法,位移输入地震动,其中刚性基础储罐输入在罐底,桩土储罐输入在桩基底部。3.以有、无桩土储罐为研究对象,分别输入长短周期地震动,通过对比其地震响应得出结论:16万方LNG储罐具有长周期性质,在近断层地震动作用下晃动波高显著。同时长周期地震动具有较大的速度脉冲,这会造成储液对内罐壁的强烈冲击而造成较大的有效应力。4.通过对桩-土-储罐三维整体模型输入基岩地震动来研究桩土效应,结果表明:基岩波沿着桩土向上传播最后作用在上部结构,桩头加速度与位移值较桩底相比有增大趋势,桩土储罐的地震响应比无桩土储罐显著增大。5.通过对LNG储罐输入相同加速度峰值的单向与三向地震动,对比其地震响应,结果表明:采用单向水平地震激励计算出的地震响应较三维地震动计算结果偏小。为了更好的模拟实际地震动对储罐的作用,建议储罐在设计与建造时要适当考虑多维地震动的影响。6.建立有、无桩土橡胶垫隔震与非隔震储罐有限元模型,进行地震控制效应分析,其中隔震装置的隔震周期为2s,粘滞阻尼比为0.1。结果表明:采用隔震措施后,各类储罐的地震响应除晃动波高外均有降低,但近断层长周期地震动的控制效果不如短周期。本文综合以上得出的结论,对LNG储罐的设计及建造提出了合理的建议。
【关键词】：LNG储罐 近断层 桩土效应 隔震
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU435;TE972
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 研究的背景及意义9-10
• 1.2 LNG储罐国内外发展及研究现状10-17
• 1.2.1 LNG储罐的国内发展及研究现状10-12
• 1.2.2 LNG储罐的国外发展及研究现状12-14
• 1.2.3 LNG储罐的分类14-17
• 1.3 近断层地震研究现状17-19
• 1.3.1 关于近断层地震动特性的研究现状17-18
• 1.3.2 近断层地震动作用下结构隔震的研究现状18-19
• 1.4 桩土效应研究现状19-21
• 1.5 本文研究的主要内容21
• 1.6 本章小结21-23
• 第二章 近断层长周期地震动23-29
• 2.1 引言23
• 2.2 近断层地震动定义及特点23-26
• 2.2.1 近断层地震动的概念23
• 2.2.2 近断层地震动的特点23-26
• 2.2.3 各国抗震规范对近断层地震动的考虑26
• 2.3 研究意义与计算方法26-28
• 2.3.1 对近断层长周期地震动的研究意义26-27
• 2.3.2 本文所采用计算方法介绍27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 长短周期地震动作用下LNG储罐地震响应对比分析29-42
• 3.1 引言29
• 3.2 工程概况及建模29-35
• 3.2.1 工程基本参数29-31
• 3.2.2 场地条件31-32
• 3.2.3 有限元模型的建立及地震动输入方式32-34
• 3.2.4 土体参数的计算34-35
• 3.3 无桩土LNG储罐长短周期地震动作用效应对比分析35-39
• 3.3.1 地震动的选取35-37
• 3.3.2 数值响应对比分析37-39
• 3.4 桩土LNG储罐长短周期地震动作用效应对比分析39-41
• 3.4.1 地震动的输入方式39-40
• 3.4.2 桩土LNG储罐长短周期地震作用效应分析40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 第四章 LNG储罐桩土效应计算模拟分析42-51
• 4.1 引言42
• 4.2 单向地震动作用下桩-土-储罐相互作用响应分析42-47
• 4.3 三向地震动作用下桩-土-储罐相互作用响应分析47-49
• 4.4 本章小结49-51
• 第五章 地震作用效应控制分析51-57
• 5.1 引言51
• 5.2 建模及隔震层参数介绍51-52
• 5.3 地震动的选取52-53
• 5.4 数值分析53-56
• 5.4.1 无桩土储罐地震响应控制分析53-55
• 5.4.2 桩-土-结构-隔震层相互作用效应分析55-56
• 5.5 本章小结56-57
• 第六章 结论与展望57-59
• 6.1 结论57-58
• 6.2 展望58-59
• 参考文献59-64
• 已发表文章64-65
• 致谢65-66

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本文编号：639145