地震作用下储罐参数对其应力影响分析

考虑固液耦合以及储罐与地基的相互作用,运用ADINA有限元软件建立了三种不同体积储罐的有限元数值分析模型,设置不同的储液高度,分析储罐罐壁在水平地震作用下的应力响应,得到了相关结论。     

铅芯橡胶支座参数对隔震储罐地震响应的影响

利用Bouc-Wen模型模拟铅芯橡胶支座的力-变形非线性行为,研究了两种高径比铅芯橡胶支座(LRB)隔震储罐的地震动力响应特征,系统探讨铅芯橡胶支座动力参数对隔震储罐地震反应的影响规律.研究表明:基底设置铅芯橡胶支座后,储罐有良好的减震效果,减震效果评价指标基底剪力、支座位移、晃动波高都得到有效控制.隔震频率是影响LRB隔震储罐减震性能的主要参数,屈服强度参数、支座阻尼比影响次之.增大支座屈服强度可增加有效隔震频率范围,降低支座位移,但不一定能起到降低波高作用.高隔震频率、无阻尼比工况时,储罐地震响应远超过未隔震时响应;增大阻尼比可同时降低支座位移和晃动波高.在高隔震频率下,存在最优屈服强度和阻尼比,使得基底剪力最小.为使隔震支座发挥最大减震作用,应根据储罐不同高径比特点来优化配置铅芯橡胶支座参数.     

近断层脉冲地震作用下基础隔震体系动力响应

针对近断层地震作用下基础隔震体系地震响应,分析了近断层(近震)地震波的反应谱,以及远震地震波的反应谱,并进行了比较分析近断层地震和远震的能量谱,研究了近震及远震能量谱的特点,以及从隔震机理上分析了近震对隔震结构的影响。以某基础隔震结构为算例,采用相同地震的相同近断层(近震)地震波及远场地震波作为地震激励,分析了其对基础隔震结构地震响应的影响,进而探讨了基础隔震结构在近震下动力响应的特点。结果表明,近断层脉冲型地震动对基础隔震结构的地震反应有较大的影响,可能造成上部结构发生破坏,在近断层地震区进行基础隔震结构设计时,地震动的长周期脉冲效应不能忽略,应予以关注。     

铅芯橡胶支座隔震储罐地震响应特性分析

利用双线性恢复力模型模拟铅芯橡胶支座力学特性,探讨了不同类型场地上,隔震储罐在铅芯橡胶支座(LRB)与叠层橡胶支座(RB)两种隔震方式下的地震响应特点.研究表明:铅芯屈服力、场地类型和地震强度是影响LRB减震性能的主要因素.与RB隔震方式相比,LRB具有降低基底剪力、支座位移、晃动波高等优点,但减震效果并不总是好于RB方式,与场地类型和铅芯屈服力的选取有关.特别是Ⅳ类场地上RB支座更适合储罐隔震设计.支座最优屈服力参数选取需要根据储罐自振特点、场地类型和地震强度共同确定.LRB支座更适合在高烈度地区应用,减震效率高而且稳定.     

近场脉冲型地震下层间隔震减震分析与层间混合隔震控制

层间隔震的隔震层下部结构类似于抗震体系,其在近场脉冲型地震下易产生弹塑性变形,且隔震层易发生过大变形而导致其上部结构倾覆失稳,这些不利影响需深入探讨。本文对比分析在有、无速度脉冲型地震激励下层间隔震结构的弹性和弹塑性反应,探讨速度脉冲对隔震层变形、隔震结构塑性铰分布所产生的影响,提出在隔震层增设粘滞阻尼器形成层间混合隔震方案,分析其对隔震层的限位保护效果及其对隔震结构非线性反应的减震效果。结果表明:在有速度脉冲型近场地震作用下,隔震层下部结构的峰值层间剪力与峰值层间位移角比原抗震结构有不同程度的增大,隔震层最大变形比无速度脉冲型地震下的最大变形有显著增加,远超越了隔震支座容许变形值。层间混合隔震能有效控制隔震层上部结构、下部结构的非线性地震反应与隔震层最大变形,避免隔震支座破坏而导致上部结构倾覆失稳倒塌。     

基础隔震结构在地震作用下动力响应小波分析

在多自由度基础隔震动力学响应计算模型的基础上 ,采用小波变换将地震输入能量在各个频段进行分解 ,对隔震系统在各个频段的地震作用下的动力反应进行了动力学分析。并采用文中的方法对一实际工程进行了分析 ,结果表明 :基础隔震体系可以有效地降低上部结构的地震反应 ;低频分量的地震作用对结构的作用较大 ,而高频分量的作用衰减较快 ,可以不予考虑。     

