автореферат диссертации по строительству, 05.23.01, диссертация на тему:Динамика стальных вертикальных цилиндрических резервуаров при сейсмических воздействиях с учетом локальных геометрических несовершенств их корпусов

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Еа правах рукоаиси

Р Г Б ОД

АЛЬ ШХШИ АЗ КЗ

ДИНАМИКА СТАЛЬНЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ С УЧЕТОМ ЛОКАЛЬНЫХ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ НЕСОВЕРШЕНСТВ ИХ КОРПУСОВ

Специальность 05.23.01 - Строительные конструкции,

здания и сооружения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации.на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1994

Работа выполнена в Московском Государственном строительном университета.

Научный руководитель

- чл.-корр. РИА, доктор технических наук, профессор ПУХОВСКИЙ А.Б.

Официальные оппоненты

- доктор технических наук, профессор ПОПОВСКИЙ Б.В.

- кандидат технических наук ст.науч.сотр. ДЕНИСОВ Б.Е

Ведущая организация

- ВДИИСК им .В.А.Кучеренко

Защита состоится

2а

1994 г» в "/5" час.

на заседании специализированного совета К 053.11.01 в Московском Государственном строительном университете по адресу: Москва Шлюзовая наб., д. 8, ауд. 412.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университет!

Проста Вас принять участив в защите и направить Ваш отзыв в 2-х экземплярах по адресу: 129337, Москва, Ярославское шоссе, дсм 26, Ученый совет.

Автореферат разослан " $ " 1994 Р. ц /3£1 —(<

Ученый сезфвтарь специализированного совета кащцщат технических наук,

додакт

Э.В.Филимонов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Развитие в сейсмически активных регионах России, стран СНГ и мира нефтедобывзтадей, нефтеперерабатывающей, химической и ряда других отраслей промышленности обуславливает необходимость строительства большого количества стальных резервуаров. Среди них значительное место занимают стальные вертикальные цилиндрические резервуары (СВЦР) низкого давления со стационарными крышами.

Анализ последствий сильных землетрясений показывает, что СВЦР не всегда удовлетворительно переносят сейсмические воздействия, повреждаются и разрушается, что приводит к значительному материальному ущербу и к катастрофическим экологическим последствиям. Установлено, что способность СБЦР воспринимать сейсмические нагрузки зависит от многих факторов, з том числе от характера колебаний жидкости в резервуарах и от их конструктивной формы. Однако роль этих Факторов в проблеме сейсмостойкости СВЦР до настоящего времена изучена недостаточно. К совершенно остался' не изученным такой фактор как влияние локальных геометрических несовершенств вертикальных стенок корпусов СЕЦР на степень их.сейсмостойкости.

. В связи с этим, исследование, связанное с динамикой СВЦР при сейсмических воздействиях с учетом локальных геометрических несовершенств их корпусов, является актуальным и имеет больное народнохозяйственное значение.

Цель работы - динамика стальных вертикальных цилиндрических резервуаров (СЕЦР) при сейсмических воздействиях с учетом локальных геометрических несовершенств их корпусов.

Для достижения цели диссертации поставлены следуйте задачи:

- исследование действительной работы СБЦР при сейсмических воздействиях;

- уточнение динамических характеристик СВЦР с учетом разнообразных геометрических несовершенств их корпусов, а также с учетом различных эксплуатационных режимов; связанных с разным уровнем заполнения резервуаров жидкостью.

Научную новизну работа составляют следующие основные результаты, защищаемые автором:

- анализ результатов натурных обследований СВЦР для выяв-

ленпя характера и степени начальных геометрических несовершенств их корпусов;

- экспериментальные данные о напряженно-деформированном состоянии корпусов СВЦР низкого давленда со стационарными крышами при горизонтальных динамических воздействиях типа сейсмических;

- экспериментальные данные о динамических характеристиках СВЦР низкого давления со стационарными крышами при наличии геометрических несовершенств вертикальных стенок корпусов;

- предлагаемая расчетная динамическая модель .двикения щисости в СВЦР в виде пространственной системы, позволяющая учесть геометрические несовершенства вертикальных стенок корпусов;

- предложения по расчету на сейсмические нагрузки СВЦР низкого давления со стационарными крышами с учетом геометрических несовершенств вертикальных стенок их корпусов.

