大型LNG储罐抗震与隔震分析方法及试验--详细介绍

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 当前位置:店销书,专著 建筑 建筑 建筑 大型LNG储罐抗震与隔震分析方法及试验
   
大型LNG储罐抗震与隔震分析方法及试验
作者:孙建刚
书名:大型LNG储罐抗震与隔震分析方法及试验
定价:¥ 118 元
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开本: 小16K
标准书号: 978-7-03-061576-3
字数(千): 310
页数: 244
出版日期: 2020-4-8
发行号: TU-1779.0101
装帧: 平装
点击热度: 2372
最新印刷日期:    
 
编辑推荐
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获奖情况
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图书介绍
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  本书系统介绍了大型LNG储罐抗震与隔震分析方法及试验,并通过试验研究,建立了工程设计应用简化方法。本书首先介绍LNG储罐结构体系与抗震安全,然后依次介绍LNG储罐抗震设计理论和方法、LNG储罐隔震设计理论和方法、16?104m3 LNG全容罐抗震数值仿真分析、16×104m3 LNG全容罐隔震数值仿真分析,最后介绍储罐振动台试验。
  本书可作为从事土木工程、储运工程等领域的工程设计、科学研究人员的参考书,也可供相关专业研究生学习、参考。
 
前言
...........................................................................................................................................
  作为全球三大能源(石油、天然气、煤炭)之一的天然气,在储量上具有比石油更大的优势,在燃烧效率、环保方面优于煤炭。随着经济的快速发展及对环保的要求,天然气作为清洁能源,国内产量及进口量将进一步增大,而相应的天然气液化、储运、气化设施将有巨大的需求缺口。
  保存液化天然气(liquefied natural gas,LNG)的重要设施是LNG储罐,其主要结构类型有单容罐、双容罐、全容罐和薄膜罐等。进入21世纪以来,特别是近几年,单容罐、双容罐数量略有增长,但全容罐的数量得到了飞速增长,成为储罐数量的主要增长点。全容罐由一个主容器和一个次容器组成,此二者共同构成一个完整的储罐。主容器是储存液体的自支撑式钢质单壁罐;次容器是一个具有穹顶的自支撑式钢质或混凝土储罐。主容器和次容器之间的环形空间不应大于2.0m。由于用于存储易燃、易爆的LNG介质,抵御突发性地震等自然灾害的能力是该设施的重要设计指标,特别是防止次生灾害造成的火灾和环境污染,给人类的生存和生态环境造成严重的影响,给生产和国民经济造成严重损失。鉴于理论认知水平不同,各国规范存在差异,立式储罐动效应复杂,且传统抗震设计方法又是以既定的设防烈度作为设计依据去设计抵抗这些效应的结构形式、截面厚度及相应的构造措施,当发生突发性的超过设访烈度的地震时,储罐结构可能会被破坏。因此,寻找一种既安全(在突发性的超过设防烈度的地震中不破坏、不倒塌),又适用(适用于不同烈度,满足抗震要求,满足抗风要求),且经济(不过多增加造价)的新的储罐抗震结构体系和技术理论,已成为储罐抗震设计研究的前沿课题。
  隔震是一项新的抗震技术和理论,是科学界多年在土木工程领域抗震研究的新成果。它已在土木工程领域得到了广泛的应用,并已通过地震的实际检验,是一项利于建(构)筑物减少地震响应的工程措施,其研究和应用已得到广泛认可。由于其严密的科学理论、优良的振动控制效果,引起了国内外不同领域科技工作者的广泛兴趣。综合当前国内外学者对于LNG储罐的减震研究,仍然存在以下问题需要深入研究:①LNG储罐中储藏着大量低温液体,罐体结构复杂,罐壁与罐底由多层壁组成,其罐体顶部则由穹顶和吊顶组成,因此其地震响应相当复杂。基础隔震基本理论应该考虑内外罐体、罐液耦合、减震控制系统及土与结构相互作用等方面的问题以及简化力学模型的提取。②工程设计实际需要的LNG储罐隔震设计规范算法及造价低廉而且有效的LNG储罐隔震装置问题有待深入研究。③LNG储罐基础隔震基本理论、有限元数值仿真分析以及地震振动台试验研究的相互验证的问题还有待深入研究。
  本书基于抗震减震思想,给出大型LNG储罐抗震与隔震的基本理论、分析设计方法及试验研究结论。本书共分为六章,第一章LNG储罐结构体系与抗震安全,介绍LNG储罐的基本结构形式及抗震、隔震原理和设计准则。第二章LNG储罐抗震设计理论和方法,建立水平地震作用下LNG刚性地基储罐、土与储罐相互作用,以及桩土LNG储罐相互作用的简化力学模型和运动控制方程,采用时程分析法计算各类储罐的地震响应;给出LNG储罐抗震反应谱设计方法。第三章LNG储罐隔震设计理论和方法,建立水平地震作用下LNG刚性地基储罐、土与储罐相互作用,以及桩土LNG储罐相互作用的隔震简化力学模型和运动控制方程,采用时程分析法计算各类储罐的地震响应并分析场地类别、隔震层参数对隔震效果的影响;基于反应谱理论,给出简化的隔震LNG储罐反应谱设计方法,并与时程分析算例进行对比验证反应谱理论的可行性。第四章16?104m3 LNG全容罐抗震数值仿真分析,采用数值仿真分析法进行刚性地基储罐、考虑土与储罐相互作用和考虑桩土相互作用储罐的地震响应。第五章16×104m3 LNG全容罐隔震数值仿真分析,对于刚性地基储罐和桩土LNG储罐,进行参数影响分析,对比刚性地基储罐和桩土LNG储罐的数值仿真解与简化力学模型解。第六章储罐振动台试验,介绍模型试验研究的理论依据,测试方案和工况,进行了振动台试验和试验分析。
  本书的研究内容得到国家自然科学基金项目(项目编号:51078063;51278089;51478090)、中国石油科技创新基金项目(项目编号:2009D­5006­06­03),以及中国寰球工程公司中国石油集团公司科技专项(项目编号:H201104006)的资助。对此表示衷心感谢!同时对书中所引用的相关文献的作者表示感谢。
  由于作者水平有限,本书难免有不足之处,还望读者批评指正。
 