桩基隔震储罐地震响应参数影响分析

为了分析桩基隔震层参数对储罐地震响应的影响,以15×104m3立式储罐为研究对象,桩基和隔震层采用弹簧单元,罐体采用壳单元,流体采用势流体单元,基于ADINA三维有限元分析程序建立有限元模型,应用Newmark数值积分方法,选取不同隔震层参数进行地震响应分析。结果表明:随着阻尼比的增大,有效动应力的减震效应降低,建议考虑桩土基础隔震储罐的隔震层阻尼比取ξ在0.1~0.3范围内为宜;随着隔震周期的加长,有效动应力峰值在降低,建议取隔震周期为2~3s;储罐抗震减震设计时,应选择统计意义上与抗震设计反应谱相符合的多条地震波进行地震响应均值分析。     

大型液化天然气储罐隔震体系地震响应分析及经济评价

以山东青岛某液化天然气(LNG)储罐为背景,首先采用ADINA软件建立了LNG储罐三维模型,对隔震和非隔震储罐进行模态分析,然后分析不同形状系数隔震支座储罐的地震反应,并研究隔震支座参数对储罐隔震效果的影响,最后对采用隔震支座储罐的经济效益进行初步评价。研究结果表明:采用隔震装置可以降低储罐的自振频率,减小内罐和外罐的加速度、等效应力响应,但应注意隔震体系自振周期的延长将导致液体晃动波高的增加对罐顶的影响;隔震频率和阻尼比对储罐地震响应影响明显;采用隔震支座不但减小了地震反应,同时也降低了储罐的造价。     

近断层水平-竖向地震作用下基础隔震结构的动力响应

基础隔震技术在目前的结构分析和设计过程中,对于冲击性较强的近断层地震作用考虑甚少,特别是竖向分量考虑更少.通过选取1999年台湾集集地震中,含有完整水平与竖向地震分量的近断层记录、远场地震记录以及断层附近非脉冲型地震记录作为地震输入,分析基础隔震结构在近断层水平-竖向地震分量共同作用下的动力响应,以及隔震支座的受力状态...     

球形储罐基于性能的隔震设计

以都江堰市的一个钢制球形储罐的抗震设计为背景,讨论了目前国内外球罐提高抗震能力的常用方法。一类是通过调整球罐本身的结构形式和改变支撑体系的尺寸和数量,另一类就是在球罐上增设减(隔)震耗能装置。在对这些方法进行粗略讨论的基础上,采用基础隔震理念,应用于都江堰市一种使用广泛的球罐的减震设计。通过球罐上面一些关键部位动力响应控制指标的选取,考察了隔震前后这些指标的变化,表明通过隔震措施能使球罐结构的抗震性能大大改善。本文的隔震设计分析过程可供类似球罐的隔震设计参考。     

地震作用下埋地管线的动力响应分析

基于非线性动力学理论和有限元理论,运用ADINA有限元软件建立了管土模型,对地震作用下的埋地管线进行了动力分析。探讨了压缩模量、内摩擦角和黏聚力等土性力学参数以及地震作用等对埋地管线最大横向位移和最大等效应力的影响。结果表明:在地震作用下,土体的黏聚力越大,内摩擦角越小,埋地管线的最大横向位移就越小,而随着土体压缩模量的增加,埋地管线的最大横向位移先增大后减小;管线的最大等效应力随着土体压缩模量、内摩擦角的增加而减小,随着黏聚力的增大而增大;当地震荷载增大时,管线的最大横向位移和最大等效应力增大。     

储罐温度作用的仿真分析

介绍了一座15万m3大型储罐的结构、材料及基本参数,运用有限元原理,借助数值仿真软件ADINA,对低温及重力共同作用下的储罐进行了应力分析,获得了储罐在不同温度作用下各层壁板的应力分布情况,并根据应力分析结果对储罐进行了强度校核。结果表明:储罐自重和温度共同作用下均符合强度条件,为储液罐的安全过冬提供了理论依据。     

内泄下LNG储罐外壁的地震响应分析

针对内罐泄漏条件下LNG储罐混凝土外壁,利用ADINA软件分别建立储罐空罐及满罐LNG储罐有限元模型.在El Fentro地震波作用下,考虑固液耦合作用,对储罐进行地震响应分析.结果表明:通过比较空罐与满罐情况下LNG储罐外壁的地震作用下的位移、加速度曲线,储罐的外壁受罐内LNG储液的影响较大,其位移和加速度在液固耦合...     

