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摘要
全容式液化天然气(LNG)储罐是燃气系统的重要组成部分，其抗震性能对城市天然气供应至关重要。本研究以16 × 104 m3的超大型全容式LNG储罐为原型，开展了1:14缩尺全容式LNG储罐模型的振动台试验，并分析了其加速度响应分布和应变响应分布。同时基于有限元软件ABAQUS建立了考虑流固耦合的全容式LNG原型储罐有限元模型。再通过相同的有限元建模方法对缩尺模型进行建模，对比振动台试验中响应较大位置处的加速度和应变时程，从而验证了有限元建模方法的合理性。随后选取Ⅱ类场地的3条地震波作为地震激励，得到了全容式LNG储罐原型结构在0.2g地震动下的剪力分布和0.4g地震动下的结构响应，其中包括加速度响应分布，位移响应分布和应力响应分布，从而对结构的抗震性能和失效机制进行评估。研究结果表明：(1)在主要频段覆盖结构一阶固有频率的地震动和长周期速度脉冲型地震动激励下，结构的加速度响应和最大层间剪力均被明显放大；(2)混凝土外罐的薄弱位置是穹顶与侧壁的连接部位；(3)在长周期速度脉冲型地震动激励下，钢内罐除了发生“象足”屈曲外，还可能发生由液体大幅晃动所产生的“菱形”屈曲模式。
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单位土木工程学院; 土木工程防灾国家重点实验室; 同济大学
