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地震作用下立式储液罐罐壁“象足”变形仿真分析 总被引：1，自引：0，他引：1
基于ANSYS软件建立了考虑液体晃动和罐底提离立式储液罐有限元模型,分别进行了水平地震和竖向地震作用下罐壁“象足”变形分析。分析表明:立式储液罐罐壁“象足”变形主要是由罐壁纵向压应力超过临界应力而产生的局部屈曲破坏,并非强度破坏。因罐底提离导致的罐底与基础反复撞击加大了作用在罐壁上的应力,使罐壁底部“象足”变形不断发展,最终导致罐壁撕裂。在完全相同地震加速度作用下,水平地震作用比竖向地震作用罐壁更早更容易进入屈曲状态,产生“象足”变形。 相似文献
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地震作用下大型储液罐的安全问题日益引起重视。基于ANSYS软件建立储罐液体耦合有限元模型,考虑罐底非线性接触效应,以El-Centro南北向和竖直向记录地震波为输入,研究水平激励以及水平和竖向同时激励两种工况下储罐的动力响应。研究结果表明,两种工况下靠近罐底1.2m处均发生了"象足"变形,竖向激励下水平相对位移增加了14%。竖向激励使得罐壁环向应力和轴向压应力均有不同程度的增加。竖向地震激励对液面的竖向晃动影响较小。储液罐底板在地震作用下发生了竖向提离和永久滑移,竖向激励时增长幅度均在10%左右。同时罐体基底剪力在竖向地震作用下也有所增大。储罐抗震设计时应考虑竖向地震分量的影响,研究结论可为立式储罐的抗震设计提供一定的参考和依据。 相似文献
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水平地震作用下无锚固储罐应力与应变响应分析 总被引：1，自引：0，他引：1
在考虑地基与储罐相互作用的情况下,采用有限元法对储罐在水平地震荷载作用下的应力及应变反应进行了数值计算。对3×104m3和2×103m3罐壁应力及应变的分析结果表明:环向、轴向应力及应变的分布形式呈现出明显的下部大上部小的特点,在偏底部的位置出现应力和应变的峰值;储液罐在水平地震作用下“象足”变形是由纵向压应力达到屈曲临界应力导致的屈曲破坏,不是强度破坏,即破坏属于失稳破坏而非强度破坏。 相似文献
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立式储油罐地震作用下的抗提离可靠度分析 总被引：2，自引：0，他引：2
储油罐在水平地震作用下会出现罐底提离而导致储油罐发生提离破坏,影响储油罐的可靠性。为了研究立式储油罐在地震作用下的抗提离可靠度情况,文中总结建立了在储油罐抗提离可靠度分析中涉及的随机变量的概率模型,运用可靠性分析的JC法对不同工况下的储油罐进行了抗提离可靠度计算,得出了储油罐在地震作用下的提离破坏规律。通过计算实例可以看出,对大型储油罐在地震作用下的抗提离可靠度分析是切实可行的。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2016,(2)
为准确模拟及分析15×10~4m~3浮放储罐的提离现象,利用ADINA软件进行势流体、FCBI流体小罐模型地震响应分析,获得的提离高度,提离区域形状与Clough试验结果进行比较,确定出FCBI流体罐模型能较为合理的模拟提离现象,将该建模方法推广至15×10~4m~3浮顶罐与敞口罐,输入加速度峰值为0.4 g的El Centro位移时程并进行地震响应分析,结果表明:在地震作用下,浮顶储罐能够发生罐底提离现象,提离区域为"月牙形",罐底边缘会产生翘起现象,与敞口罐对比发现浮顶能有效抑制晃动波高、减小总倾覆弯矩,但会增大罐壁倾覆弯矩,导致提离高度、接触反力及罐壁轴向压应力增大。 相似文献
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位移谐波激励下拱顶锚固储罐的动力屈曲研究 总被引：1，自引：1，他引：0
地震下储罐罐壁发生屈曲是其主要的震害形式,研究储罐的动力屈曲特性尤为重要.以位移简谐波为水平激励,运用ADINA有限元软件对高径比分别为0.82、1.24和1.85的3种拱顶锚固储罐进行动力屈曲分析.根据Budiansky-Roth动力屈曲准则,通过谐波位移幅值对应的加速度峰值PGA和储罐位移响应,绘制特征节点的"伪平衡路径"轨迹,以确定临界加速度峰值,判断储罐动力屈曲.3种储罐模型在位移谐波激励下均为弹性屈曲.通过动力屈曲分析得出结论:储罐屈服的位置随高径比的不同有所不同,屈服多发生在径向变形最大处,罐壁内外面的塑性总应变值和屈服应力值大小不同等.最后以储罐模型B为例,将以"伪平衡路径"轨迹确定的临界应力与规范公式的计算结果进行了比较. 相似文献
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《地震工程与工程振动》2016,(5)
为了减轻强震对高举架立式圆筒型储液容器产生的破坏,采用基础隔震措施,对其地震动响应进行研究。基于ADINA有限元软件,罐壁、流体、支承及隔震层选取合适单元建立有限元模型。研究在不同阻尼比、不同隔震周期、不同地震动输入和不同储液高度等参数影响下高举架立式圆筒型储液容器的地震响应。结果表明:隔震周期越长减震率越大,但隔震层阻尼比对减震率影响不大;基础隔震高举架立式圆筒型储液容器的减震效应受地震波频谱特性影响较大;随着储液高度的增加,基础隔震减震率并无明显变化,均有较好的减震效果。基础隔震措施可优化支承结构设计,降低设防烈度,缩小截面尺寸,降低工程造价;基础隔震措施能有效控制支承的竖向反力,且不会产生上拔力,对支承倾覆无影响,可以优化基础设计。建议高举架立式圆筒型储液容器隔震设计时需综合多参数影响,选取最佳隔震设计方案。 相似文献
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立式储液罐地震破坏快速评估方法 总被引：1，自引：0，他引：1
