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大型LRB隔震储罐地震反应参数研究

四川大学学报（工程科学版） 2010年第5期42卷 134-141页

作者：李自力李扬李洪波中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266555

铅芯橡胶支座(LRB)支座参数的最优设计范围是大型隔震储罐研究的关键问题。研究利用Bouc-Wen模型模拟LRB的力-变形非线性行为,结合Newmark增量法和龙格库塔积分法求解隔震储罐非线性动力方程,得到不同类型场地上大型LRB隔震储罐的地震... 详细信息

铅芯橡胶支座(LRB)支座参数的最优设计范围是大型隔震储罐研究的关键问题。研究利用Bouc-Wen模型模拟LRB的力-变形非线性行为,结合Newmark增量法和龙格库塔积分法求解隔震储罐非线性动力方程,得到不同类型场地上大型LRB隔震储罐的地震响应特点,总结出LRB参数对大型隔震储罐地震反应(基底剪力、支座位移、晃动波高)的影响规律。研究表明:支座隔震频率是影响大型隔震储罐减震性能的主要参数。I类场地上最优隔震频率范围为0.5～5rad/s,Ⅱ类、Ⅲ类场地上最优隔震频率范围为2～5rad/s,Ⅳ类场地上最优隔震频率范围为1.5～3rad/s。支座屈服强度对储罐地震响应的影响取决于场地类型和隔震频率。在Ⅱ类和Ⅲ类场地上存在最优屈服强度使得基底剪力最小,并且最优屈服强度随隔震频率增加而增大。

关键词：隔震储罐铅芯橡胶支座 Bouc-Wen模型地震响应

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不同类型场地对隔震储罐地震响应的影响

中国石油大学学报（自然科学版） 2008年第5期32卷 108-113页

作者：李扬李自力张艳中国石油大学储运与建筑工程学院山东东营257061

利用精度高的四阶龙格库塔法求解橡胶基底隔震储罐的动力方程,探讨了场地因素对隔震储罐减震性能的影响,特别是对基底剪力、晃动波高、隔震支座位移3个重要响应参数的影响。研究表明:低隔震频率时储罐在4种场地上都取得良好隔震效果,场... 详细信息

利用精度高的四阶龙格库塔法求解橡胶基底隔震储罐的动力方程,探讨了场地因素对隔震储罐减震性能的影响,特别是对基底剪力、晃动波高、隔震支座位移3个重要响应参数的影响。研究表明:低隔震频率时储罐在4种场地上都取得良好隔震效果,场地越硬,减震效果越好,但有效隔震频率范围不一定越广。储罐减震效果提高需要付出隔震支座位移增大的代价。不同类型场地上储罐隔震后晃动波高都出现增大现象,Ⅰ类场地上波高变化剧烈但幅度很小,Ⅳ类场地上波高变化幅度最大。合理的支座阻尼比可以起到降低基底剪力、晃动波高和支座位移的作用。除了第Ⅱ类场地,2 000 m3罐减震效率高于50 000 m3罐。在设计储罐隔震系统时,建议根据罐体高径比综合考虑参数响应的影响,优化配置隔震频率和阻尼比等设计参数。

关键词：场地类型隔震储罐橡胶支座地震响应

近断层地震动作用下LRB隔震储罐地震反应特征研究

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地震工程与工程振动 2013年第3期33卷 215-224页

作者：李扬李自力中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266555

采用Bouc-Wen模型模拟铅芯橡胶支座(LRB)非线性力学性能,建立LRB基础隔震储罐地震反应的数值模型。利用叠加原理得到人工合成近断层脉冲型地震动,从实际典型近断层地震动和人工近断层脉冲地震动输入两个角度出发,以远场地震反应为参照,... 详细信息

