外浮顶对大型立式储液罐地震反应影响分析摘 要：基于 ANSYS 软件建立了考虑液体晃动和罐底提离的大型外浮顶立式圆柱形储液罐有限元模型，计算了地震作用下大型外浮顶储油罐的动力响应。通过各种浮顶形式（平浮顶、正锥形，倒锥形）的外浮顶储罐与敞口罐地震反应的比较分析，说明了各种形式浮顶的存在对储液罐地震反应产生的影响从而确定了最优浮顶形式。关键词：立式储液罐；外浮顶；地震反应1． 前言地震是人类社会进展中最严重的自然灾害之一，石油工业设备的地震震害不仅带来巨大的经济损失，而且还易引发次生灾害[1]，导致极为严重的后果。因此，安全、合理地进行立式储液罐的抗震设计，一直是国内外学者所关怀的问题。多年来世界上许多国家对其进行了大量的讨论 [1,2]，取得了阶段性的进展。近年来，我国石油化工业进展迅速，建造了更多、更大的立式储油罐。我国是一个多地震国家许多立式储油罐都位于地震区，存在着抗震问题。特别在当前面临一个新的地震活动高潮期，由于外浮顶储油罐大大减少了储油蒸发损耗，结构易于处理，是石油化工企业中的主要储油容器，大型储油罐几乎全部采纳外浮顶形式，而且直接浮放在基础上 [3]。因此，自由搁置在基础上的大型外浮顶储油罐是抗震讨论的主要对象。已有震害表明[4~8]，自由搁置的外浮顶储油罐遭受地震时的主要危险在于：1) 液面晃动，储油外溢，浮顶卡住，撞击、摩擦起火。若因液面下降，在浮顶下形成局部汽化则更为危险。造成这种破坏的主要原因是液面晃动过大所致。2) 罐壁因失稳和强度不足造成“菱形”或“象足”形局部严重变形，导致破裂，使储油外泄。象足凸鼓多发生于近地面处；菱形折皱多产生于近地面处，但立即分两支各自延斜线向上传播，象足失稳是罐壁局部由于竖向受压而失稳，一小段薄壁向外凸出，当作用力逐步向一侧移动时，则形成一条水平失稳带，失稳区可以是一段圆弧。但严重时常可沿环向延伸遍及整个圆周，形成一条车胎形的环箍，名为象足凸鼓。3) 罐底贴角处破坏，局部底板脱空，焊缝开裂，造成这种破坏的主要原因是由于储液罐的提离和储液罐基础的不均匀沉降。4) 连接管道断裂，储油泄漏。这种破坏是由于储罐的提离、移位和沉陷所引起的，一般可采纳构造措施加以防止。迄今为止，国内外对这类自由搁置的大型外浮顶油罐抗震问题，尚无足以对震害破坏现象进行深化分析并提供充分依据的理论讨论和计算分析成果，特别是由于液固耦合振动带来的困难和计算手段的缺乏，绝大多...
