文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
海洋深水试验池在地震作用下的反应分析
姓名:高辉
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:赵金城
20070301
上海交通大学硕士学位论文摘要
海洋深水试验池在地震作用下的反应分析

摘要

我国属于地震多发的国家,含液容器在地震作用下可能受到损坏,
并且随之发生严重的次生灾害,给国家的财产带来巨大损失。所以对其
进行地震动力响应分析和抗震性能评价,以采取必要的工程措施减轻直
接和次生灾害具有重要的意义。
在含液容器的抗震分析中,目前一般采用简化方法进行分析计算,
虽然有限元数值分析也得到了一定程度的应用,但是由于自编计算程序
在功能或规模上的限制而无法在工程设计中得到普遍的应用。本文结合
上海交通大学海洋深水试验池的工程实例,采用大型通用有限元分析软
件 ANSYS 对其进行了数值模拟和地震动力响应计算分析。
目前国内外对于大型钢筋混凝土深水池的研究较为罕见,研究中水
池材料多采用线性的本构关系,本文通过对混凝土和钢筋的本构关系进
行等效处理以考虑材料非线性影响,采用 ANSYS 中的 SHELL63 和
FLUID80 单元,综合考虑水和水池池壁之间的相互作用。论文首先模拟
了三个模型在水平惯性荷载、El-Centro 地震波和正弦波下的反应来验证
分析方法的可靠性;然后对深水池进行模态分析,得出水和池壁在不同
液深条件下各自的自振频率及对应的振型。研究发现液深和池壁厚度的
增加使池体自振频率降低,扶壁厚度和池体弹性模量的增加使池体自振
频率升高;论文最后对深水池在不同地震波和液深下水体的晃动情况和
上海交通大学硕士学位论文摘要
池体的变形及应力分布情况进行研究和讨论,在地震作用下深水池的强
度和变形满足规范的要求,池内的水体并不会因为晃动而溅到池外,从
而影响设备的使用。
本文对海洋深水池的研究表明,使用 ANSYS 可以较好的模拟深水
池在地震作用下的动力行为。本文计算与分析结果可为深水池的抗震设
计提供重要的参考依据。
本文研究受上海市科技攻关重点项目“上海交通大学海洋深水试验
池工程建设关键技术研究”()资助。

关键词:含液容器,深水池,地震,液体晃动,有限元,模态分析
上海交通大学硕士学位论文摘要
SEISMIC RESPONSE ANALYSIS
OF THE DEEPWATER TANK

ABSTRACT

Our country is a nation with high-frequency earthquakes, many liquid
filled vessels may be damaged during earthquake. This will bring serious
secondary disasters and economic loss, so it is meaningful to analyze its
seismic dynamic response and seismic behavior to adopt necessary
engineering measures to reduce its direct and secondary disasters.
At present, the seismic analysis of liquid filled vessels is based on some
simplified methods. Though some finite element numerical analysis has been
performed before, it is hard to be widely applied in engineering because of
the limitation of its functions and scales. In this thesis, the large-scale general
finite element analysis software ANSYS is applied in numerical simulation
and seismic response of the deepwater tank in Shanghai Jiaotong University.
Researches in huge reinforced concrete deepwater tanks are rare, in
whic