立式储罐在石油化工等领域应用十分广泛,承担着贮存石油和各种液体的首要任务。一般储罐存储的都是易燃、易爆且危险性较高的有毒介质,储罐一旦在地震载荷作用下遭到破坏,容易造成当地严重的环境污染和经济损失等。目前储罐的发展趋势为浮放式、大体积,储罐的抗震及隔震相关问题是目前研究的热点。基于此,利用有限元软件ADINA建立了15×104 m3非锚固储罐三维实体模型。考虑了流固耦合效应、液面大幅晃动、几何非线性、状态非线性及材料非线性等因素,对大型立式储罐在地震载荷激励下进行了数值计算与分析。主要包括以下几个方面的研究工作:1.采用有限元软件ADINA建立了大型立式非锚固储罐有限元模型,并对此模型分析其固有特性,其中包括液面晃动模态和流固耦合模态,研究了不同储液深度对其固有特性的影响,通过储罐设计规范验证了此模型的可靠性。2.考虑大型立式储罐在Ⅲ类场地8度区下,研究了储罐受到水平方向激励、水平和竖直方向同时激励下的动力响态,包括罐底的提离响应、径向位移和加速度、液面晃动波高、动液压力和罐壁各向应力分析。研究表明:竖向地震载荷分量加剧了储罐的动态响应,实际工作中不可忽略其影响。3.分别研究了无浮顶储油罐和有浮顶储油罐在水平和竖直方向载荷同时作用下的地震响应特性,对比分析了浮顶对整个储罐系统的影响。研究表明浮顶可以降低储罐的液面晃动波高以及罐底提离响应,但是对径向位移、加速度及罐壁应力影响并不明显。4.研究了立式储罐在Ⅲ类场地8度区下隔震层对立式储罐地震响应的影响,其中主要对比分析了立式储罐在双向地震载荷激励下隔震周期和阻尼比参数对系统的影响,分别给出了储罐隔震前后的液面晃动波高、等效应力、径向位移和加速度。结果显示:储罐隔震后液面晃动波高有放大效应,说明隔震不能有效控制储罐的液面晃动波高。储罐隔震后,隔震周期和阻尼比分别在2-3 s和0.2-0.4区间时,储罐减震效果最佳。