浮顶储罐在地震荷载作用下数值模拟分析

摘要：为了研究浮顶对储罐结构在动力荷载作用下地震响应的影响,选取2000方原油储罐为研究对象,分别建立无浮顶储罐及浮顶储罐的有限元分析模型,进行Ⅲ类场地单向地震激励作用下储罐结构的有限元数值模拟计算,对其在地震荷载作用下的基底剪力、倾覆力矩、晃动波高进行详细的对比。结果表明浮顶的存在对储罐的基底剪力和倾覆力矩产生影响甚微;对晃动波高有一定的抑制作用,2000方储罐波高降低率为41%。     

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。     

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。     

连续梁及网架浮顶的强度与稳定性

浮顶在实际运行中必须具有足够的强度和稳定性能。采用有限元计算并辅以模型试验的方法,对连续梁及网架浮顶在雨载作用下的强度破坏、屈曲失稳、浮顶沉没以及船舱漏水导致浮顶倾覆等强度和稳定性问题进行了分析。针对这种浮顶的结构特点设计了专门的有限元求解方案和模型试验方案,并在此基础上利用商业软件AN SY S的二次开发功能,研制出了浮顶模拟分析专用程序。对计算结果和试验结果进行了比较和分析,二者吻合较好,并验证了该浮顶具有较好的强度和稳定性能。     

基于无线技术浮顶储罐密封油气浓度检测

在浮顶储罐火灾事故中,一、二次密封层间的可燃气体浓度过高是导致雷击火灾的重要原因之一。本文就浮顶储罐一、二次密封层间可燃气体监测技术进行探讨,提出了使用无线网络技术进行可燃气体监测的方案,解决了浮顶储罐密封层气体监测的难题,为浮顶储罐安全生产提供了参考。     

10000m~3固定拱顶储罐的内浮顶改造

某化工厂一台10000m3重油储罐需进行内浮顶改造以储存原油。本文对该储罐的装配铝制内浮顶的安装和验收要点进行了分析。     

大型浮放储罐三维地震动响应分析

以15×104 m3浮放储罐为例,应用ADINA有限元软件,采用弹簧单元模拟地基,在三维地震激励下分析储罐的地震动响应.结果表明,沿着罐壁的高度方向加速度具有放大效应,且场地越软储罐罐壁加速度放大响应越小;液体晃动波高越大,基底剪力越大.按照水平地震激励计算的液体晃动波高和基底剪力较三维地震动计算结果偏小,因此建议储罐设计时要考虑多维地震动的影响.     

直击雷作用下浮顶储罐的电压分布

制作了大型浮顶储罐的等比例模型,研究了储罐模型浮顶在直击雷作用下,使用1根和6根铜编织带时储罐浮顶中心、浮顶边缘、罐壁及罐底各点对地电压分布情况,还使用有限元电场分析软件对储罐罐体以及浮顶上的电压分布进行了计算.结果表明,增加铜带数量可以有效降低浮盘和罐壁间的电位差,从而在一定程度上减少电火花的产生.     

地震荷载作用下混凝土结构应力强度因子的确定

本文采用了振型迭加法、反应谱原理，确定有缝混凝土结构在地震荷载作用下的 最大应力强度因子；建议了用能量法确定振型应力强度因了：对理论计算结果进行了 实验验证，符合良好。     

边坡地震稳定性的临界加速度分析

提出了两种不同意义的边坡地震稳定性概念。一是按一定的抗震设防目标地震作用考虑,边坡现状强度与临界强度相比较而言的储备强度稳定性;二是设防目标地震作用与现状边坡临界地震作用相比较而言的现状强度稳定性。第一种边坡地震稳定性概念已经得到普遍采用,分析方法也比较成熟;第二种边坡地震稳定性概念受到的关注较少,衡量标准和分析方法尚有待探讨。主要针对第二种边坡地震稳定性——现状强度稳定性的衡量标准和分析方法进行了研究,提出了边坡现状强度地震稳定性评判的临界加速度准则,结合山西晋阳大佛边坡地震稳定性分析,形成了拟静力法与动力时程法相结合的边坡现状强度地震稳定性分析方法,拓展了边坡地震稳定性的概念,为边坡动力稳定性分析提供了一条新思路。     

