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LNG储罐滚动自复位隔震研究

赵长军  
【摘要】:随着经济的迅速发展,天然气作为低排放的清洁燃料,其储存量和需求量正在与日俱增,用来储存液化天然气的LNG储罐也在不断增多。我国地处环太平洋地震带与欧亚地震带之间,地质构造复杂,地震活动频繁,是世界上地震最多的国家。作为重要能源战略储备的LNG储罐在地震中一旦发生破坏,会造成环境污染、火灾等次生灾害,甚至威胁人类的生命,给生产和国民经济造成重大损失。因此对LNG储罐结构进行抗震减震性能研究,具有重要意义。 本论文引申土木工程中结构控制思想,采用滚动基础隔震对LNG储罐进行地震响应研究,进行了LNG储罐滚动隔震装置设计,其主要研究工作有: 1.论述了课题的研究背景和意义,介绍了LNG储罐的结构形式,阐述了结构抗震理论和抗震设计的发展过程及存在的优缺点,介绍了隔震技术的基本原理,总结了隔震技术的优缺点,重点论述了国内外储液罐抗震和隔震研究状况及发展前景,提出了本文的主要研究内容。 2.假设上部结构为刚体,分析了滚动凹形复位板隔震装置的本构关系,得到滚动凹形复位板隔震结构的隔震周期及水平恢复力,进而给出了滚动凹形复位板加弹簧隔震装置的隔震层设计参数。 3.将LNG储罐外罐运动等效成剪切梁悬臂梁振动,钢制内罐从势流体理论出发,考虑流固耦合相互作用,运用Hamilton原理和虚功原理,推导了在水平地震激励下隔震LNG储罐的运动方程。 4.选取典型的LNG储罐,运用数值分析法对两种隔震装置的LNG储罐进行了地震响应分析,建议采用有利于LNG储罐隔震的滚动凹形复位板加弹簧隔震装置。 5.对隔震LNG储罐进行烈度、基频、场地、阻尼比、高径比以及复位弹簧刚度等参数影响分析,建议进行LNG储罐隔震设计时结合施工情况选取最佳隔震装置设计参数。 6.根据隔震LNG储罐优化设计参数,对滚动凹形复位板隔震装置进行了强度、刚度和抗风稳定性设计,以便工程设计人员参考。


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