采用Bouc-Wen模型模拟铅芯橡胶支座(LRB)非线性力学性能,建立LRB基础隔震储罐地震反应的数值模型。利用叠加原理得到人工合成近断层脉冲型地震动,从实际典型近断层地震动和人工近断层脉冲地震动输入两个角度出发,以远场地震反应为参照,系统探讨了近断层地震动作用下LRB隔震储罐地震反应特点以及近断层地震动运动特征的影响规律。研究发现,近断层地震动作用下LRB隔震储罐地震反应明显大于远场地震反应值,显著的近断层脉冲效应是隔震储罐设计不容忽视的问题。近断层地震动的PGV/PGA值是决定隔震储罐地震反应的综合指标,PGV/PGA值较大时,隔震储罐地震反应脉冲效应突出。另外,脉冲周期、脉冲参与系数以及脉冲类型也是影响LRB隔震储罐地震反应的重要因素。在脉冲参与系数越大、含有脉冲数量越多的近断层地震动作用下,隔震储罐地震反应越强烈。当脉冲周期接近储罐晃动周期时,晃动波高会出现峰值。

关键词：隔震储罐铅芯橡胶支座近断层地震动 Bouc-Wen模型地震响应

大型LRB基础隔震储罐支座参数优化配置研究

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世界地震工程 2013年第1期29卷 131-138页

作者：李扬李自力徐娟中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266555 胜利油田滨南采油厂山东滨州256622

铅芯橡胶支座(LRB)参数的优化配置是大型LRB基础隔震储罐设计的关键问题。采用Bouc-Wen模型模拟LRB的非线性力学性能,结合Newmark增量法和龙格库塔积分法求解了隔震储罐非线性动力方程,得到了不同类型场地上大型LRB隔震储罐的地震响应... 详细信息

铅芯橡胶支座(LRB)参数的优化配置是大型LRB基础隔震储罐设计的关键问题。采用Bouc-Wen模型模拟LRB的非线性力学性能,结合Newmark增量法和龙格库塔积分法求解了隔震储罐非线性动力方程,得到了不同类型场地上大型LRB隔震储罐的地震响应特点和设计参数优化配置规律。研究结果表明:支座隔震频率是影响大型隔震储罐减震效果的主要参数。I类场地上最优隔震频率范围为0.5～5rad/s,II类、III类场地上最优隔震频率范围为2～5rad/s,IV类场地上最优隔震频率范围为1.5～3rad/s。支座屈服强度对储罐地震响应的影响取决于场地类型和隔震频率。在II和III类场地上存在最优屈服强度使得基底剪力最小,且最优屈服强度随隔震频率增大而增大。

关键词：隔震储罐铅芯橡胶支座 Bouc-Wen模型地震响应

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LRB隔震储罐地震反应的双向耦合效应

世界地震工程 2014年第2期30卷 229-236页

作者：李扬李自力王鸿膺邵大伟中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东青岛266555 中国石化管道储运分公司新乡输油处河南新乡453003

建立了双向地震作用下LRB基础隔震储罐地震反应的数值模型,对单向和双向地震作用下隔震储罐的地震反应和隔震支座的力学性能进行了对比研究。提出了衡量双向耦合效应影响的评价指标,分析了不同类型场地上隔震储罐地震反应的双向耦合效... 详细信息

建立了双向地震作用下LRB基础隔震储罐地震反应的数值模型,对单向和双向地震作用下隔震储罐的地震反应和隔震支座的力学性能进行了对比研究。提出了衡量双向耦合效应影响的评价指标,分析了不同类型场地上隔震储罐地震反应的双向耦合效应影响规律。研究表明,双向耦合效应使支座滞回曲线变得不规则,呈现出粘滞特性。双向耦合效应不会引起隔震储罐基底剪力、弯矩、晃动波高的明显增大,但忽视双向耦合效应会严重低估支座位移,尤其是在II类和IV类场地上更为明显。因此在LRB隔震储罐双向地震反应分析时,不能简单选取两个单向地震作用下响应的组合值作为地震响应值,必须考虑双向耦合效应的影响。

