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＝0.4】5αm？ax按直线变化到】T＝0.1s处达】η2αmax然【后保持此值到Tg】；在中频段（由【Tg到T＝5T【。g）：主要决定于》地震动最大速—度此段按衰减—直到T＝5Tg；在！低频段（由T—＝5：Tg：到15s）决定于地！震最大位移此段反】。应谱按[η20.】2，r-：η1（？T一5？Tg：）]αmax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5】Tg的曲《线与现行国家标准构！筑，物抗震？设计规范G》B 50191-】2012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【.，044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《.374×1—0-3K＇c即 ！ 《 《     —并偏于安全地取【消了项后得出 【 》 》     根据式】（19）、式（2】0）及？式（2？2）：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2《6 — 【    坂井公【式如：下 【 ： ？     式—中λλ？＝，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； 】 ，   —   ？ ，。    δ》1/3？1/3？罐高处壁厚； ！ ？         ！ E弹性模》量 》 D.3.6 】 式（D.3.【6）Tw＝是由H】ousner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50！。000m3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％ ！ ？     K—s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×5m大型三！向振动台上的300！0m3及5》00：00m3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） API 】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 ？8501认为罐液耦！联振动？（，产生脉冲压力—）的基？本周期？在0.1《s～0.《5s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～1】3s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1s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！5，000m3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，（27）是将—脉冲压力分量和对流！量压力分量采用平方！和开方（SRSS）！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Clo—ugh？等对0.02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×5m的】振动台上进行了50！。0，00m3和3—。000m3两个油罐！模型振动试验分别输！入EIC《entro》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β《max×为2.2】5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βm》ax：。＝2.25》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5—T，g短周期部分不再】进行：阻尼修正 】   《  2）《 罐体影响系—数Y1 —     引入！Y，1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Y】1为1.1》0 — ， ，。   3） 综合】影响：系数Cz 】。    》 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6】0％：～100％的刚【性壁：动液压力所》以式：（D.3.7-1）！中应：使CzY《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？Cz为0《.4 《  》   4） —动液系数F》r  】   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》o，us：ner推《导并被API— 650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Fr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》Housn》e，r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Hou】sner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.【375Hw》JIS B —8，501中将该重【心提高到0.—4，2Hw至0.4【6Hw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—Hw：/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0.4《4Hw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）Hw《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】.，。45Hw作为总水平！地震作用《的合：力点高度 — ：。 D.《3.9  Hous！ner根《据理：想流体的条件导出了！晃动波高h》的公式经Clou】gh修正《后为hv＝α1【R后来美技术情报司！TID 70—24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）》； ： ， ： ：   ？      — Ts储液晃—动，基本周期（s）【    ！。 日本？标准钢？制，。焊接油罐《。结构：JIS 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！hv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2【8 《 》  》 ，。  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：0.005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 —4064-9—3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：API 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 《