基于数值模拟的隔震立式储罐的地震易损性分析

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随着我国石化工业的发展以及国家原油战略储备项目的实施,储油罐的防震减灾已成为一项重要的研究课题。由于地震动的不确定性以及储罐本身的复杂性,许多按抗震规范设计的储罐在地震作用下仍然会遭受破坏。基础隔震就是在上部储罐和基础之间加设一个隔震层,使两者分开,通过增加结构的自振周期,使其远离非隔震时储罐的卓越周期,同时隔震系统也可以消散储罐在地震作用输入下的能量。地震易损性分析被看成地震危害性的图形化表示,可以预测某类建筑结构在地震作用下的损伤概率。而现今国内对储罐的易损性的研究非常之少,且尚无对基础隔震后储罐易损性进行研究。所以开展该项研究对储罐的震害防御及地震灾害具有重要的价值。本文研究的主要内容如下所示:1、阐述了非基础隔震与基础隔震下立式储罐的抗震研究。然后对国内外结构地震易损性的研究进展按其发展进程进行了阐述,同时对三类地震易损性方法进行了介绍。2、以ANSYS作为研究平台,建立一个体积为1000m~3的立式储罐非线性有限元模型。解决了储液和罐壁的液固耦合问题,对储罐进行了模态分析,通过与前人的研究相对比,对本文所建模型的准确性进行验证。3、对地震动记录的选取进行了研究,确定采用FEMA P695中推荐的44条远程地震动记录,以PGA作为地震动参数进行分析。根据国内外储罐的震害调查和前人的理论研究,对储罐的地震破坏特征进行研究,并据此对储罐的主要失效模式和破坏准则进行确定。并从结构地震易损性功能函数出发,提出本文的易损性算法。4、根据本文建立的有限元模型,对地震峰值加速度进行调幅后形成基础隔震前后共计968个储罐地震动样本进行计算。最后建立相应的地震易损性曲线。对基础隔震前后的储罐地震易损性曲线先进行独立分析,然后对两者的差异比较。
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