Практическое значение работы заключается в том, что в результате проведенного исследования получены новые данные, которые могут служить обоснованием для уточнения методики расчета СЩР на сейсмические воздействия с учетом геометрических не-, совершенств вертикальных стенок их корпусов.

Внедрение результатов работа. Результаты работы использованы при выполнении Программы 0.74.03 "Сейсмология и сейсмостойкое строительство", а также "Безопасность" ГОНТ. Основные положения работы, в частности предложения по учету геометрических несовершенств корпусов СВЦР низкого давления со стационарными 1фышами, переданы для использования в новую редакцию"' "Рекомендаций по расчету резервуаров и газгольдеров на сейсмическое воздействие". - М.: Стройиздат, 1969.

Апробация работы проводилась: ...

- на научных семинарах кафедры "Металлически конструкции" МГСУ (г.Москва, 1992-1994 гг.) - доклады;

- на Международном коллоквиуме "Обследование и ремонт резервуаров" (г.Гданьск, Польша, 1994 г.) - доклад;

- на Международном семинаре по сейсмостойкому строительству (г.София, Болгария, 1993 г.) - доклад.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и списка литературы. Объем диссертации - 121 стр.машинописного текста, а также: 76 рис., 8 табл. и списка использованной литературы из 98 наименований. •

■ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении определена актуальность темы диссертации, сфор/улированы цель и задачи работы, приведены сведения о научной новизне, практическом значении и методолотческом построении работы, а также о внедрении результатов работк.

Первая глава посвящена анализу состояния вопроса об исследованиях СВЦР для сейсмических районов. Проведенный анализ конструктивных решений стальных вертикальных цилиндрических резервуаров показал, что в сейсмических районах наиболее распространенными являются СВЦР постоянного объема со стационарными крышами (с понтонами и без понтонов) объемом до 30 ткс.м3, а также резервуары с.плавающими крышами (объемом 50 ткс.м3 и более). Однако среди них самыми распространенными являются СВЦР со стационарными крышами и низким внутренним избыточным давлением. Отмечено,'что при проектировании СВЦР до настоящего времени в полной мере не учитываются особенности, связанные с эксплуатацией резервуаров в сейсмических районах.

Объективным подтверждением для такого заключения служит проведенный в работе анализ последствий сильных землетрясений применительно к СВЦР, который показал, что при сейсмических воздействиях резервуары повреждаются и разрушаются. Выявлено, что характер повреждений во многих случаях зависит от уровня заполнения резервуара зшдкостью, сложного характера движения основания, особенностей движения жидкости в колеблющемся резервуаре, а также от наличия начальных неправильностей вертикальных стенок корпусов СВЦР. В связи с этим выявлена особенность деформирования корпусов СВЦР при сейсмически.! воздействии, заключающаяся в образовании волн, складок, протякенных вмятин и выиучин винтообразного и наклонного характера, которые указывают на волновой характер движения яидкости внутри резервуара.

В то зкевремя, анализ теоретических (Л.С.Джекобсен, Х.Ха-узнер, Н.А.Николаенко, И.И.Гольденблат, А.Б.Пуховский, И.М. Алимжанов, А.Я.Марьямис, Б.Хант, Н.Пристли, К.Вламото) и экспериментальных (Н.А.Николаенко, А.Б.Пуховский, И.М.Алимжанов, А.Я.Марьямис) исследований, посвященных непосредственно проблеме сейсмоотойкости СВЦР, показал, что степень деформативнос-ти корпуса, отражающая качественную и количественную картину

начальных неправильностей вертикальных стенок, не учитывалась и поэтому не исследовалась. Очевидно поэтому данные о начальных геометрических несовершенствах корпусов не наили отражения в мировой литературе, регламентирующей правила строительства и эксплуатации СВЦР в сейсмических районах.

