本文關(guān)鍵詞：大型LNG儲罐結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：LNG是一種安全、清潔、經(jīng)濟、高效優(yōu)質(zhì)能源,是將原料天然氣經(jīng)預(yù)處理后,在常壓下降溫到-162℃低溫時獲得的天然氣液態(tài)產(chǎn)品,體積僅為氣態(tài)的1/625,方便儲存和運輸,已成為天然氣儲運領(lǐng)域的一種重要應(yīng)用形式。為了滿足LNG大量使用需求,LNG儲存量越來越大,作為LNG儲存設(shè)備,LNG儲罐容積也相應(yīng)增大。根據(jù)對地震后大型LNG儲罐受破壞程度調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn),罐壁局部失穩(wěn)是最常見破壞形式,包括象足失穩(wěn)和菱形失穩(wěn),而且隨著儲罐容積增大,地震對安全性影響也越嚴(yán)重。大型LNG儲罐在地震作用下一旦發(fā)生破壞,將造成嚴(yán)重后果,因此對大型LNG儲罐安全問題研究尤為重要。在大型LNG儲罐結(jié)構(gòu)中絕熱層作為主要組成部分,目前對絕熱層研究主要集中在對儲罐保溫效果影響方面,而有關(guān)絕熱層對儲罐結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性影響研究很少。另外,針對水平地震作用下大型LNG儲罐地震響應(yīng)作了大量研究,但對豎向地震作用下以及水平與豎向地震共同作用下儲罐地震響應(yīng)分析研究較少。本課題擬根據(jù)GB50009-2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》選取承載能力極限狀態(tài)工況組合,對大型LNG儲罐進(jìn)行結(jié)構(gòu)動力特性分析,研究絕熱層對大型LNG儲罐結(jié)構(gòu)動力特性影響,并對豎向地震作用下以及水平與豎向地震共同作用下儲罐地震響應(yīng)進(jìn)行分析。以國內(nèi)某LNG儲配站配套的2×104m3LNG單容儲罐為研究對象,建立有絕熱層和無絕熱層兩種儲罐有限元計算模型,分別對其進(jìn)行模態(tài)分析。結(jié)果表明有絕熱層儲罐比無絕熱層儲罐固有頻率高;有絕熱層儲罐振動主要集中在拱頂,無絕熱層儲罐振動主要集中在罐壁,而且有絕熱層儲罐最大位移變形量大于無絕熱層儲罐。在模態(tài)分析基礎(chǔ)上對有絕熱層和無絕熱層儲罐分別進(jìn)行水平地震作用下響應(yīng)譜分析。發(fā)現(xiàn)在水平地震作用下,有絕熱層儲罐水平和豎直方向位移變形及等效應(yīng)力幾乎全部發(fā)生在拱頂,無絕熱層儲罐水平和豎直方向位移變形及等效應(yīng)力在拱頂和罐壁均有發(fā)生,而最大等效應(yīng)力出現(xiàn)在罐壁底部,且位移變形量及等效應(yīng)力均大于有絕熱層儲罐。結(jié)果表明絕熱層改變了地震響應(yīng)條件下儲罐位移變形發(fā)生部位及應(yīng)力分布,且降低了位移變形量及等效應(yīng)力,使罐體位移變形及應(yīng)力發(fā)生部位避開了罐壁底部易發(fā)生屈曲破壞位置,有利于儲罐安全。同時,對有絕熱層儲罐也進(jìn)行了豎向地震作用下響應(yīng)譜分析,發(fā)現(xiàn)在豎向地震作用下儲罐水平最大位移變形量、豎直最大位移變形量及等效應(yīng)力均小于水平地震作用,說明水平地震作用對大型LNG儲罐結(jié)構(gòu)動力特性影響是主要的。此外,還對有絕熱層儲罐還進(jìn)行了水平與豎向地震共同作用下的響應(yīng)譜分析,發(fā)現(xiàn)在水平與豎向地震共同作用下,儲罐位移變形及等效應(yīng)力發(fā)生部位與水平地震作用下響應(yīng)分析結(jié)果基本相同,只是在數(shù)值上略大于水平地震作用下,進(jìn)一步說明水平地震作用對大型LNG儲罐結(jié)構(gòu)動力特性影響是主要的。本文研究結(jié)果為大型LNG儲罐設(shè)計及校核提供理論參考依據(jù),保證實際儲罐安全運行,對加速大型LNG儲罐國產(chǎn)化設(shè)計及建設(shè)具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：大型LNG儲罐 絕熱層 荷載組合 模態(tài)分析 地震響應(yīng)分析
