油罐讲义08.ppt

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1、油罐及管道强度设计StrengthDesignOfOilTanksandPipes教学内容第八章立式钢油罐的抗震设计§8-1工程抗震§8-2地震对油罐的破坏§8-3油罐的抗震设计§8-5油罐抗震加固的措施教学目标了解地震的一般概念，理解工程抗震设计的方法；了解地震对油罐及其附属设施造成的破坏情况；熟悉各国对油罐所采取的抗震设计方法；理解针对未建成油罐或检修贮罐及正在运行油罐所采取的油罐抗震加固措施。§8-1工程抗震一、有关地震的概念1、衡量地震强度的尺度：a、震级：在一次地震中地壳所释放出的能量。释放出的能量越多，震级越大。b、地震烈度：指地震对某一地区影响的强烈程度。2、烈度的影响因

2、素：烈度与震级、震源深度、震中距、土壤情况等因素有关。3、震级与烈度的区别：一次地震只有一个震级，而烈度无数，不同地区，烈度各异；随着震中距的加大，烈度逐渐降低；同样的震中距由于各地区的地质构造、土质条件、地下水的情况等不同，烈度也不同。一、有关地震的概念一、有关地震的概念4、地震烈度的破坏力：一般地，地震烈度在七度以下破坏性小，可不采取抗震的加固措施；七、八、九度要设防；九度以上的地区不宜建设包括油罐之类的工业设施。5、地震释放能量的形式：地震时，从震源释放出的能量以波的形式向各个方向传播出去，称之为地震波。a、纵波（Primary）：上下振动，能在固体和液体内传播；其振动周期短、振

3、幅小、传播距离较近。b、横波（Secondary）：水平晃动，只能在固体内传播；其振动周期长、振幅大、传播距离较远。一、有关地震的概念6、工程抗震设计的设计载荷——横波a、横波传递了大部分的地震能量，当横波到达时，地面震动最猛烈，破坏作用也最大；b、一般来说建筑物或构筑物大部根据垂直载荷进行设计的，因而垂直载荷的增加对其影响不大，但它们抵抗侧向力的能力很差，所以在水平地震载荷作用下易于造成破坏。一、有关地震的概念§8-1工程抗震二、工程抗震设计方法1、静力法：假设物体上各点的加速度与地面加速度完全一样。然后用牛顿第二定律即可求出地震载荷。该法仅适用于固接在地面上的刚体，如低矮的砖石房屋

4、和设备基础。二、工程抗震设计方法2、动力法：从研究结构的振型、振动周期、阻尼等动力特性出发，进一步研究结构对地震的反应，从而进行计算和校核。§8-1工程抗震§8-2地震对油罐的破坏一、贮罐本身（底、顶、壁）的震害1、浮顶下沉：由于浮顶罐内液体的晃动，引起浮顶下沉，罐底有可能被浮顶立柱撞破。2、焊缝破裂：可能是由于水平地震载荷、罐内液柱压力和基础不均匀沉降等因素共同作用的结果。一、贮罐本身（底、顶、壁）的震害3、罐壁下部屈曲：可能是由于地震时在垂直地震载荷（主要的）和水平地震载荷（次要的）的作用下对罐壁产生弯矩，此弯曲应力达到临界应力值而引起罐壁屈曲，再加上液柱压力把罐壁向外挤，从而使下

5、曲罐壁向外膨曲。4、罐壁上部屈曲：上部壁发生屈曲，且向内凹。这可能是由于贮罐下部破裂时，油品迅速外流而造成局部真空，这是外压失稳的现象，仅发生于固定顶罐。5、罐顶下凹：拱顶全部下凹成碗状，原因是罐内真空造成的外压失稳。一、贮罐本身（底、顶、壁）的震害6、罐壁上部撞坏：由于浮顶过度晃动，导向杆失效，以致浮顶失控而撞碰罐壁上部。此震害最可怕的是可能触发火花，并引起火灾。一、贮罐本身（底、顶、壁）的震害§8-2地震对油罐的破坏二、液面晃动对贮罐的震害晃动造成的液面高度变化对罐壁产生的动液压（所谓振动压）一般不大，但在固定顶罐中若液面较高，会对固定顶产生一冲击压力，有可能破坏顶和壁的连接焊缝（

6、弱构）。三、贮罐附属设备的震害1、浮顶罐转动浮梯发生弯曲塌落，两根扶手的中部均向外弯成葫芦状，这可能是由于浮梯扶手的刚度不够而致。2、浮顶导向杆失效，因此浮顶可能发生转动，与罐壁相撞，引起顶下沉，并破坏罐底。§8-2地震对油罐的破坏三、贮罐附属设备的震害3、管线和接地装置等被拉破或拉断，这可能是由于罐和基础间发生过大的相对位移（水平或垂直位移）而致。垂直位移可能是由于底周边被垂直震荷掀起的结果。§8-2地震对油罐的破坏四、基础和防火堤发生破坏1、靠近罐壁下面的基础发生均匀或不均匀沉降，一般发生在场地土较差的场合。2、基础和环梁被冲豁，这是油罐破坏时油品外流而造成的结果。3、防火堤（挡液

7、堤）被冲豁。§8-2地震对油罐的破坏五、次生灾害由于地震造成贮液越过罐区的挡液堤，漫延到装置区和厂内道路，着火后形成一片火海。显然，这种灾害更严重。§8-2地震对油罐的破坏§8-3油罐的抗震设计一、美国API650储罐的抗震验算方法基本思想：考虑储罐及其储液的反应方式：一是产生脉动力，即罐壳、罐顶及与其共同运动的一部分储液在地震时产生的冲击载荷；二是产生对流力，即地震波中的长周期成分与储液产生共振而引起的晃动载荷。一、美国API650储罐的抗震