LNG储液罐抗震研究

储罐在地震下的性能是高度复杂的，一般来说，有以下几个方面的问题需要考虑：   先，液体同罐壁之间的相互作用问题；其次，罐体复杂的高度非线性提离问题；   后，是土结相互作用问题。
　　对于各类工业储罐罐体的设计方法，早期多集中于储罐锚固基础的。由于锚固储罐成本高等原因，   学者Clough提出了无锚固储罐设计理念，但从强度及稳定等方面很难在实际工程中应用。一种设计理念则是采用储罐柔性设计，即减少地震波能量对罐体的输入，通过各种控制方法来消耗吸收地震能量，如采用漂浮隔震、各种隔震减震支座等。
　　储罐的计算，早期是将罐体视为刚性，创始性的工作是从Jacobsen，Housner等开始的。Housne模型假设：①罐壁是刚性的；②认为液体小的表面移动，同罐壁总是保持着紧密接触；③罐体没有翘离。Housner膜型理论了广泛应用，此后很多设计及理论都是在此理论上确立的。
　　1964年的Alaska地震引起了储罐大规模破坏，并深远影响了日后对于储罐振动问题的。Veletsos提出了一种与之前方法不同的弹性储罐分析方法，建立了一种简单的程序以评估满载液体时罐体动水压力的影响。随后，Veletsos和Yang考虑了储罐悬臂一阶模态的影响，修改了Housner的模型，评估了由于水平地运动引起的   大基底倾覆弯矩，他们借助Rayleigh-Ritz方法提出了简化公式以获得储液罐的基本自振频率。1987年又分析了立式圆柱储罐的任意振动情况的动力响应，概括了刚性和弹性储罐的基础晃动横向激励的储罐力学模型。1981年Haroun和Housner在他们此前的基础上，将脉动质量分为两个部分，一部分仍然同储罐刚性连接，另一部分则表示考虑储罐弹性变形的相对运动的质量参与。之后，建立了改进的Haroun-Housner模型理论，我国储罐鉴定标准也是基于此模型。1985年，Haroun和Ellaithy考虑刚性基础的摇摆和横向运动，建立了弹性储罐的分析力学模型。Malhotra等于2000年提出了对于圆柱形锚固储罐的简化设计方法，此方法考虑了脉动质量或对流质量对于柔性钢壁或混凝土壁的作用，这种方法被European8规范采纳。
　　当储罐遭遇强烈的激励时，液体表面将会产生强烈的晃动效应，此晃动效应在储罐的设计中是非常重要的。1993年，Veletsos和Shivakumar了在刚性圆柱形和矩形储罐中的多层叠加液体的晃动效应。2001年，Cho等考虑液固耦合及液体表面的波动，提出了   为   的储液罐振动分析的数值模拟技术方案。
　　在早期，假设储罐被锚固在一个不可变形的介质上，而Veletosos和Kumar对于储罐进行竖向激励时，发现当储罐位于相对弹性的场地时，其动水压力响应将会显著减少。1990年，Veletsos和Tang推演了直立圆柱形储液罐考虑储罐、弹性地面及地基摇摆的力学模型。通过分析，改变脉动周期和系统的等效阻尼比，使用由Veletos和Verbicti提出的粘弹性基础阻抗函数，建立了一种简化的方法来评估储罐的土结相互作用问题。Bomhard和Stempniewski了LNG储罐场地条件的影响，结果发现其设计受到场地条件的大影响。
　　储液罐在地震下的性能是非常复杂的，早期的主要是通过实验的方法来观察储液罐的性质。1977年，Clough对数个铝制储罐模型进行了地震动模拟试验，以探寻当时的储罐设计方法同储罐实际性能的差距，讨论   为   的模型。1982年，Manos和Clough利用0.5g峰值的ElCentro地震波对数个储罐进行了振动台试验，实验结果显示设计中应该对提离及高阶响应等因素予以考虑。1983年，Haroun和Housner对储罐进行了全尺寸模型试验，验证了Haroun-Housner模型的性。1989年Kobayashi和Mieda进行了试验分析以确定液体的自振频率和对圆柱形储液罐的水平向晃动荷载。1990年，Okamoto等使用Lagrangian有限元方法进行了液体的晃动性能的分析，并进行了二维激励下液体晃动的振动台试验。