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矩形储罐结构广泛应用于水处理、石油化工等部门,在国民生产生活中发挥着重大作用。由于其选材及施工方便、造价低廉、能适应各种地形等优点而得到了越来越多的应用。矩形储罐结构的震害会造成重大损失,如储存的化学溶液泄漏会产生环境污染、火灾等次生灾害,造成严重后果,因此针对矩形储罐的抗震减震研究引起了众多研究人员的重视。
本论文将土木工程中基础隔震思想引入到矩形储罐中,对矩形储罐基础隔震结构进行地震响应分析,给出了相应的变化规律,对指导工程实践有重要意义。其主要研究工作如下:
(1)综述了储罐抗震减震的研究进展,针对矩形储罐的结构特点和震害特征,将基础隔震思想引入到结构体系中,提出了本文的研究内容;
(2)矩形储罐基础隔震的设计理论研究:应用流体动力学基本理论,将矩形储罐中的液体简化为两质点体系模型,采用结构动力学基本理论,建立了水平地震激励下的基础隔震体系运动方程。
(3)矩形储罐基础隔震体系动响应分析:采用时程分析法和反应谱法对矩形储罐简化分析力学模型进行了地震响应分析,研究了不同场地、不同烈度、不同隔震周期、不同阻尼和不同高宽比情况下,地震动响应的变化规律。通过对矩形钢制储罐隔震体系和非隔震体系的计算结果进行对比,验证了矩形钢制储罐基础隔震体系的有效性和可靠性。
本文主要结论:通过本文研究得出矩形储罐的隔震周期、阻尼比以及高宽比存在着合理优化值,在优化段内矩形储罐的隔震效果较好。因此在实际的应用过程中,应该考虑储罐所在的场地类型和抗震设防烈度,选用合理的隔震周期、阻尼比和高宽比,使隔震装置达到最好的隔震效果。此外,本文提出了尚需进一步研究的问题。