埋地管道的地震反应分析

用弹性基础梁理论导出水平L形弯管在地震时的内力计算公式,并结合我国地震地区的实际情况,运用本文公式对震区管道强度进行了核算。结果表明,铺设在地震烈度9度地区的埋地管道不会发生损坏,若管道铺设区的地震烈度达到11度时,埋地管道将发生损坏。这与本文的理论分析基本符合。     

城市流动劳动力的数学模型分析与应用

通过对城市流动劳动力的数量、结构、就业状态和工资水平的调查与假设,建立了两个简单的城市流动劳动力的数学模型;通过模型求解,分析了城市的经济发展、就业、基础设施、交通、犯罪率、国有经济与集体经济的从业人数等方面的变化与对策;最后为政府部门指出了管理城市流动劳动力应注意的几个方面．     

钢构件及其连接在荷载作用下强度的验算

本文通过对不同截面形式的钢构件及其连接在外荷载作用下强度条件的研究，提出一些必要的扩充内容，从而使其强度条件更完善，以确保钢结构及其连接的安全。     

储层中稳态油层的水动力学模型

为储层中的稳态油层导出了一个二维的水动力学模型，该模型综合考虑了水动力、浮力、毛细管压力、界面张力、储层中水油、岩石的物性参数以及储层的构造形态等因素，得到以下微、积分方程：２Ｔｄ２ｈｄｌ２＝Ｑμ∫ｌ０ｄｌ′ｋ（ｈ（ｌ′），ｌ′）［Ｈ（ｌ′）－ｈ（ｌ′）］－ｇ∫ｌ０Δρ（ｌ′）［ｓｉｎθ（ｌ′）－ｈ（ｌ′）ｌ′ｃｏｓθ（ｌ′）］ｄｌ′用叠代法解得方程的解析解，就可预测储层中油层存在的可能性，并求得油－水界面的形态、油层的最大厚度等。通过对Ｈｕｂｂｅｒｔ（１９５３）实验和东营凹陷樊家油田的油层进行的计算表明，理论模拟和实际情况较为吻合。     

放顶煤工作面滑移顶梁支架失稳分析

建立了滑移顶梁支架的稳定性指标和失稳条件。得出结论：滑移顶梁支架结构、放顶煤工作面围岩和工艺特点是引起放顶煤工作面滑移顶梁支架失稳的三个主要原因。认为在放顶煤工作面，不仅滑移顶梁支架会失稳，其它类似支架也可能发生失稳。     

白腊坪煤矿K_(13)薄煤层坚硬顶板的薄板理论分析及其来压预报

白腊坪煤矿K_(13)缓倾斜薄煤层系三迭系煤层,平均厚度为1.0米,其上直接赋存一层8.0米厚的坚硬顶板。本文用薄板理论研究其顶板的应力分布规律,并且用最大拉应力强度理论推导出顶板初次及周期来压步距的理论计算式。应用该理论计算式对现场实施来压预报获得了成功。实践证明,用薄板理论研究薄煤层坚硬顶板的应力分布是合理的,对于生产现场具有十分重要的意义。     

钢板仓内力与强度的有限元分析

本文应用有限元法分析了一实际钢板仓满载时的内力及强度，其计算结果对钢板仓的设计与使用都具有一定的参考价值．     

气垫炉板带材漂浮高度的解析与试验

金属板材漂浮高度是气垫炉重要工作参数,影响到加热速度以及风机功率消耗。本文首先提出气垫薄层新概念,进而从纳维尔-斯托克斯方程与连续性方程入手,建立气垫薄层流场的解析式;然后运用能流理论,异出漂浮高度与气体流量关系的数学模型;并通过热态模拟试验加以验证,两者基本吻合。     

自行车骑行强度的研究

本文通过自行车的野外骑行实验和数理统计分析,论述了自行车骑行时的动强度问题。为自行车设计改进提供了理论依据。     

大型油罐防火堤事故荷载分析计算

依油罐破裂时孔口所在高度不同，将罐体沿高度分作５个区段，分别进行了荷载计算，另外，针对大型贮油罐裂缝多发生在罐壁底部的特点，就防火堤内充满溢流液体的不利工况，通过有限元分析，探讨了防火堤内侧坡度对事故荷载产生的影响，给出了相应荷载分布曲线。