竖向隔板高度对浮顶储罐的地震响应影响.pdf

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1、InternalCOmbustionEngine&Parts·125·竖向隔板高度对浮顶储罐的地震响应影响IIlfluenceofVerticalPartitionHeightonSeisIIIicResp蚰seofStorageTaIll【砌thFloatingRoof孙颖SUNYing；祖红玉ZUHong—yu(东北石油大学土木建筑工程学院，大庆163318)(SchooIofCivilEngineeringandArchitecture，NonheastPetmleumUniversity，

2、Daqing1633l8，China)摘要：本文以15万方浮顶储罐为研究对象，采用竖向分隔存储，利用有限元软件建立数值仿真分析模型，研究竖向分隔板高度变化对浮顶储罐地震响应影响情况。结果表明：竖向隔板可以有效抑制晃动波高，抑制作用随着分隔板高度增加而降低；对基底剪力和倾覆力矩影响微小；罐壁动液压力随隔板高度增加而增加。Abstract：Inordertoreduceseismicresponseofverticalstoragetanks，selecting15×104m3storagetanks

3、asresearchobject．Inthispaper，thenumericalsimulationanalysismodelwasestablishedbyfiniteelementsoftwaretostudytheinnuenceofverticaIseparationstorageontheseismicresponseofⅡoa“ngmoftanksundertheactionofearthquake．Theresultsshowthattheverticalseparationsto

4、ragecanefkctivelysuppressthesloshingwaveheightupto25．63％，whichhaslittleefkctonthebaseshearandovertumingmoment．However，witht}leheightofthepanitionplateincreasing，thehydraulicpressureofthetankwallisslightlyenlarged．关键词：浮顶储罐；竖向分隔；晃动波高；地震响应Keywords：storag

5、etanks；venicalseparation；sloshingwaveheight；seismicresponse0引言石油储罐一旦在地震中产生破坏，其灾害后果十分严重卜31，立式浮放浮顶储罐在地震作用下因存储液体晃动波高过大导致浮顶及其附件等处发生破坏，浮项卡盘甚至沉盘及液体溢出发生火灾也时有发生【¨】。文献『61对带自由表面的两相流模型VOF的研究，得出储舱内合理配置挡板能有效减小储液晃动波高；文献[7]通过对浮项储罐的研究，得出结论加设分隔板的储罐能有效的控制储液晃动波高。本文在上述研究

6、成果的基础上，提出竖向分隔存储浮顶储罐结构，以15×104m，浮顶储罐为研究对象，采用ADINA有限元软件建立数值分析模型，研究竖向分隔板高度对浮项储罐在单向水平地震作用下的地震响应影响情况。1分隔存储浮顶储罐有限元模型储罐几何参数见表1，储罐有限元模型中罐底和罐壁采用壳单元变壁厚设计，液体采用势流体单元；浮顶采用8节点3一D实体单元，考虑流固耦合，浮盘与罐壁之间考虑柔性接触：基础采用弹簧单元模拟㈣。表115×10h3储罐几何参数表储罐位置圈数高度H／mm壁厚6／mm材料1298040SPV490

7、Q罐壁板(从底向上)2—6268033一12SPV490Q7—826601216Mn刚Q235一B边缘板8=23mmSPV490Q底板(厚度)中幅板6=1lmmQ235一B分隔存储浮顶储罐模型是在上述浮顶储罐模型基础上在罐底竖向设置一圈环向分隔板，分隔板厚度为O．005m，分隔板也采用四节点等参壳单元，其有限元模型作者简介：孙颖(1976一)，女，黑龙江巴彦人r副教授，主要从事油气田防灾减灾工程及防护工程。及几何尺寸如图1所示。2地震波选取和动力方程求解方法选取三类场地，输入地震烈度为0．49，单

8、向水平EL—Centro地震波。采用Newmak数值分析法进行动力求解。3分隔板高度对浮顶储罐的地震响应影响在底板半径为24．5m处环向设置竖向分隔板，计算其高度分别为11．02m、13．70m、16．38m、19．04m四种工况下浮顶储罐的地震响应结果并与普通浮顶储罐地震响应结果进行对比，对比分析图见图2，数据见表2。图2显示，考虑分隔存储后储罐地震口向应分布趋势与普通浮顶储罐基本相同；表2数据结果表明，分隔存储储罐分隔板高度变化对储罐基底剪力和倾覆力矩有轻微放大作用，但作用极其