D.—3  地震作—用 》 ： D？.3.1、D.3.！4  盛装》储液的油《罐在地震力作用【下会发生两种震动 ！ ？     1【  储液和油罐【耦联：振动：基本周？期在0.1s—～0.5s的—范围内； 【    — 2  储液晃动基！。本周期在《3s～？14s？的范围内 ！。     弹性反】应谱理论是现阶段】抗震：。设计的最基本理论本！规范所采用的设【计反：。应谱（即地震影响系！数曲线）是根据油罐！的，特点在现行国家标准！构筑物抗震》设计规范GB— 50191的基础！上对：原规范地震影响系数！α曲线进行了修改 ！。 ：     在】地震影响《系数α曲线图中反应！谱的高频段》（T＝0《到T＝Tg）主要决！定于地？震最大加速度其【形状为由T＝—0的：α，＝0.45αma】x按直？线变化到T＝0.1！s处达η2α—max然后》保持此值到》Tg；在中频段（由！Tg到T《＝5Tg）主要决定！于地震动最》大速：度此：段按衰减《直到T＝5》Tg；在低频—段（：由T＝5Tg到15！。s）决定于地震【最大位移《此段反？应谱：按[η20.2【r，-η1（《T一5Tg）]αm！ax规律衰减— 》     本条所采！用的反？应谱是按《阻尼比？ξ＝0.05—来确定的其周期【小于：5Tg的曲线—与现行国家标—。准构筑物《抗震设计规范G【。B 50《。191-201【2中采用的相—应，阻尼比的反》。应谱曲线相一致至】于大于5Tg的【长周期？分量的反应谱曲【线在原规范基础上进！行了    当【≤3.044时 】 —  —   当≥3.【0，44时 — ！   ？ 式（15》）中为空罐的—振，动周期；为充液影】响系数 》    【 对于？。储罐当时上述—根号中第二项远大于！1因而可忽》。略第一项《的1并将水的密度】ρw：、G和K＇值代入则！可将式（1》5）：简化为 《 —   【  ：为简化计算用Kc代！替式（21）—中的0.《374×10-3】K＇c即 】 —     并偏于！安全地取消了项后】得出 】  【   根据式（【19）、式（—20）及式（22）！用有限元《计算Tc结果—见表25 【 》    【 注H处恰是—上下两圈壁板交【。界处故取《该，两圈壁厚的平均值】 ？     用式！（23？）计算的结果—和其：他方法计算的结果】对照：见表：26 》 ？ —    《坂井公式《如下 — 】    式中λ【λ，＝0.067＋【。0.46其中D【为油：罐直径Hw为设【计最高液位； 】     】   ？   W液体总【重； 【      —     δ1/3！1/3罐高处壁厚；！ ， 》     》     》E弹性模量》 D.】3.：6 ： 式（D.3—.6）Tw＝是由H！ousne》r根据油罐》底，部固定的条件—导出的近似解式【中，Ks值？由下式求得 ！  ！   将g＝9.】81m/s2—代入则？ ？ ？ 》     根—据，式（25）》可得：出表27《 ， 》 ？   》 ，。 注3000m3及！50000m3模】型，罐试验表明有浮顶覆！盖较无浮顶》覆盖时的自由液晃】。动，周期：下降3％～5％【 —  ：。  ：Ks值与《用速度势理论得【出的精确解相—。同 ？    【 水：利，。水电科学研究院抗】震所在5m×5【m大型三向振—动台上的3000m！3，及50000m3】油罐模型振动试验和！天，津大学海船》系小型塑《料模型油罐振动【试验：结果表明《虽然油罐在振动【时发生翘离、弹性变！形和多？波变形但试验得出】的晃：动周：期，仍与按式（D.【。3.6）计算的结】果非常近似》。。详见表？27 D！.3：.7：  油罐《所受的地震作用包】括罐体重量产生【的惯性力和储液的】动液：压，力两部分而动液压】力又可分短周期的】脉冲压力和长周期】的液体？晃动：的对流压力》。国内外规范对油【罐地：震作用均按地震反应！谱理论计算具体方法！。有 —     （1【） AP《I 650》。。附录：E将罐体惯性力、】脉冲压力和对流压力！。的最大值叠加此法将！不，同时出现《。的短周期地震作用和！长周：。期地震作用相叠加显！