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立式储罐并联隔震基础研究

张云峰  
【摘要】: 储罐是油品和各种液体化学品的储存设备,是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。由于其一般存贮易燃、易爆、有毒介质,一旦发生地震灾害,其后果十分严重,同时容易产生火灾和环境污染等次生灾害,给人类的生存和生态环境造成严重的影响,给生产和国民经济造成严重的损失。 基础隔震能有效地保护储罐罐体免遭地震破坏,保护人类的生命与财产安全。在诸多的隔震方式中,滑移隔震具有技术简单易行、隔震效果好、隔震层滑动之后不影响其竖向承载力、造价较低及滑移位移控制困难等特点;而橡胶支座隔震结构具有足够柔的水平刚度,水平向刚度受垂直荷载影响较小,有较好的回复能力,造价较高等特点。本文考虑把叠层橡胶支座和摩擦滑移支座组合在一起使用,组成新的并联隔震体系,通过合理的参数搭配,使两种型式的隔震支座相互取长补短,有效降低了隔震结构的造价,而且能优化隔震效果。针对所提出的并联隔震体系,具体研究了以下几个方面的内容: (1)合理设计了并联基础隔震系统的具体构造,利用圈梁结构将基础设计成具有滑移和隔震支撑并联的结构体系,支撑由上下垫板构成,垫板与圈梁无约束,垫板可以起到调整储罐中心点沉降和不均匀沉降的作用。 (2)建立了并联基础隔震储罐的简化分析力学模型。 (3)依据简化分析力学模型,建立了并联基础隔震储罐动响应简化分析的运动方程,并给出了求解动响应的时程分析理论方法。 (4)对储罐并联基础隔震结构体系进行了水平隔震地震响应分析,采用时程分析方法,针对系列浮顶立式储罐,对储罐并联基础隔震结构体系隔震效果进行了全面分析,研究了不同地震波、不同场地、不同地震烈度、不同摩擦系数、不同并联滑移隔震支座负担的结构总重量比、不同高径比,不同隔震周期及等效阻尼比对上部储罐地震响应的影响。分析结果表明,当并联滑移隔震支座负担的结构总重量比增加、摩擦系数增大,隔震效果减弱。但地震波种类、场地类别、地震烈度、隔震周期等因素对减震效果及规律有相应的影响。 (5)对储罐并联基础隔震结构体系的隔震试验研究,根据相似原理建立了试验模型,通过水平静推力的输入,测试隔震立式浮放储罐的隔震层顶部的滑移位移和罐壁结构下壁板应力及起滑剪力。对试验模型进行了有限元分析。验证了并联隔震储罐体系的减震效果。 通过对本文研究内容的总结,得出了本论文的研究成果,提出了与本文研究工作密切相关的尚需进一步研究的工作。


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