Отмечено, что в существующее работах не найма отражения проблема учета высших форм колебаний жидкости в резервуаре с деформированным корпусом. Практически отсутствуют работы, позволяйте учесть дилатационные и ротационные двияения грунта в основании СВЦР, которые и составляют, как нам представляется, главные особенности как сейсмического воздействия, так и динамической системы "грунт - деформированный корпус - шдкост в целом.

В заключении главы сформулированы выводы, обоснованы цель к задачи исследования.

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям СВЦР. Сформированы цель и программа экспериментов, поставлены зз да та для достижения цели исследований. Дано решение вопро сов по моделированию СВЦР и получены в замкнутом виде зависимости, позволяющие данные экспериментальных исследований экстраполировать на натурные конструкции. Проведено комплексное моделирование рассматриваемой динамической системы, охватывающее:

- моделирование горизонтальных составляющих перемещений грунта в основании резервуара (дклатационных и ротационных), возникающих при сейсмических воздействиях;

- моделирование гидродинамических потоков жидкости и форм поверхностных волн, подобным тем, которые возникают и развиваются в натурных конструкциях СВЦР;

- моделирование СВЦР с геометрическими несовершенствами корпуса, с учетом высших фор;,! его колебаний. '

Проведено описание конструкции специально созданной двух-компонентной виброплатфорлы (впервые использованной в экспериментальных исследованиях М.А.Марьямиса), позволяющей вполне достоверно воспроизводить горизонтальные динамические воздействия типа сейсмических с учетом моделируемых процессов дила-тации и ротации основания.

Комплекс первичных преобразователей соответствовал программе экспериментальных исследований и позволил использовать 4 .

в качестве универсальной регистрирующей аппаратуры двенадда-тиканалыше осциллографы Н II7/I о усилителем "Топаз 3-01".

Для исследования процесса формообразования поверхностных волн применена киносъемочная аппаратура.

Для исследования дшшуитаской оистга "основание - гад-кость - деформированный корпус" была изготовлена модель СВЦР (а ыасятабо 1:18 к натурной конструкции СВЦР объемов 20 тно.м3).

Ранее по результатам натурных обследований технического состояния резервуаров в реэврвуартгх парках било установлено, что начальные гесмвтрпчосгегэ несовершенства корпусов (образованно емятин, г-шучип, отклонений образугхдей от вертикали я др.) достигают значений 30а болеэ, поэто?<у в эксперименте билн смоделированы локальннэ геометрические нэсовораоиот-ва корпуса модели СБЦР в зоне вертикальных сварных швов.

Дано списание методика дннжшчеокях исггнтанкй, проводившиеся з реетме вынупдепнкк колебаний с плавно-ступенчатш изменением частот в диапазоне от 0,1 до 16 Гц при различных уровнях заполнения модели гвдкоегью (h/R = 0,25; 0,5; 0,75; 1,0). Вводя систему в реиям резонансных колебаний, создавали условия.максимально ариблиэднныа к реалышм, описываемым реальными диаграммами спектра упругих перемещений наиболее сильных землетрясений.

Отмечено, что наличие неправильностей в зоне вертикальных сварных авев аюсобствуог окорейшему образования турбулентных потоков (2-ая, 3-я и 4-ая форды поворкяоетанх води).