火灾荷载作用下轴压钢构件临界应力分析

以轴压钢构件为研究对象,探讨火灾场荷载作用下结构钢材料的弹性模量、抗弯刚度、屈服强度的变化规律,且在这些材料基本参数改变的前提下分析了轴压钢构件的临界应力和临界力,最后进行实例数值分析,得出轴压钢构件在火灾高温条件下钢结构材料的弹性模量、抗弯刚度和屈服强度都急剧下降,降幅在火灾持续时间2h左右达50%以上,轴压钢构件的临界应力也快速下降,使钢构件的承载能力下降很快,导致结构破坏。因此,在钢结构设计中,必须考虑火灾高温对轴压钢构件的临界应力和临界力降低的影响。     

顺层岩质边坡地震动力响应及地震动参数影响研究

 利用FLAC2D建立顺层岩质边坡模型,分析其在地震作用下的动力响应规律,研究地震动参数对其动力响应的影响。结果表明：顺层岩质边坡在地震作用下失稳主要由结构面控制,位移主要发生在潜在滑移面上部岩体中;对地震波存在垂直向和临空面放大作用,其滤波作用没有土质边坡明显,不同岩层会对某一频率的波产生明显的放大效应;当振幅、卓越频率增加时,坡肩下方的加速度放大系数呈递减趋势,且在强度相对较低的岩体内较明显,但随着振幅增加,边坡动力响应增强;各处加速度放大系数受地震动持时影响较小,剪应变增量受其影响较大。当振幅、持时增加时,边坡位移呈增大趋势;当卓越频率增大时,边坡位移减小。同时,证实了地震边坡破坏由上部拉破坏与下部剪切破坏组成,研究结果有助于进一步揭示边坡在地震作用下的失稳机制。     

大型地下洞室群地震响应分析的动力子模型法

 水电站地下洞室群埋深大,在动力分析时若将模型建至地表将使网格规模庞大,不利于分析效率的提高。提出适合于大型地下洞室群地震响应分析的动力子模型法。该方法将大范围、粗网格的地下地震波动场计算与小范围、细网格结构动力计算分开,分别建立粗网格和细网格模型进行分析。首先,根据深部基岩的地震波传播特性,采用幅值线性折减的方法对地表加速度时程向基岩深处推算,得到在模型底边界的加速度时程,再输入模型可算得大范围的地震波动场。其次,把结构计算模型边界节点放入波动场计算模型中插值,可获得计算模型边界条件,最后,完成地震荷载的输入。算例表明,推算所得模型底部加速度时程考虑工程具体条件,比规范规定的单一折减系数更能反映实际工程的地下地震动特性。同时,在地下洞室的地震响应分析中,地震波过早被地表反射或不考虑地震波的反射,都会对计算结果造成误差,动力子模型方法能够在保证计算结果精确性的同时,使细网格的计算模型不建至地表自由面,可显著缩减网格规模,提升动力计算效率。     

地震作用下岩质边坡动力响应特性及变形破坏机制研究

 以汶川地震诱发大型岩质边坡为研究对象,基于相似理论,采用室内大型振动台模型试验,通过输入不同频率、不同持时以及不同幅值的正弦波,研究顺层及均质结构岩质边坡的动力加速度响应特征及动力输入参数对边坡动力特性的影响。试验结果表明,模型边坡动力加速度分布存在明显的而非线性高程放大特性及非线性趋表特性;且边坡对加速度的放大存在高度效应,即边坡中上部大约3/4坡高以上对水平加速度放大明显,而中下部对竖直加速度放大明显;受地形作用影响,边坡坡脚对加速度具有明显的抑制作用;地震波输入的动力参数对加速度动力特性有影响,地震波频率对加速度影响最为明显,边坡动力加速度随频率的增加而呈非线性增大的趋势,当地震波频率接近边坡模型自振频率时影响最大,且频率的增加改变坡体内加速度的分布特征;动力加速度随边坡输入加速度峰值的增加而增加,但幅值的变化并不改变加速度在坡体内的分布;地震波持时对动力加速度影响轻微。边坡坡体结构是影响其动力特性的重要因素,顺层结构边坡由于存在大量的结构面其动力加速度放大系数要高于均质结构边坡15%左右。     

单层网壳结构在地震作用下的弹塑性动力响应研究

采用U L有限元列式 ,基于各向同性强化模式 ,Von Mises屈服准则和Prandtl Renss增量理论 ,针对强烈地震作用 ,考虑结构的几何和材料非线性 ,研究单层网壳在多维地震作用下的弹塑性动力响应计算。提出了一种有效的适用于网壳结构非线性动力响应的增量 /迭代有限元计算方法 ,考虑了转角大位移的精确计算 ,并对一个短程线形单层球面网壳结构进行了地震响应的双重非线性时程分析研究 ,探讨了结构的延性抗震性能