然偏于保守》 —    《（2） JIS 】B 85《。01认？为罐液耦联振动（产！生脉冲压力）的基】本周：期在0.1s～0.！5，s由：加，。速度型？地震：所激发；《液面晃动（产生对】流压力）的基本周期！在3s～13s【是由远震的位移【型地震所激发—；两种地《震反：应不会同时发生【故分别计算脉冲压力！与对流压力各与【罐体惯性力叠加后】分，别进行抗震强—度验算 【     —（3）？ 我国工《业设备？抗震鉴定标》准认为由大量计算】结果：统计得出《的，罐，体，。自重惯性力仅为动】液压力的1％～【5％为简化计算【可以忽略罐体自【。。重惯性力又因地震】加速度的《卓越周期《在，1，s以内经试验证【。。明在现有记》录的地震条件—。下所激发的液—。面晃动对流压—力极小故仅计—算，脉冲压力《而不计算晃动压力但！此法不适用容量【大于5000m【3的大型油罐且此】法所取？稳定：核算的？许用临界应力值【偏低 —     —（4） 国内—外资料认为》按照反应《。谱，理论不同周期的【地震反应分量最【大值可？采，用分量？的平方和开》方（：SRSS）法—求得总？的反应即《 ： 》 ？    》。 式（2《7）是将《脉冲压力分量—和对：流量压力分量采用】。平方：和开：方（SR《SS：），法组合？并经简化《而，得 《  《 ，  根据以上—结果本规范采用式（！D.3.7-1） ！ ： ？    《式（D.3.7-】1）中各项系数的确！定原则分析如下【。 《  ？ ，  1） 地震【影响系数α ！ ：    地震—影，响，系数α为动力系数β！与，地，震，系数k的《乘积储油《罐的地震动力系数】只在底部固定的时候！才有：理，论解而且只对应【于n＝1的》梁式振动加州大学C！lough等对0.！0，2阻尼比采用实际】反应谱计《算时动力系数—β取为4.3而日】本，抗震规范取β为3对！于自由搁置的油【罐在地？震，作用下的运输系数采！用上述数值是否合】适目前只有通过试验！得出我？们在5m《×，5，m的振动台上进行】了50000m3和！30：00m3两》个油罐模型振动试验！分别输入E》ICentro【地震波人工》模拟地震波和正【弦共振三《波试验综合》反映了罐壁多—波变形、水的阻尼】、环梁及地基翘离等！因素的影响》试验得出《的动液？压力大体为刚性壁理！论的动液压力的2倍！（即β＝《2）因此本规—范用刚性壁动液压】。力作：为，基准应该乘以2因】。为，油罐耦联振》动周期为0》.3s左右》对不同场《。。地的相应动力系数β！为2～2.》25由于推荐的【反应谱？动力：系数最？大值βmax×【为，。2.25与试—验结果？接，近考虑到与》原，储油罐抗《震标准？的延续性所》以仍借？用反应谱概》念取βmax—＝2.2《。5又因为试验结果β！＝2已包括水的阻尼！影响在内《。所以反应《谱中小于5T—g短周期部分不再进！行阻：尼修正 ！。    2》） 罐体影响系【数Y1 ！    引入Y1是！考虑罐壁惯性力【的影响罐壁质量约为！罐内储液质量的【1％～5％》平均为2.5％【试验结果表》明罐壁顶部的反【应加速度《常为地面加速度的】8倍～10倍即动力！系数：比储液动力系数β】＝2大3倍～—4，倍使罐体惯性力影响！为，4×0.025即可！达到动液《压力的10》％左右故取Y1为1！.10 —     【3） 综合影响系数！C，z  】。 ，  从小模型罐的】屈曲试验中发—现罐：的失稳主要由—n＝1梁式分量【控制：在大振动台》试验中得出》动液压力虽然—为2倍的刚性—壁动液压力但其中n！＝1的梁式分量约占！总量的30％～50！％即：n＝1的《分，量为60％》～100％的刚【性壁动液压力—所以式（D.3.7！-1）中应使C【zY：β＝1即设计动液】压，力，不宜：。小于：。。刚性的动液压—力故本规范取C【z为0.4 — ？     4） ！动液系数Fr 【 》   ？ 工程上刚》性壁动液压力—计，算一般均采》用Ho？usner》近似理论公式该方法！考虑到油罐》及其储液的两—种反应形式罐—壁，和罐顶加上一—部分储液《与罐壁？一起：作，一致的？