一、专有技术的来源与应用
本技术用于国内、国际项目中低温液体钢制双容罐、预应力混凝土全容罐等需要考虑OBE(中震)和SSE(大震)地震荷载工况的大型设备桩基及上部结构计算。
在国内设计审图、国际工程中，审图专家或者国外PMT咨询工程师对低温液体钢制双容罐、预应力混凝土全容罐等大型设备的OBE和SSE地震荷载工况结果较为重视。在高烈度震区建造低温储罐存在地震作用引起的内罐储液剧烈晃动，从而对罐壁产生附加动水压力，造成罐底焊缝开裂，储液外流，储罐爆炸。近年来，储罐不断朝着大型化、复杂化发展。LNG储罐在震害下引起的火灾、泄露会造成严重的生命财产损失和生态灾难，动力分析作为储罐设计的重要前提，各地震工况下的加速度数值会直接影响桩基、承台、外罐、内罐、穹顶等部分的设计结果。
目前LNG储罐动力模型中，常依据JGJ 94《建筑桩基技术规范》计算桩土等效参数，将桩土刚度简化为线性连接单元附加到承台底部，但这种简化的等效方法无法考虑不同土层与桩之间的非线性作用。
本技术借用SAP2000、ANSYS等大型有限元软件，采用基于改进的 Haroun-Housner 模型理论的动力简化计算技术，同时考虑了内罐底保温层减震效应，对内罐刚度进行合理折减以及利用LPILE软件考虑不同土层对桩刚度的影响，建立不同深度下的桩非线性刚度，简洁、快速、准确计算地震作用。
二、专有技术主要技术流程
本技术由反应谱计算技术、储罐简化参数计算技术、桩刚度计算技术以及SAP2000(ANSYS)有限元简化动力模拟技术等四部分技术组成：
1、基于业主提供《地震安全评价报告》，计算地震反应谱函数作为输入条件;
2、基于规范ACI350.3-06相关规定以及自主研发的计算表格，计算十四种单一地震工况下储罐简化模型参数;
3、根据桩参数、土层参数求解桩在不同深度下的P-y曲线进一步确定MultiLinear Plastic单元每个阶段的刚度;
4、建立SAP2000(ANSYS)有限元简化动力模型进行计算，并考虑阻尼差异性根据BS EN1998-1对各质点动力结果进行多阻尼比修正;
5、将各部分加速度加载到储罐整体模型上求解地震单工况下的内力;
6、提取内力，利用计算程序进行荷载组合开展配筋及裂缝计算等。
三、专有技术的应用效果
利用本技术在“中化连云港循环经济产业园罐区项目一期工程B阶段工程总承包”项目中，对低温丙烷罐组(2座8万立方米双层金属低温丙烷全容罐)进行动力复核计算，在保证精度的前提下，解决了储罐动力分析整体建模繁琐、时间冗长、无法考虑桩土非线性作用等问题，大大提升了效率。
除以上项目应用本技术外，先后应用于中化二期项目12万预应力混凝土全容罐、烟台LNG项目20万预应力混凝土全容罐、广西北海LNG项目20万预应力混凝土全容罐、四川遂宁6万预应力混凝土全容罐、山东东明石化5万预应力混凝土全容罐等。
四、专有技术的创新点和先进性
1、考虑了内罐底保温层减震效应，对内罐刚度进行合理折减。
2、考虑桩土水平、竖向非线性作用，低温储罐动力简化模型计算技术。
3、考虑储罐不同部分的阻尼差异性，实现多质点单反应谱多阻尼比修正技术。
五、该技术应用前景
近年来，储罐不断朝着大型化、复杂化发展，提升储罐的抗震性能具有重大意义。本技术应用性、实用性强，在保证精度的前提下，解决了储罐动力分析建模繁琐、时间冗长、无法考虑桩土非线性作用等问题。本技术模型简单，可操作性强，在项目前期工程报价以及项目详细设计中都大大提升了效率及安全性。本技术所建立简化模型，适用范围广，对不同容积、不同结构形式的低温储罐均适用。本技术为储罐的抗震计算提供了强有力的技术支持。
(来源：中国石油和化工勘察设计协会) |
