[发明专利]一种LNG 储罐隔震效应的确定方法

摘要

本发明提供一种LNG储罐隔震效应的确定方法，其包括以下步骤：确定LNG储罐的基本信息，计算内罐模型参数，计算外罐模型参数，计算基础参数，建立LNG储罐隔震力学模型，根据储罐所在地的地震反应谱选择地震波，对建立的分析模型进行特定地震波作用下的动力反应分析，从而确定LNG储罐隔震效应。本发明把隔震技术应用到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。

主权项

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ρL(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hw(m)，并确定罐壁质量mw(kg)，罐顶高度hr(m)，罐顶质量mr(kg)，底板厚度hb(m)，底板质量mb(kg)和混凝土弹性模量Ec(MPa)；c)确定单桩的水平刚度kh(N/m)和桩身竖向刚度kV_P(N/m)；d)确定底板的桩位布置图及桩根数nP；e)确定隔震支座的力学参数，弹性刚度Ku(N/m)、屈服后刚度Kd(N/m)、屈服力Fy(N)和竖向刚度kV_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 m L = π D 2 4 ρ L H , mL—为液体总质量(kg)； m c = 0.230 D H tanh ( 3.67 H D ) m L , mc—为内罐液体晃动对流部分质量(kg)； h c = [ 1.0 - cosh ( 3.67 H D ) - 1.937 3.67 H D sinh ( 3.67 H D ) ] H , hc—为晃动对流质量作用点等效高度； T c = 1.0404 D tanh ( 3.67 H D ) , Tc—液体的晃动对流周期(s)； K c = ( 2 π T c ) 2 m c , Kc—为晃动对流作用等效刚度(N/m)； C c = 2 ξ c K c . m c ; cc—为晃动对流液体的阻尼(N.s/m)，ξc为液体晃动阻尼比； m i = tanh ( 0.866 D H ) m L 0.866 D H D / H ≥ 1.333 ( 1.0 - 0.218 D H ) m L D / H < 1.333 ; mi—为内罐液体冲击部分质量(kg)； h i = 0.375 [ 1.0 + 1.333 [ 0.866 D H tanh ( 0.866 D H ) - 1.0 ] ] H 当D/H≥1.333 h i = [ 0.500 + 0.060 D H ] H 当D/H＜1.333，hi—为冲击质量作用点等效高度(考虑了液体对底板的动压力)(m)； T i = C i h ρ t / R · E , C i = ( 2 H / R × ( 0.46 - 0.15 H / R + 0.017 ( H + / R ) 2 ) ) , Ti—液体的冲击周期(s)； K i = ( 2 π T i ) 2 m i , Ki—为冲击作用等效刚度(N/m)； C i = 2 ξ i K i . m i ; ci—为冲击液体的阻尼(N.s/m)，ξi为液体冲击阻尼比；(3)计算外罐模型参数mt＝mw+mr，mt—罐壁和罐顶的总质量(kg)； h t = 0.5 m w h w + m r ( h w + 1 3 h r ) m w + m r , ht—罐壁和罐顶的等效作用高度(m)； I = π ( D 1 4 - d 4 ) 64 , I—罐壁惯性矩(m4)； K t = 3 E c I h w 3 , Kt—为外罐的等效刚度(N/m)； C t = 2 ξ t K t . m t , Ct—为外罐的阻尼(N.s/m)，ξt为混凝土的阻尼比；(4)计算基础参数 I p = Σ i = 1 n p x i 2 , IP—为桩群对底板中心的惯性矩(m2)，xi—为桩心到底板中心的距离；Krot＝KV_PIp，Krot—为桩群的转动刚度(N.m/rad)；Kbv=min(KV_B，KV_P)，Kbv—为基础竖向刚度和隔震支座的竖向刚度二者间的较小值；cbv=0，cbv—为桩的竖向阻尼；(5)建立LNG储罐隔震力学模型利用上面的模型参数以及基础参数建立力学分析模型，并根据所述力学分析模型在结构软件上建立分析模型。(6)根据储罐所在地的地震反应谱选择地震波依据建筑抗震设计规范的规定，正确选择输入的地震加速度时程曲线，该时程曲线要满足地震动三要素的要求，即频谱特性、有效峰值和持续时间要符合规定。(7)对建立的分析模型进行特定地震波作用下的动力反应分析，从而确定LNG储罐隔震效应。