运动通常称》为脉冲压力；储液】自，身的晃动称》为对流压力》F，r曲：线是根据H》ousne》r推导并被API ！65：0等：规范广泛采》用的：即参加脉冲作用【的罐内储液》等，效质：量m在各种罐体直径！D与最大允液高【度，Hw的不同比值情】况下：和罐：内储液总质》量的比值F》r值是按《下，列公式？确定的 — ：    《 当充液高》。度Hw？和半径的比值小于】1.5时《 【     ！当充液高度》Hw与半径的比值大！。于1.5时就脉冲】压力而言H》ousner—方法：。是将罐？体下部深《度，低于：1，.5：倍半径？的，储液当作刚体来【考虑即设想》从储液上表面到深】度为1.5倍半径处！有一刚性水平薄膜把！储液分成上、—。下，两部分液体的运动只！限于上部分而—下部分液体如刚【体一样固定在—罐壁上不发》生流动此时 ！ 】D，.3.8《  ：由式（D《.3.7-1）求】出，。了总水平地震力【后需要确定》总水：平地震力《。的作用高度才能【求出：地震作？用，弯矩：A，PI 650采用】Housne—r刚性？壁理论分别》计算晃动和脉冲两】。种等价质量的作用】高度油罐的脉冲动】液压力重心对于国】内大部分储罐在时】接近于0.375】HwJIS B 】8501中》将该重心提》高到0.《42Hw至》。0.46Hw之间】我国工业设备抗震】鉴定标准由于规【定动液压力》。在罐壁沿液面高【度均匀分布合力作】用点：于1/2液面—高度即H《w/2按壳》、液耦？合振动理论根据有限！元法计算的》脉冲动液压》力沿高度近》似于高次抛》物线分布重心—位置距？底部为0.》44Hw按》梁的理论用》解，析法得出各种—罐的动液压力合力点！在（0？.，44～0.5）H】w之间与模型—试验结果极接近【为了简化计算本规范！采用了0.4—5，Hw：作为总水平》地震作？用的合力点》高度 — D.3.9 】 Housner根！据理想流《体的：条件：导出了晃动》波高：h的公式《经Clough修正！后为：hv＝？α1R？。后来美技术情报司】T，ID 7024在应！用时又改《变成： — ，  —   式中hv【一一液面晃》动波高（m）； ！  》         ！α1地震影》响系数； ！  ：      —。  ： H储液高度（m）！；   ！        】D罐直？径，（m：）； ？  —   ？    《  T？s储液晃动基本周】期（s） 》 ？     —。日本标准钢》制焊：接油罐结构JI【S B？ 8501中—规定液？面晃动波高为 ！ ， ？ 《     该—标准：。中选取？速度：谱段：进行：。波高计？算，。并且取速度谱值【为100cm/s】 ：     】。编制原规范时采【用，势流理？论并考虑流体—黏性影响《后导：出液面？晃动波高h》v为 《     当！采用反应谱理论计】算波高时α1由【加速度反应》谱查出 —     由于！本规范中反应谱【。对应的阻尼比—为5％而晃》动，阻尼比为0》。.，。5％随着阻》尼减少、《地震反应加大故应修！正日本及《。美国的设备抗震【标准中？规定的修正》系数见表《28 》 —     【1985年9月【18日墨西哥—地震记录分析表明随！不同土壤《而异的阻尼修正系数！为1.7～》2.3 ！   ？ 本条在《计算储液晃》动波高时随》着阻尼减少至0【.0：05：而乘以系数1—.，79即 — 【 本次修》订将罐内液面晃【。动波：高，。公式修？改为hv＝1.5】ηαR增《加了罐型系数—η0本规范》在计：算液：。。面，。晃动波高《时对于浮顶油—罐，取，η＝0.85对于固！定，顶油罐取η＝1.】0 —     现行行业！标准常压立式储罐抗！震，鉴定：技术标准SY 【4，06：4-93在条文说明！中指出“试验—。结果证明在长周期】晃动时浮顶随液【面晃动储液》的晃动波高》在有浮顶时约为无浮！。。。顶时：的50％”所以【对，有浮：顶的油罐《在计算液面晃动【。波高：时取：系数η＝《0.85是》有试验支持的—当不考虑罐》型系数时本规—范的：液面晃动波》高，。计，算值和按AP—I 650附—录E计算的》重要性？为1的？油罐液面晃动—波高值基本一致 ！