大型立式石油储罐考虑桩土作用地震响应分析

目的研究大型立式石油储罐-桩-土体系的动力响应,对比桩土间相互作用对上部储罐结构的影响.方法利用有限元软件ADINA建立桩-土-储罐三维整体模型,输入包含长周期在内的7条基岩地震波进行地震响应分析.结果考虑桩土相互作用后,基底剪力、基底弯矩、动液压力、罐壁有效应力均减小,但波高有所放大,且罐壁轴向应力增大明显,最大为刚性地基时的3.71倍;考虑桩土效应后,长周期地震动下储液罐的晃动波高、基底剪力、基底弯矩等动力响应均大于普通地震动作用下的结果,其中波高增大较大,最大为7.46倍;低储液量(25%)时,动力响应有所区别,表现为考虑桩土相互作用后,基底弯矩增大,储罐底板发生翘起.结论建议储罐的抗震设计中应考虑桩土相互作用与长周期地震动对储罐的影响,并在储罐薄弱部位进行加固处理.     

高举架立式圆筒型储液容器基础隔震数值分析

目的通过对高举架立式圆筒型储液容器基础隔震数值分析,探究高举架储罐基础隔震的可行性.方法依据ACI简化力学模型提出分散支承质量简化力学模型的方法,并通过在其底部植入隔震层,建立基础隔震简化力学模型并推导其运动控制方程,采用数值方法对比分析了不同条件下地震动响应.结果 ACI简化法与分散支承质量简化法计算结果相近,说明笔者提出的分散支承质量简化力学模型是可行的;基础隔震能有效控制高举架立式圆筒型储液容器地震动响应;隔震周期和隔震层阻尼比越大,基础隔震减震效率越高.结论建议基础隔震设计时需根据工程实际情况选择最佳隔震层参数.     

ANSYS有限元程序在坝体工程中的应用

本文以ANSYS在坝体工程中的应用为例,介绍了如何将土木工程问题进行力学简化,并能采用ANSYS大型通用有限元程序进行模拟分析。具体过程包括坝体工程力学问题的简化、前处理、加载与求解、后处理和计算结果分析等。其中前处理包括启动ANSYS程序、输入相应的项目路径和文件名、定义单元类型、实常数和材料的本构关系、建立几何模型、划分网格(单元)。加载与求解包括加位移边界和力荷载等,涉及静力分析、模态分析(固有频率和振型)以及地震作用下的瞬态分析,并采用适当的求解器和求解步进行求解计算。查看结果包括结构的变形结果、支座反力和应力以及内力(弯矩、轴力和剪力)等。计算结果分析主要针对静力分析,根据规范,看相应的结构形式和材料性能能否满足设计要求,如果不满足强度和变形要求,应该如何调整结果设计的参数,以此来完成土木工程的结构设计。     

立式浮顶储罐地震响应分析

研究浮顶振动对立式储罐地震响应的影响时,假定浮顶运动为均质刚性圆板振动,运用储罐速度势理论给出了液体运动势函数、基底剪力、倾覆力矩公式,从薄板理论出发建立浮顶的弯矩表达。由Hamilton原理和虚功原理建立了浮顶储罐抗震体系的运动控制方程。采用时程分析方法对浮顶储罐进行地震响应分析,并与未考虑浮顶影响的储罐地震响应进行对比。数值结果表明,考虑浮顶作用具有降低地震响应的效果。     

16万方LNG储罐的动特性分析

以16×104m3LNG储罐为例,应用ADINA有限元软件中的Lanczos特征值算法,考虑液固耦合效应研究其动力特性参数。结果表明：内罐液固耦合基本振动频率较低,振动形式以cosnθ型梁式振动为主,液体晃动为低频的振动;外罐基本振动频率较高,振动形式也以cosnθ型梁式振动为主。内罐的液固耦合前三阶频率分别为1.979,4.766,6.491 Hz;液体晃动前三阶频率分别为0.104,0.185,0.235 Hz;外罐前三阶频率分别为6.509,12.37,22.16 Hz。     

软土场地桩-土-LNG储罐地震响应及场地放大效应分析

目的研究中软场地上大型LNG储罐的地震响应,分析桩土相互作用对上部结构的影响.方法利用有限元软件ADINA建立了1. 6×105m3刚性基础储罐与80 m桩土储罐模型;计算刚性基础储罐和桩土储罐的地震响应、桩土储罐和纯土体情况下沿地基深度分布的最大加速度值并进行对比分析.结果考虑桩-土-储罐的相互作用后除晃动波高外,其他地震响应均有不同程度的减小;长周期地震动的场地放大效应小于短周期地震动,而频谱特性复杂且具有多峰性的地震动场地放大效应最大;纯土体的场地放大效应小于有上部结构的场地放大效应.结论地震动沿土体传播具有放大效应,上部结构的存在会增大放大效果,且按照刚性地基标准设计LNG储罐可以保证其安全性.     

立式储罐环墙滚动隔震体系地震响应数值仿真分析

基于ADINA有限元软件,以15×10⁴m³大型立式储罐为研究对象,建立了立式储罐环墙滚动隔震体系有限元分析模型,运用Newmark数值积分法,对水平地震激励作用下的隔震储罐进行了减震效应分析。结果表明: 环墙滚动隔震装置可以有效降低立式储罐的地震响应,减震率达到25 %以上。环墙滚动隔震装置具有降低储罐不均匀沉降和减震双重作用,建议推广应用。     

基于ETABS结构分析软件的框架结构基础隔震分析

基于ETABS有限元分析程序,对某一框架结构进行了非隔震结构与基础隔震动响应分析研究。通过对框架结构固有特性进行分析比较,得出隔震结构能大大延长建筑结构的固有周期,降低固有频率,从而避开场地的特征周期和特征频率;分别采用反应谱分析、时程分析和能量分析三种方法对框架结构的动力特性进行分析比较,得出隔震结构的地震动响应与传统抗震结构相比有所降低,表明隔震结构起到了隔离地震的作用。     

橡胶垫基础隔震浮顶储罐的非线性地震响应研究

从浮顶参与地震响应的角度出发,采用Nagarajaiah模型模拟铅芯橡胶支座(LRB)的力-变形非线性行为,研究了铅芯橡胶支座隔震储罐的地震响应特征。分析了地震烈度、高径比以及场地条件对立式钢制浮顶储罐隔震与非隔震状态地震响应的影响。分析表明,不同工况下,隔震体系能够有效地降低储罐的倾覆力矩,减少基底剪力,满足结构控制。但对波高的控制效果并不明显。合理优化高径比,选择场地,可以得到理想的减震效果。