关键词：隔震储罐铅芯橡胶支座双向耦合效应地震响应

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基底隔震储罐频率特征与减震机理分析研究

世界地震工程 2009年第4期25卷 153-160页

作者：李扬李自力毕静中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东东营257061

研究不同高径比橡胶基底隔震储罐的频率特征,探讨储罐隔震体系3种不同振动频率随支座隔震频率变化规律。分析在不同频谱特性地震波激励下,隔震体系各振型组分对地震响应(基底剪力、支座位移和晃动波高)的影响,以及响应峰值随支座隔震频... 详细信息

研究不同高径比橡胶基底隔震储罐的频率特征,探讨储罐隔震体系3种不同振动频率随支座隔震频率变化规律。分析在不同频谱特性地震波激励下,隔震体系各振型组分对地震响应(基底剪力、支座位移和晃动波高)的影响,以及响应峰值随支座隔震频率和阻尼比的变化特点。研究表明,基底剪力峰值与场地地震波频谱特性密切相关。支座隔震频率不能完全反映减震机理的实质,隔震振型频率是影响基底剪力的重要参数。在软弱场地上隔震储罐的减震效率低,有效隔震频率范围窄。晃动波高峰值是储罐自振特性和地震波频谱特性等多种因素导致的结果,隔震系统设计时需特别考虑晃动波高增大的影响。

关键词：隔震储罐橡胶支座频率特征地震响应

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铅芯橡胶支座隔震储罐地震响应特性分析

工程抗震与加固改造 2009年第3期31卷 39-45,72页

作者：李扬李自力张艳中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东东营257061

利用双线性恢复力模型模拟铅芯橡胶支座力学特性,探讨了不同类型场地上,隔震储罐在铅芯橡胶支座(LRB)与叠层橡胶支座(RB)两种隔震方式下的地震响应特点。研究表明:铅芯屈服力、场地类型和地震强度是影响LRB减震性能的主要因素。与RB隔... 详细信息

利用双线性恢复力模型模拟铅芯橡胶支座力学特性,探讨了不同类型场地上,隔震储罐在铅芯橡胶支座(LRB)与叠层橡胶支座(RB)两种隔震方式下的地震响应特点。研究表明:铅芯屈服力、场地类型和地震强度是影响LRB减震性能的主要因素。与RB隔震方式相比,LRB具有降低基底剪力、支座位移、晃动波高等优点,但减震效果并不总是好于RB方式,与场地类型和铅芯屈服力的选取有关。特别是Ⅳ类场地上RB支座更适合储罐隔震设计。支座最优屈服力参数选取需要根据储罐自振特点、场地类型和地震强度共同确定。LRB支座更适合在高烈度地区应用,减震效率高而且稳定。

关键词：隔震储罐铅芯橡胶支座双线性模型地震响应

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铅芯橡胶支座参数对隔震储罐地震响应的影响

四川建筑科学研究 2009年第4期35卷 171-176页

作者：李扬李自力中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院山东东营257061

利用Bouc-W en模型模拟铅芯橡胶支座的力—变形非线性行为,研究了两种高径比铅芯橡胶支座(LRB)隔震储罐的地震动力响应特征,系统探讨铅芯橡胶支座动力参数对隔震储罐地震反应的影响规律。研究表明:基底设置铅芯橡胶支座后,储罐有良好的... 详细信息

利用Bouc-W en模型模拟铅芯橡胶支座的力—变形非线性行为,研究了两种高径比铅芯橡胶支座(LRB)隔震储罐的地震动力响应特征,系统探讨铅芯橡胶支座动力参数对隔震储罐地震反应的影响规律。研究表明:基底设置铅芯橡胶支座后,储罐有良好的减震效果,减震效果评价指标基底剪力、支座位移、晃动波高都得到有效控制。隔震频率是影响LRB隔震储罐减震性能的主要参数,屈服强度参数、支座阻尼比影响次之。增大支座屈服强度可增加有效隔震频率范围,降低支座位移,但不一定能起到降低波高作用。高隔震频率、无阻尼比工况时,储罐地震响应远超过未隔震时响应;增大阻尼比可同时降低支座位移和晃动波高。在高隔震频率下,存在最优屈服强度和阻尼比,使得基底剪力最小。为使隔震支座发挥最大减震作用,应根据储罐不同高径比特点来优化配置铅芯橡胶支座参数。