图书目录
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第一章  LNG储罐结构体系与抗震安全    1
1.1  LNG储罐结构体系    1
1.2  LNG储罐抗震准则    6
1.3  LNG储罐设计简介    7
1.4  地震灾害中LNG储罐易破坏部位    9
1.5  LNG储罐场地安全性评价    12
1.6  LNG储罐隔震    14
1.7  隔震的基本原理    16
1.7.1  结构隔震体系的减震机理    16
1.7.2  隔震装置概要    19
1.7.3  隔震的恢复力模型    21
参考文献    22
第二章  LNG储罐抗震设计理论和方法    24
2.1  LNG单容罐抗震设计基本理论    24
2.1.1  无桩土LNG单容罐基本理论    24
2.1.2  桩土LNG单容罐基本理论    25
2.2  LNG全容罐抗震设计基本理论    26
2.2.1  无桩土LNG全容罐抗震设计基本理论    26
2.2.2  土与储罐相互作用抗震设计基本理论    33
2.2.3  桩土LNG储罐抗震设计理论    36
2.3  时程分析算例    37
2.3.1  无桩土LNG储罐地震响应计算    37
2.3.2  土与LNG储罐地震响应计算    45
2.3.3  桩土LNG储罐地震响应计算    52
2.4  LNG储罐抗震设计反应谱理论    55
2.4.1  LNG单容罐抗震设计反应谱理论    56
2.4.2  LNG全容罐抗震设计反应谱理论    57
2.4.3  时程分析法补充计算    62
 
2.4.4  LNG储罐抗震反应谱设计基本步骤    63
2.5  反应谱分析算例    63
参考文献    65
第三章  LNG储罐隔震设计理论和方法    66
3.1  LNG单容罐隔震设计基本理论    66
3.1.1  无桩土LNG单容罐隔震基本理论    66
3.1.2  桩土LNG单容罐隔震基本理论    67
3.2  LNG全容罐隔震设计基本理论    68
3.2.1  无桩土LNG全容罐隔震设计基本理论    68
3.2.2  土与LNG储罐相互作用隔震设计基本理论    72
3.2.3  桩土LNG储罐隔震设计理论    75
3.3  时程算例分析    77
3.4  LNG单容罐隔震设计反应谱理论    121
3.5  LNG全容罐隔震设计反应谱理论    123
3.5.1  简化力学模型的提出    123
3.5.2  基于反应谱法的大型LNG储罐基础隔震响应    125
3.5.3  LNG储罐基础隔震反应谱设计基本步骤    126
3.6  反应谱算例分析    126
参考文献    129
第四章  16×104m3 LNG全容罐抗震数值仿真分析    130
4.1  有限元模型的建立    130
4.1.1  模型的几何参数和材料属性    130
4.1.2  坐标系、单元的选取和网格选取    132
4.1.3  16×104m3 LNG全容罐有限元模型    140
4.2  刚性地基16?104m3 LNG全容罐抗震数值仿真分析    141
4.2.1  储罐动力特性分析    141
4.2.2  地震动的选取和输入    146
4.2.3  有限元结果    146
4.2.4  理论与有限元对比    184
4.3  考虑桩土相互作用的16?104m3全容罐抗震数值仿真分析    189
4.3.1  基岩波作用下桩土LNG储罐地震响应分析    189
4.3.2  理论与有限元对比    196
 
第五章  16×104m3 LNG全容罐隔震数值仿真分析    197
5.1  隔震模型的建立    197
5.1.1  模型的材料参数    197
5.1.2  LNG储罐隔震有限元模型    198
5.2  16×104m3无桩土LNG全容罐隔震数值仿真分析    199
5.2.1  场地减震效应分析    199
5.2.2  隔震参数分析    206
5.2.3  理论与有限元对比    217
5.3  16×104m3桩土LNG全容罐隔震数值仿真分析    220
5.3.1  地震动的选取和输入    221
5.3.2  无桩土和桩土LNG储罐隔震效果对比分析    222
5.3.3  理论与有限元对比    225
参考文献    225
第六章  储罐振动台试验    226
6.1  试验设备    226
6.2  试验模型及测点布置    227
6.3 结果分析    227
6.3.1  试验现象    227
6.3.2  结构体系放大效应    227
6.3.3  晃动波高分析    229
6.4  数值仿真分析    232
6.4.1  加速度对比    232
6.4.2  晃动波高对比    235
 
 
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