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支架式球形儲(chǔ)罐子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型

文檔作者：周利劍1 孫銘陽(yáng)1 王雪1 文檔來(lái)源： 1東北石油大學(xué)土木建筑工程學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2023年04月23日
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第35 卷第5 期（2016.05） 規(guī)劃設(shè)計(jì)
油氣田地面工程http://www.yqtdmgc.com
支架式球形儲(chǔ)罐子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型*
周利劍1 孫銘陽(yáng)1 王雪1
摘要：近些年，地震的發(fā)生頻率呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，而抗震研究的重要性也日益提高。作
為新興的抗震試驗(yàn)方法——子結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)方法，也日趨被人們所重視。采用4 種方
法對(duì)支架式球形儲(chǔ)罐進(jìn)行模態(tài)分析，得到合理的簡(jiǎn)化全模型。在全模型基礎(chǔ)上進(jìn)行子
結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型劃分求解，對(duì)比分析出從結(jié)構(gòu)下兩層處劃分結(jié)構(gòu)為最合理的子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化
模型形式。在支架式儲(chǔ)罐子結(jié)構(gòu)研究中，把下兩層支架部分作為試驗(yàn)子結(jié)構(gòu)，將整體
劃分成雙質(zhì)點(diǎn)體系進(jìn)行后續(xù)抗震性能試驗(yàn)研究。
關(guān)鍵詞：支架式球形儲(chǔ)罐；簡(jiǎn)化模型；模態(tài)分析；子結(jié)構(gòu)；數(shù)值模擬
Doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2016.5.011
Simplified Model Research on Framed Spherical Tank Seismic Substructure
Zhou Lijian，Sun Mingyang，Wang Xue
Abstract： In recent years， the frequency that the earthquakes occur shows a tendency of
raising， and the importance of the seismic method is increasing gradually． As a new seismic
experiment method， substructure shaking table experiment method becomes attention by
people increasingly． This paper takes four methods to carry out the modal analysis of the
framed spherical storage tank and get a reasonable simplified model． By deciding and solving
the simplified model of the substructure on the basis of the whole model，it came to the conclusion
that most reasonable simplified model form of substructure is that dividing the structure
from the two layers of the structure． In the research of the substructure about the framed
spherical tank，treat the two layers of the structure as test substructure，and the whole structure
regard as two particle system experiments were carried out to study the seismic performance
of the following．
Key words： framed spherical tank； simplified model； model analysis； substructure； numerical
simulation
振動(dòng)臺(tái)雖然可以反映地震對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，但是
由于受到自身尺寸的限制，一般都只能進(jìn)行縮比例
試驗(yàn)，而縮尺會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)響應(yīng)產(chǎn)生較大影響。擬動(dòng)力
試驗(yàn)雖然可以解決上述問題， 但不能進(jìn)行實(shí)時(shí)控
制。自從日本學(xué)者Nakashima 提出了子結(jié)構(gòu)混合實(shí)
驗(yàn)方法，越來(lái)越多的專家學(xué)者開始了此方面研究[1-11]。
由于球形儲(chǔ)罐有很多優(yōu)越性能，在石油化工和
環(huán)保領(lǐng)域獲得大量應(yīng)用。由于化工裝備的技術(shù)水平
不斷提高，目前球形儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)向著巨型和輕質(zhì)化方
向發(fā)展。本文采用4 種方法對(duì)支架式球形儲(chǔ)罐的自
振周期進(jìn)行計(jì)算，通過對(duì)比分析得出最合適的全結(jié)
構(gòu)簡(jiǎn)化模型， 并對(duì)全結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型進(jìn)行子結(jié)構(gòu)劃
分，按不同方式劃分并計(jì)算周期，比較分析得到最
合理的劃分方式。
1 模型基本參數(shù)
支架式球形儲(chǔ)罐支撐結(jié)構(gòu)以及殼體都采用
Q235-B 級(jí)鋼材，罐內(nèi)儲(chǔ)液為水。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖1。
完成了儲(chǔ)罐的幾何建模、材料參數(shù)輸入以及單元選
取后，需要對(duì)支架式球形儲(chǔ)罐施加約束條件。將支
架式球形儲(chǔ)罐支柱底部與基礎(chǔ)的接觸看成是剛性連
接，不考慮支柱與基礎(chǔ)間的作用關(guān)系。采用全方位
六個(gè)自由度約束，即三個(gè)平動(dòng)自由度和三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)自
由度，液體表面設(shè)置自由液面。模型主要采用的是
*基金論文：黑龍江省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目計(jì)劃（12531087） 資助。
1東北石油大學(xué)土木建筑工程學(xué)院
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