文档介绍：大型储罐设计计算中的抗震验算
大型储罐设计计算中的抗震验算
摘要:介绍了石油化工大型储罐设计计算中容易被忽视的抗震计算等重要内容,用实例说明了抗震计算的程序和步骤,该方法可简化计算过程,提高设计效率,提高大型储罐设计的安全性和可靠性。
关键词:大型储罐;设计计算;抗震验算;可靠性
中图分类号: TU973+.31 文献标识码: A
抗震设计是大型储罐设计的重要环节。由于储罐抗震性能不好加之抗震措施不到位,因而在近年来国内外发生的地震灾害中,储罐的地震危害屡见不鲜。更为严重的是储罐的损坏有时还伴随着火灾、爆炸和环境污染等次生灾害发生。因此,大型储罐在设计计算中,抗震验算不容忽视。
一、大型储罐设计中的抗震验算方法
在设计大型储罐时,设计者往往根据 GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》,根据储罐的设计温度、油品腐蚀特性、材料使用部位、材料的化学成分、力学性能、焊接性能及安全可靠性和经济合理性选用各部分的材料后,计算各圈壁板厚度、核算罐壁筒体许用临界压力以确定抗风圈的设置,确定罐顶与罐壁连接的有效面积等设计规范正文中所涉及到的设计计算,附录D中给出了储罐的抗震计算,但笔者发现该抗震计算方法并不完善,而GB50761-2012《石油化工钢制设备抗震设计规范》中则给出了相对比较完善的抗震计算。本文结合不久前完成的10000原油储罐的抗震验算,探讨大型储罐的抗震验算方法。
设计条件:储罐直径D=28000mm;罐壁高度H=18000mm;最大液面高度=16800mm;储液密度=780;储罐材质:Q345R;罐壁距底板1/3高度处的名义厚度=10mm;油罐内半径R=14000mm;储罐内储液总量:储罐内储液总量=8070000kg;底圈壁板有效厚度=;底圈罐壁材料设计温度下弹性模量=197000MPa;罐壁底部垂直荷载=182000kg;抗震设防烈度:7度();重力加速度g=;设计地震分组:第一组;场地类别:Ⅱ.
1、自振周期
储罐的罐液耦连振动基本周期=
根据D/Hw==×10-3代入上式,得≈
储液晃动基本自振周期=2π≈
2、水平地震作用及效应
水平地震影响系数α按下图计算(,):

Ⅰ. 当 T≤ 时α=+10(-)T
Ⅱ. 当 <T≤时α=
Ⅲ. 当<T≤5 时α=
Ⅳ. 当 5<T≤15 时α=[- (T-5)]
其中:水平地震影响系数最大值()=
特征周期()=
储罐的阻尼比ζ=
曲线下降段的衰减指数:γ=+(-ζ)/(+6ζ)=
阻尼调整系数(,):=1+(-ζ)/ (+)=
直线下降段的下降斜率调整系数(小于0时,应取0):
当T≤=+(-ζ)/ (4+32ζ)=
当T>=(-)/ 14=