[发明专利]一种LNG 储罐隔震效应的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种LNG储罐的性能分析方法，更具体地涉及一种LNG储罐隔震效应的确定方法。

背景技术

我国是世界上地震灾害最严重的国家之一，比如近年来发生在我国的汶川地震和舟曲地震自然灾害，因此新建和既有建筑在地震发生时是否能够不倒塌是结构设计人员的重要任务，特别是LNG储罐，LNG储罐一旦遭到地震破坏，不但威胁到天然气的存储和影响人们的正常生产生活，而且引发的二次灾害对周围居民生活和环境的危害更是十分巨大。

根据LNG行业设计规范NFPA 59A-2006或EN 14620-1:2006的要求，LNG储罐应进行在操作基准地震(OBE)和安全停车地震(SSE)作用下的承载力极限状态和正常使用极限状态验算，以确保储罐的安全。其中，OBE的定义为50年内超越概率为10%(重现期为475年)，阻尼比为5%的反应谱表示的地震；SSE的定义为50年内超越概率为2%(重现期为2475年)或1%(重现期为4975年)，阻尼比为5%的反应谱表示的地震。

从上述地震计算的定义来看，OBE地震相当于中国规范的基本烈度地震，也即是多遇地震的3倍大小；SSE地震则相当于中国规范的罕遇地震。由此可见，储罐的地震作用设防标准要比普通建筑物的标准高很多，故地震作用力也是非常大的。因此，如何有效降低储罐在地震作用下的响应是LNG储罐设计中的一个重要环节。

基底隔震技术被证明是降低地震作用的有效途径。隔震原理是通过结构底部加入隔震装置（如橡胶支座、摩擦摆支座）延长储罐自振周期，避开场地的特征周期，减小地震力向上部结构的传递，达到降低结构地震响应的目的。现阶段的隔震技术发展得较为成熟了，各国的建筑结构规范也都对常用结构形式的隔震设计提出了具体的要求，但对如何把隔震技术应用到LNG储罐这一固液共同作用的特殊工业结构上，则还是空白。

目前，国内的LNG事业正处于高速发展的阶段，国内其他工程设计单位的设计建造技术还处于起步阶段，还没有独立完成设计建造LNG储罐的例子。

发明内容

本发明目的在于提供一种LNG储罐隔震效应的确定方法，其中把隔震技术应用到LNG储罐这一固液共同作用的特殊工业结构上，具体地，把储罐的力学分析模型建立到成熟的具有隔震支座恢复力模型的商业软件上，即可方便地进行时程分析，求解出储罐结构的动力反应，从而很好地确定LNG储罐的隔震效应。

本发明采用如下技术方案来实现，提供一种LNG储罐隔震效应的确定方法，其特征在于步骤如下：

(1)确定LNG储罐的基本信息：

a)确定钢质内罐的基本参数，利用第一长度测量装置确定内罐的直径D(m)，并确定内罐半径R(m)，内罐罐壁等效厚度t(mm)，内罐材料弹性模量E(MPa)，液体的密度ρ_L(kg/m³)和液体的设计液位H(m)这些参数；

b)确定混凝土外罐的基本参数，利用第二长度测量装置确定罐壁外表面直径D₁(m)、罐壁内表面直径d(m)以及罐壁高度h_w(m)，并确定罐壁质量m_w(kg)，罐顶高度h_r(m)，罐顶质量m_r(kg)，底板厚度h_b(m)，底板质量m_b(kg)和混凝土弹性模量E_c(MPa)；

c)确定单桩的水平刚度k_h(N/m)和桩身竖向刚度k_{V_P}(N/m)；

d)确定底板的桩位布置图及桩根数n_P；

e)确定隔震支座的力学参数，弹性刚度K_u(N/m)、屈服后刚度K_d(N/m)、屈服力F_y(N)和竖向刚度k_{V_B}(N/m)；

f)确定储罐所在场地的地震影响系数曲线，该地震影响系数曲线即一反应谱；

(2)计算内罐模型参数