液化天然气储罐隔震结构试验研究

摘要

液化天然气储罐是现代重要的工业设施，在地震中一旦被破坏将对人的生命和财产造成严重损害，后果极其严重，故对其安全设计就成为最重要的问题。目前国内外对液化气储罐的地震响应研究多数集中在理论分析。试验研究上也只是以考虑单向、远场地震动为主，很少进行多向、近场地震动隔震试验研究，且考虑工况较少，不能全面反映隔震储罐在各类场地下的真实地震动响应。本文对液化气储罐进行地震动单向与三向输入下多种工况的隔震试验研究。
　　本文由原型罐和相似比核算模型罐几何尺寸。对隔震支座进行剪切试验，得到支座水平刚度、水平屈服力和阻尼比；对其进行压缩试验，得到支座竖向刚度。试验地震波按照试验地震波选波原则和试验目的来进行选取，共选出5条自然波与一条人工波。传感器选用ICP型加速度（位移）传感器和激光位移传感器，按照试验目的布置。按照课题要求和本次试验目的确定了156种工况，数量较多，类型较为全面。对试验结果对比分析，对比的变量包括：有无支座，高径比，地震动维数，场地类别。在逐项给出上述变量对储罐加速度响应与位移响应试验的分析后，得到以下结论：
　　（1）单向水平地震波输入时，加速度最大值点出现在罐体的中部偏下的位置。无隔震支座储罐上部罐体加速度被放大可达869％，同条件下减震效果最好的支座使上部罐体加速度响应减小了0.9%，。三维地震波输入时，加速度最大值点出现在罐体的中部偏下的位置。水平向无隔震储罐放大率可达1489.3%，同条件下减震效果最好的支座仅使加速度放大了176.5%；竖向无隔震储罐加速度放大率达158.8%，同条件下减震效果最好的支座使加速度减小了19.7%。设置高阻尼橡胶支座的减震效果优于铅芯橡胶支座。
　　（2）近场地震波输入时。场地类型的改变会影响隔震储罐加速度放大效应，并且不同的隔震支座会改变场地类别影响的规律性，总体趋势是Ⅲ类场地加速度放大效应更大。近场与远场地震波对比。设置铅芯橡胶支座的储罐，在Ⅱ类近场汶川卧龙波输入时，水平加速度放大效应要大于或者接近类远场EL Centro波输入的加速度放大效应；竖向上的加速度放大效应则会小于后者；在与Ⅱ类远场ta ft对比，在三个方向上都会小于后者。设置高阻尼橡胶支座的储罐加速度放大效应在Ⅱ类近场地情况下绝大多数小于在Ⅱ类远场的情况。
　　（3）单向水平地震波输入时。设置隔震支座的罐体位移响应较无隔震支座储罐大大减小，隔震支座上部罐体近似平动，位移最大点出现在罐体顶部。三维地震波输入时，设置隔震支座的罐体位移响应在水平方向上较无隔震支座储罐同样大大减小，位移最大点出现在罐体顶部。分析可见隔震支座更适合矮胖罐体。在竖向上，设置隔震支座储罐较无隔震储罐的位移有增大趋势。
　　（4）近场地震波输入时。设置两种隔震支座的储罐不管是半罐还是满罐，在水平方向上，Ⅲ类场地位移要大于Ⅰ类和Ⅱ类场地，可见随着场地土变软会使设置隔震储罐的水平位移增大。近远场的对比。设置铅芯橡胶支座与高阻尼橡胶支座的储罐，不管存液量是半罐还是满罐，在Ⅱ类近场汶川卧龙波输入时，水平位移要小于Ⅱ类远场EL Centro波和taft输入的位移。

目录

声明

1.绪论

1. 1 研究背景

1.2国内外研究现状

1. 3 研究内容

2.隔震结构原理

2. 1 隔震结构体系概述

2. 2 叠层橡胶支座的结构特征参数

3.储罐隔震振动台试验方案设计

3. 1 地震振动台试验目的

3. 2 试验条件

3. 3 试件介绍

3. 4 试验传感器布置

3. 5 地震波选择

3. 6 试验工况

4.隔震支座力学性能试验研究

4. 1 支座压剪试验概况

4. 2 支座压剪试验分析

5.振动台试验结果分析

5. 1 加速度反应分析

5. 2 位移反应分析

6.结论

致谢

参考文献

附录