储液罐在地震作用下的稳定分析.pdf

维普资讯
石油化工设备技术年
一~ 一———一一一⋯——一—一一一一
储液罐在地震作用下的稳定分析
中石化总公司工程抗震振动技术中心站刘文彦韦树莲
本文研究了储液罐在水平地震作用下,固液耦连反应的稳定问题。先用反应谱
法计算储罐的地震反应,再用准静力法分析储罐在地震作用下的稳定性。最后通过
大量分析计算, 回归得出一简单的稳定计算公式, 井用它验算了几个实际储油罐的
稳定问题. 说明它是可用的。
公式, 本文应用文献的数值计算模型,考
一
、引言虑在水平地震作用下,罐底与地基刚性固接
储液罐在地震中遭到破坏, 会造成相当的情况,对罐体的动力稳定做了大量数值计
严重的经济损失,近年来, 地面立式圆柱形算,从而回归出一个简单的计算公式。
储液罐的抗震研究愈来愈受到重视。由于罐
液耦连系统振动的复杂性和储罐受力的复杂二、计算模型和动力
性, 对于储罐的破坏,单从强度来判断是不
妥当或不够全面的。但目前储罐的届曲研究稳定分析
还很不移, 主要表现在两个方面;①各国规采用文献的数值计算模型, 如所
范对失稳荷载的计算公式不一致。如我国的示, 假设罐壁为圆柱形薄壳、罐内所储液体
《工业设备抗震鉴定标准》采用受扭圆柱壳

的稳定应力公式,而美国标准《》
‘’~
则以圆柱壳有内压的均匀轴压下的稳定应力—●

公式为基础加以修正而得。我国《鉴标》中

的稳定计算公式显然不尽合理, 因为扭转稳
定公式实际上认定失稳破坏是剪应力作用所—’
致,而罐的应力状态远不是这样的。《, , ,
.》电只是从静力出发考虑的一种均圈
匀轴向压缩状态的稳定情况,而实际的振动为无旋,不可压缩的理想流体。对罐壁用薄
情况要复杂得多。实验值“都说明上述壳旋转壳单元进行离散,而液体则用解析解,
两种标碓的计算公式都过分保守。②实验值然后用边界积分将动液的影响施加到罐壁
与计算值的差异,一方面来自动力失稳和静上,从而方便地解决了壳液耦连振动问题。
力失稳的差别,另一方面则是小的模型试验用反应谱法计算储液罐的地震反应, 同时还
罐的失稳数据应用于大的实际罐自然会带来考虑了液面晃动对罐壁内力的影响。在应用
误差。因此,要得到更精确的失稳估计公式, 应谱法时,直接应用了反应谱值,而不同
必须进行新的试验以接近实际罐的动力反应于文献考虑阻尼比的不同丽予以放大,
时的应力状态的稳定情况, 必须进行新的理实际计算也表明文献的结果过于保守。
论计算束横拟动力失稳时的稳定计算。最岳用准静力法分析了储罐在地震作用下的
为了建立工程设计用的简单的稳定判别稳定性。
维普资讯
第卷第期石油化工设备技术
结构失稳是结构的主要破坏形式之一, 水压作用产生的膜力时, “可加到
它主要表现为结构截面的应力远没有达到强“’中,所以有
度设计条件就丧失了承载能力。工程中油罐’’
的常见破坏形式有象足形屈曲和菱形屈曲, 根据能量准则;
除了强度方面的破坏因素外,稳定方面的弹当’时,表示状态为稳
性屈曲也是应该考虑的。求解结构失稳问题定;
有三个方法: ①静力平衡法: ②动力法; ③当时, 表示状态为
能量法。但前二种方法主要用