本文采用大型有限元程序ANSYS对立式储液罐的地震反应进行了非线性数值分析,考虑了罐体和内部液体的相互作用,得到了3个不同容积的储罐,在不同峰值的地震动时程输入下的反应结果。结合地震灾害中立式储罐的地震破坏现象和特点,以及现有的立式储罐地震破坏预测方法,提出了立式储罐的地震破坏快速评估方法。 相似文献
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本文分两部分:1.联合应用有限元和边界积分法对带顶盖的圆柱形储液罐进行自振分析,并用反应谱方法求地震反应。研究了顶盖、静水压力等因素对各阶环向振型频率的影响和罐体自身质量、液面以上罐体刚度对包含有cosθ的振型的频率和地震内力的影响,建议了一个计算拱顶罐动力反应的简化模型。2.在此基础上,用有限元-级数展开法对水平地震作用下的储液罐的稳定性作了探讨,讨论了环向内力和平错内力对储液罐稳定性的影响以及液面附近罐壁失稳的现象,对目前规范中有关储液罐稳定验算方法作了评价。两部分的计算结果与试验结果作了比较。 相似文献
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为了研究近断层地震动速度脉冲及强竖向地震动对风机塔地震响应的影响,以某陆上风电场1.5 MW风机塔为研究对象开展了结构在水平向脉冲型地震动、水平向非脉冲型地震动、水平与竖向地震动组合3种地震输入工况的时程分析。通过3种工况下塔顶位移时程、加速度时程、塔底剪力、弯矩及轴力的对比分析发现:近断层速度脉冲对结构塔顶水平位移、塔顶水平加速度、塔底剪力与弯矩均影响显著;竖向地震动会加大结构的塔顶竖向加速度响应及塔底轴力响应;随着竖向与水平加速度峰值比增大,塔顶竖向加速度响应增大,最大轴力随着峰值比增大而增大,最小轴力随着峰值比增大而减小。此外,增量动力分析表明,采用自接触的有限元模型可以更真实地预测风机塔的失稳破坏机制。 相似文献
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A Galerkin Finite Element formulation for the dynamic stability analysis of liquid-filled shells is given in this paper. The coupling among the axial and circumferential modes is investigated. The dynamic stability characteristics of two liquid-filled storage tanks subjected to vertical, horizontal and rocking seismic excitations are presented. It is shown that a tall tank tends to buckle at distinct frequencies; and for cos θ-type ground excitation, cos 2θ, cos 3θ and cos 4θ are the dominant modes of failure. On the other hand, in a broad tank, buckling regions overlap each other. In particular, for cos θ-type ground excitation, the dominant buckling modes are cos 6θ to cos 9θ, and also cos 12θ to cos 14θ. 相似文献
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2022年1月8日，青海省门源县发生MS6.9地震，造成震中附近的兰新高铁大梁隧道受损，导致高铁长时停运。文章通过建立二维平面应变模型，加载双向门源波进行动力时程分析，得到了大梁隧道的地震动响应结果，并对模型在震后的受力变形及震害特征进行详细分析。结果表明：在门源波双向加载下，大梁隧道的地震动响应受水平地震荷载影响很大；沿着y轴正向，隧道的截面形状对纵向位移和加速度的地震动响应有加强作用；拱顶处地震动响应最大，其竖向及横向地震动响应加速度分别为5.206 4 m/s2、4.534 8 m/s2,竖向及横向位移分别为7.070 9 cm、0.641 5 cm;拱底处地震动响应最小，其竖向及横向地震动响应加速度分别为3.287 6 m/s2、4.511 2 m/s2,竖向及横向位移分别为4.851 6 cm、0.625 2 cm;拱肩、拱脚处存在明显的应力集中现象，拱顶、拱底、拱肩及拱脚处内力的受力形式发生变化，但是衬砌应力和内力的极值均发生在拱腰及拱脚处，说明拱腰及拱脚处为震害严... 相似文献
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The bulging observed on the wall of a ground supported cylindrical storage tank, located at the Chiba Experimental Station of the University of Tokyo, is investigated. This damage is correlated with a ground motion recording obtained very near the tank base during a moderately strong earthquake that occurred on September 25, 1980 not far from the Chiba Experimental Station. From this correlation the importance of the horizontal excitation in amplitude and direction is clearly established. In addition, good agreement can be seen between the predicted tank wall earthquake performance, derived by an empirical approach proposed by the first author, and the shell deformation observed at the Chiba Experimental Station. 相似文献
