超大型LNG储罐外罐地震反应及低温效应数值分析

摘要

LNG储罐是贮存和消费天然气的重要设施。由于对能源的迫切需求以及国家政策的倾斜，越来越多的LNG储罐将被设计与建造，并且LNG储罐的容量将越来越大。低温作用或者地震作用可能会使得罐体破裂，导致超低温液体泄漏。一旦发生液体泄漏，后果不堪设想。目前国内外研究的储罐的容量大多不超过16万立方米，对更大容量LNG储罐的研究甚少。前人在进行LNG储罐地震反应分析时，通常采用时程分析法，且忽略了内外罐的相互作用。因此，本文的主要研究内容如下：
　　1、考虑普通钢筋、罐底保温层圈梁的影响，对LNG储罐进行了精细化建模，并验证了其可靠性。
　　2、进行LNG储罐外罐低温效应分析，明确了温度对LNG储罐外罐的影响。
　　3、考虑内外罐相互作用，分别运用振型分解反应谱法和时程分析法研究了LNG储罐外罐在地震作用下的动力响应，并将二者的计算结果进行了比较。
　　4、对带隔震装置的LNG储罐外罐进行了地震反应分析，明确了基础隔震装置对外罐地震反应的影响。
　　通过分析结果发现：泄漏工况下外罐壁节点第一主应力较大值位于泄漏液位高度附近以及罐底处；地震作用下LNG储罐外罐各部位连接处第一主应力最大值超过了混凝土的抗拉强度；未考虑周边密封时，地震作用下LNG储罐吊顶振动幅度大于穹顶振动幅度，吊顶振动频率小于穹顶振动频率；在考虑内罐影响时，LNG储罐外罐地震响应稍有减小；考虑基础隔震装置之后，外罐地震响应能有效降低。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 LNG储罐国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第2章 超大型LNG储罐有限元建模

2.1 引言

2.2 工程概况及有限元建模

2.3 LNG储罐有限元模型单元类型及材料参数

2.4 超大型LNG储罐模型验证

2.5 超大型LNG储罐模态分析

2.6 本章小结

第3章 LNG储罐外罐低温作用效应分析

3.1 引言

3.2 边界条件及约束情况

3.3 LNG储罐外罐低温作用效应分析

3.4 泄漏工况下LNG储罐外罐低温作用效应分析

3.5 本章小结

第4章 LNG储罐外罐地震反应分析

4.1 引言

4.2 反应谱分析

4.3 时程分析

4.4 本章小结

第5章 带隔震装置的LNG储罐外罐地震反应分析

5.1 引言

5.2 隔震系统

5.3 基础隔震装置对LNG储罐外罐地震反应的影响

5.4 本章小结

结论

参考文献

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