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TE972
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 國內(nèi)外LNG儲罐發(fā)展現(xiàn)狀14-16
• 1.1.1 國外發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.1.2 國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀15-16
• 1.2 大型LNG儲罐16-19
• 1.2.1 大型LNG儲罐基本結(jié)構(gòu)16-17
• 1.2.2 大型LNG儲罐材料17-18
• 1.2.3 LNG儲罐絕熱類型18-19
• 1.3 大型LNG儲罐分類與失效形式19-22
• 1.3.1 LNG儲罐分類19-20
• 1.3.2 大型LNG儲罐失效形式20-22
• 1.4 大型LNG儲罐抗震研究22-25
• 1.4.1 大型LNG儲罐抗震研究必要性22
• 1.4.2 大型LNG儲罐絕熱層研究22-23
• 1.4.3 大型LNG儲罐抗震研究現(xiàn)狀23-25
• 1.5 本文研究內(nèi)容25-26
• 第2章 大型LNG儲罐荷載及組合方式26-35
• 2.1 大型LNG儲罐荷載及分類26-29
• 2.1.1 荷載概述26
• 2.1.2 大型LNG儲罐荷載分類26-29
• 2.2 大型LNG儲罐荷載代表值29-30
• 2.3 大型LNG儲罐荷載組合方式30-34
• 2.3.1 荷載組合30-31
• 2.3.2 承載能力極限狀態(tài)組合31-33
• 2.3.3 正常使用極限狀態(tài)組合33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-35
• 第3章 大型LNG儲罐模態(tài)分析35-47
• 3.1 大型LNG儲罐有限元模型35-39
• 3.1.1 有限元分析35
• 3.1.2 有限元分析步驟35-37
• 3.1.3 LNG儲罐有限元模型建立37-39
• 3.2 模態(tài)分析基本理論39-41
• 3.2.1 模態(tài)分析39-40
• 3.2.2 預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析40-41
• 3.3 大型LNG儲罐模態(tài)分析41-46
• 3.3.1 有絕熱層儲罐模態(tài)分析41-43
• 3.3.2 無絕熱層儲罐模態(tài)分析43-45
• 3.3.3 模態(tài)分析結(jié)果對比45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 大型LNG儲罐地震響應(yīng)分析47-61
• 4.1 地震抗震計算47-51
• 4.1.1 底部剪力法47-49
• 4.1.2 振型分解反應(yīng)譜法49-51
• 4.2 響應(yīng)譜分析51-54
• 4.2.1 響應(yīng)譜分析基本理論51-52
• 4.2.2 響應(yīng)譜分析參數(shù)52-54
• 4.3 絕熱層對儲罐地震響應(yīng)影響分析54-57
• 4.3.1 荷載組合工況的選取54-55
• 4.3.2 儲罐地震響應(yīng)分析結(jié)果55-57
• 4.4 地震作用下的大型LNG儲罐結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析57-59
• 4.4.1 豎向地震作用下有絕熱層儲罐的地震響應(yīng)分析57-58
• 4.4.2 水平、豎向地震共同作用下有絕熱層儲罐的地震響應(yīng)分析58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-61
• 結(jié)論與展望61-63
• 參考文獻(xiàn)63-67
• 致謝67-68
• 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄68

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