基于IDA和RSM的立式隔震储罐地震易损性分析

摘要

随着石油、化工行业的不断发展，储罐的需求量越来越大，然而储罐的地震灾害却十分严重，除了巨大的经济损失和人员伤亡外，还可能有严重的环境污染，甚至爆炸。如何能够有效地减小储罐的地震响应并对储罐在地震作用下的破坏概率进行预测是目前研究的热点问题，也是本文研究的出发点。
　　基础隔震能够有效减小上部结构的地震响应，而地震易损性分析能够有效预测结构在不同地震动强度下各破坏状态所对应的失效概率，因此对储罐进行隔震处理并进行地震易损性分析能够很好的解决上述问题。本文采用 ANSYS软件建立了1000m3的非隔震储罐和隔震储罐的有限元模型，相关的分析和对应的结果如下：
　　（1）模态分析和地震响应分析，分析结果表明，隔震对储罐液固耦合一阶频率影响较大，对其他频率基本没影响；隔震对液体晃动波高的影响较小，但能有效减小其他地震响应；隔震能够改变支座处节点轴力的分布。
　　（2）同时考虑结构和地震动的不确定性，结合拉丁超立方抽样技术并采用增量动力分析法（IDA）对隔震储罐进行地震易损性分析，考虑各失效模式之间的相关性得到体系的易损性曲线。分析结果表明，罐壁失稳是隔震储罐最主要的失效模式，而罐壁环向抗拉破坏几乎不会发生。
　　（3）采用均匀设计选取试验样本、径向基函数构造响应面模型、蒙特卡罗法抽样等相结合的方法对隔震储罐进行地震易损性分析，并和IDA法得到的结果进行对比分析。分析结果表明，采用这种分析方法能够有效减少有限元分析的次数，大大缩短计算时间，而且计算结果和IDA法相差不大，因此能很好的用于实际工程的分析计算。

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1 绪论

1.1 选题背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的主要内容

2 立式隔震储罐地震响应分析

2.1 非隔震储罐的基本参数及其有限元模型

2.2 非隔震储罐有限元模型的正确性验证

2.3 隔震储罐有限元模型的建立

2.4 隔震储罐的增量动力分析

2.5 本章小结

3 基于IDA的隔震储罐地震易损性分析

3.1 随机变量的选取

3.2 隔震储罐失效模式和损伤指标的确定

3.3 地震易损性分析模型的建立

3.4 隔震储罐各失效模式的地震易损性分析

3.5 隔震储罐体系的地震易损性分析

3.6 本章小结

4 基于响应面法的隔震储罐地震易损性分析

4.1 各随机变量对隔震储罐响应的影响

4.2 响应面的构造

4.3 隔震储罐的地震易损性分析

4.4 RSM和IDA所得易损性曲线的对比分析

4.5 本章小结

5 结论和展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献