《複雜罐體非線性晃動和振動控制研究》是依託同濟大學，由張瑞甫擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜罐體非線性晃動和振動控制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張瑞甫
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
項目研究目的是探尋液體（液態金屬等）非線性晃動的複雜罐體結構地震回響規律，並建立非線性晃動簡化分析模型和方法。複雜罐體結構往往屬於安全等級要求嚴格的重要能源基礎設施和生命線工程，如核電站、特大型天然氣儲罐等。然而以往的地震已經證明，這些罐體在地震作用下極易損壞，容易導致更大的次生災害。目前使用的主要理論中，晃動回響是基於液體表面線性假設，且大多是建立在液體性質不變的基礎上，這同實際使用中很多液體性質會隨溫度等因素變化有一定的不同。在超強地震作用下，線性晃動理論同實際的地震中非線性回響會有較大的差別；此外在有振動控制系統的儲罐中,雖然整體結構地震回響可能大幅度降低,但是對流部分的地震回響可能呈現較強的非線性晃動，這可能威脅到結構的安全以及導致液體的泄漏。本項目在前期工作基礎上，欲通過數值模擬、理論分析、實驗研究的途徑建立常見形狀儲罐液體非線性晃動地震回響簡化分析方法。
結題摘要
儲液罐結構是工業建築中的一種重要結構形式，是很多有重要影響和戰略意義的工程的重要組成部分，比如在天然氣接收站和核電站等設施中均有使用，這些儲罐一旦發生損壞，通常會帶來嚴重後果。儲罐設施採用減隔震手段降低地震回響已經被證明是一種有效方法，如何更好和更有效的利用減隔震措施保護儲罐在地震中的安全是本項目的研究目的。 首先為了使儲罐研究分析的基本模型更符合實際情況，本文利用半解析方法求得了儲液罐簡化模型的修正公式。新的計算公式中，考慮了液體的體積模量，高階模態和柔性罐壁的影響。此方法求得的等效簡化公式其等效對流周期、對流質量較以往公式增大，等效對流高度較小。新公式可以在儲液罐受到水平地面運動作用時使用。 阻尼器是儲罐減隔震系統的重要組成部分，其性能特性對儲液罐地震回響有著重要影響。不同類型的阻尼器對隔震儲液罐的性能有著怎樣的影響是值得探究的。因此研究中針對速度型和非速度型兩大類阻尼器展開，發現此兩類阻尼器對於儲罐的地震回響特徵有著不同的影響。 在對儲罐進行動力分析時，必然觸及到對地震動時程信號的處理與篩選。為解決地震動時程信號處理過程中遇到的問題，系統地了解地震動信號的特性，研究中開發了專門用於地震動信號處理和單自由度地震回響分析的計算機軟體EQSignal。在EQSignal中引入了提出的兩類基線校正算法，通過幾個算例驗證了這兩類算法與傳統算法相比可以得到更好的基線校正效果。 研究中發現可以通過質量干預的方法降低儲液罐的地震回響，並採用了黏滯質量阻尼器配合隔震支座來達到這種目的。研究顯示，這種方式可以同時降低儲液的晃動，基底剪力，傾覆彎矩等性能指標。研究中還提出了串聯黏滯質量阻尼器的概念。通過分析發現，單質點體系中安裝此阻尼器時，隔震的有效頻域範圍相較黏滯阻尼器要大，並且傳遞率更低。
