16万方全容式LNG储罐整体地震响应分析

摘要

随着在役LNG储罐建设的快速发展，大型LNG储罐抗震安全性问题引起了人们的高度关注。但目前关于大型 LNG储罐抗震性能的研究均未考虑穹顶带肋式钢网壳结构对储罐整体抗震性能的影响。故本文考虑穹顶带肋式钢网壳结构，以某16万方全容式LNG储罐为研究对象，对大型LNG储罐整体抗震性能展开研究并重点分析穹顶带肋式钢网壳结构对大型LNG储罐整体抗震性能的具体影响，为LNG储罐抗震安全问题的分析和工程设计提供参考。
　　主要研究成果如下：
　　（1）基于ANSYS有限元程序分别对穹顶有无带肋式钢网壳的储罐整体模型进行模态分析，结果表明两种结构体系的前十阶频率最多相差1％，差值为0.04Hz（第三、四阶），且本文储罐整体结构（包括内罐、外罐和带肋式钢网壳穹顶结构）前五阶振型均是以外罐与穹顶连接区域的环向多波振动为主。
　　（2）分别对有无带肋式钢网壳的储罐整体模型进行等效惯性力和静载分析，结果表明穹顶钢网壳结构能够减小穹顶竖向位移，作用以穹顶中间区域最为明显，竖向位移降低1.2%，值为0.1mm；能够降低外罐径向位移,作用以外罐顶部最为明显，降低1.9%，值为0.09mm；但钢结构自重会增大外罐壁顶端环向拉应力，值为0.2MPa左右，因此在满足钢结构强度及刚度设计要求的同时应减轻其自重。
　　（3）预应力混凝土外罐在地震作用下局部区域不满足裂缝控制要求，应考虑增加环向和径向预应力配筋。选择三种地震波并采用时程分析法对储罐整体结构进行地震响应分析，结果表明由时程分析法和等效惯性力方法得出的位移等曲线走势大体一致，证明了等效惯性力法的可行性，二者计算结果最大差值为2.089mm,出现在罐壁顶端。但在两种方法分析中，预应力混凝土外罐中上部均出现裂缝，因此此区域应考虑增加预应力配筋以满足裂缝控制验算。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 LNG储罐分类

1.3 国内外研究进展

1.4 本文的研究内容

第2章 大型LNG储罐有限元计算分析方法

2.1 有限元分析理论及方法

2.2 LNG储罐地震响应分析方法

2.3 网格优化方法

2.4 单元选择及介绍

2.5 材料本构模型

2.6 模型之间的连接

2.7 预应力的施加

2.8 边界约束条件

2.9 本章小结

第3章 LNG储罐整体动力特性分析

3.1 工程概况

3.2 16万方LNG储罐整体模型有限元建模

3.3 模态分析

3.4 本章小结

第4章 LNG储罐整体地震响应数值模拟

4.1 静载分析

4.2 等效惯性力分析

4.3 两种结构体系分析结果对比分析

4.4 动力时程分析

4.5 等效惯性力法和时程分析法对比分析

4.6 本章小结

结论

结论

展望

参考文献

攻读学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