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基于线弹性断裂力学理论分析了垂直向地震作用对节理岩体地震动力破坏的影响。在仅考虑峰值时,最不利的单向地震动加速度方向是水平倾向坡外,双向则依据破裂机制是拉剪或压剪,加速度分别是水平倾向坡外与向下或向上的组合。地震动的幅值、作用方向及双向地震动的组合都可使岩体的破坏机制发生转化,并且是突变的、不可逆的。较低峰值的双向地震动产生的应力强度因子可能大于较高峰值的单向地震动所产生的应力强度应子。在岩体节理分布特征和静态应力场一定的初始条件下,第一个导致岩体中产生破裂的地震动加速度幅值及其方向的组合唯一地决定了岩体不可逆破坏发展的方向、机制及最终的破坏特征,其复杂性远大于静力作用时的情况。对岩体地震动力破坏问题的认识应充分考虑垂直向地震动的重要影响。 相似文献
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Previous theoretical studies have shown that tank uplift, that is, separation of the tank base from the foundation, generally reduces the base shear and the base moment. However, there is a paucity of experimental investigations concerning the effect of uplift on the tank wall stresses, which is the principal parameter that controls the seismic design of liquid‐storage tanks. This paper reports a series of shake table experiments on a polyvinyl chloride model tank containing water. A comparison of the seismic behaviour of the tank with and without anchorage is described. Stochastically generated ground motions, based on a Japanese design spectrum, and three tank aspect ratios (liquid‐height/radius) are considered. Measurements were made of the stresses at the outer shell of the tank, the tank wall acceleration and the horizontal displacement at the top of the tank. While the top displacement and the tank shell acceleration increased when uplift was allowed, axial compressive stresses decreased by between 35% and 64% with tank uplift. The effect of uplift on the hoop stresses was variable depending on the aspect ratio. A comparison of experimental values with a numerical model is provided. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd. 相似文献
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采用Yoshimitsu Okada及Steketee的断裂位错模型和汶川地震现有成果,通过坐标转换和合成矢量的方法将断裂位错模型用于映秀—北川断裂、灌县—安县断裂和北川—青川断裂组成的断裂系统的错动研究中,理论上计算龙门山近断裂地区的水平位移场(包括沿走向和垂直走向方向)和垂直位移场从震源到地表的分布.模型参数源于现有的研究成果和野外实地考察,计算得到的地表位移场与先前研究成果,包括GPS实测数据,具有的近似性表明了模型的正确性.但GPS只能测定地表水平和垂直变形,对于地下变形情况及其分布却无法描述;目前对于地下变形的研究主要基于对大量仪器记录的地震资料进行反演或通过野外观测进行推测;但是反演多集中于空间较大范围,这样虽可阐述断裂运动引起的大范围位移趋势,而对于震源附近空间介质位移的描述却略显粗糙;同时,野外观测误差较大.本文通过理论模型计算汶川地震中近断裂区域(距断裂50km)内的位移及分布.由计算发现在近断裂区域内垂直位移场和垂直走向方向位移场变化趋势一样,幅值都是从震源到地表逐渐减小;沿断裂走向方向的水平位移场从震源到地表逐渐变大,同时计算还表明位移场的变化在断裂上盘比下盘剧烈,余震分布主要集中于断裂上盘,这说明余震分布和位移剧烈程度存在某种相关性. 相似文献