关键词：隔震储罐铅芯橡胶支座 Bouc-Wen模型地震响应

基于储罐振动台试验的简化分析及液体晃动和罐壁压力的研究

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基于储罐振动台试验的简化分析及液体晃动和罐壁压力的研究

作者：蒋定国广州大学

学位级别：硕士

储罐常用于储存一些燃料和可燃性的物质,其中大型非锚固罐是储存这些物质的重要设备之一。因此在储罐安装的地区出现地震时,就会引发许多的直接损失和次生灾害。所以展开隔震储罐的相关研究极其重要。虽然,到目前为止已经有许多学者已... 详细信息

储罐常用于储存一些燃料和可燃性的物质,其中大型非锚固罐是储存这些物质的重要设备之一。因此在储罐安装的地区出现地震时,就会引发许多的直接损失和次生灾害。所以展开隔震储罐的相关研究极其重要。虽然,到目前为止已经有许多学者已经展开了隔震储罐方面的研究,但是任然在某些方面还有众多的不足之处。为此,本文对隔震储液罐的振动台试验进行了研究和探索;隔震储罐基底剪力计算简化方法的研究;隔震储罐内液体的晃动分析和罐壁的应力分布规律的分析。本文研究的内容以及相关结论有以下几点:（1）研究了原型罐容积为1000立方米的储罐,按照原型罐:模型罐比值为5:1设计了用于振动台试验的试验模型罐。一、试验分析了隔震储罐和单质量模型的基底剪力,分析结果表明:隔震储罐的基底剪力与等质量质量块的基底剪力存在一定的联系;二、分析了隔震储罐内部液体晃动波高的分布规律,对于不同地震频率的地震波,罐内液体的晃动波高不同;三、分析了隔震储罐罐壁应力沿着罐体高度的变化规律,试验表明:罐壁应力的最大值出现在罐体的中部以下的位置。（2）对试验得到的储罐基底剪力和等质量块基底剪力的试验结果加以分析,在此基础上提出了隔震储罐的单质点计算力学模型,并对现在已有的理论基础上加以改进;运用MATLAB软件编写了隔震单质点程序。提出了以地震场地类别为划分标准的两种计算隔震储罐基底剪力的方法——质量修正系数法和力修正系数法。通过大量的分析计算表明:两种方法的修正系数的取值基本相同,且单质点计算模型和目前成熟的三质点计算模型的误差控制在10%左右。（3）运用有限元软件ADINA建立了隔震储罐的试验模型,分析了隔震储罐内液体晃动波高与地震动卓越频率之间的关系;结果表明隔震储罐内的液体晃动为长周期运动,液体的晃动频率为0.628Hz,当地震动的卓越频率为0.2Hz时,罐内液体的晃动波高峰值最大。（4）对试验用的原型罐分析了隔震储罐的罐壁应力分布规律,主要研究了在不同地震烈度、不同地震频率和不同液位高度时,罐壁应力的分布规律。结果表明:在地震波的卓越频率为0.5Hz时罐壁应力达到最大值;罐壁应力在不同地震烈度时,罐壁应力的分布规律具有相似的变化趋势,在低烈度时,罐壁应力值相对更小;罐壁的应力大小与罐内液体的高度相关,罐内液体高度越大罐壁应力越大,反之罐壁应力越小。因此,提出了将罐内液体分割为两部分进行相关的分析,即罐体由外侧罐体和内侧罐体组成,取内侧罐体的直径为外侧罐体直径的50%、60%和70%;分析了在不同内罐直径时,外侧罐壁应力和液体晃动波高的分布规律,结果表明:当内侧罐体直径为外侧罐体直径的60%,可以有效的减小隔震储罐外罐的应力和晃动波高。

关键词：隔震储罐简化分析液体晃动罐壁应力有限元仿真