Установлено, что первая форма поверхностных воля (сейше-виэ волны) соответствует переходному процессу колебания жидкости н цокот быть вызвана только дилатацяоннши перемещениями основания, возшгкаташи при землетрясениях с доминирующим низкочастотные спектром (до 1,0 Гц), либо землетрясениями импульсного характера. В то so время образование на свободной поверхности видкости радиальных, кольцевых.и поперечных волн, зафиксированное при экспериментальна: исследованиях как при дилаташш, так и при рогащш основа пня свидетельствует о качественно общем характере движения жидкости п указывает на образование турбулентных потоков, причем возникновения и развитию их способствуют начальные неправильности поверхности вертикальных стенок я особенно на уровне свободной поверхности жидкости. Тек как искривления в зона вертикальных завод-

ск!ос и монтажных швов распространяются на всю высоту корпуса, то практически они всегда (независимо от высота налива резервуара жидкостью) являются местом возбуждения и образования турбулентных веян.

Установлено, что высоты турбулентных поверхностных волн в 1,5...1,8 раза выше максимальной высоты сейшевых волн (определенной по существующим методикам) и создают опасные для несущей способности стенки корпуса резервуара значения гидродинамического давления. Резонансным методом получены основные динамические характеристики колеблющейся жидкости и выявлена их связь с динамическими характеристиками колеблющегося основания,

В результате выявлена зависимость величины гидродинамического давления жидкости от амплитудно-частотных характеристик колебательного движения основания, от уровня заполнения модели резервуара жидкостью, от характера волнообразователь-ного процесса и связанной с ним картиной начальных локальных геометрических неправильностей вертикальных стенок корпуса модели. Как и в эксперименте, проведенном А.Я.Марьямисом на не-деформированной модели, выявлены высокочастотные пульсации гадродинамического давления жидкости, которые, хотя и на 30... 32% превышают частотный диапазон внешнего воздействия, но сами вызывают резонансные колебания корпуса модели СВЦР.

Одной из важных особенностей проведенных экспериментальных исследований оказалась установленная связь между структурой динамических потоков, формируемых в объеме жидкости и особенно на уровне ее свободной поверхности, и фобами колебаний корпуса: аллипс, но в основном - укороченная эпициклоида о различным количеством лепестков (на что влияет характер начальных неправильностей вертикальной стенки корпуса модели СВЦР).

Эксперименты показали, что локальные неправильности (и особенно искривления в зонах заводских и монтажных вертикальных сварных швов) на 25...35$ снижают способность корпуса СВЦР удовлетворительно (без разрушения) воспринимать сейсмическую нагрузку (гидродинамическое давление колеблющейся жидкости на корпус резервуара).

В третьей главе обсуждаются вопросы, связанные с результатами натурных обследований СВЦР в резервуарных парках. При

этом считалось, что весьма важнши являются данные об изменчивости геометрических характеристик корпусов с целью выявления недопустимых размеров дефектов и повреждений для того, чтобы во-время их исправить и иметь возможность осуществлять дальнейшую нормальную эксплуатацию резервуаров.

Натурные обследования резервуаров проведены кафедрой металлических конструкций МГСУ совместно с ЩШПСК им.Мельникова и лабораторией монтажа резервуаров ЕШМонтахспецстрой при участии автора.

Всего было обследовано 20 резервуаров емкостью 5, 10, 20 и 50 тыс.м3, из них наибольшее внимание было удалено резервуарам емкостью 20 тыс.м3, которые в наших исследованиях били выбраны как прототип модели для проведения на них статических и динамических испытаний на воздействия типа сейсмических. Особенностью резервуаров было то, что монтаж их бШ1 осуществлен методом рулонирования, поэтому они имели вертикальные заводские и монтажные сварные швы.

Результаты проведенных натурных обследований СВЦР позволили построить, гистограммы, включающие распределение частоты дефектов: влятин, выпучин, отклонений образующих цилиндрических оболочек коздусов в зонах монтажных и заводских вертикальных швов (рио. I), а также отклонений образующих от вертикали (в сравнении с нормативными значениями) в зонах монтажных и заводских вертикальных швов (для.примера на рис. 2 показаны данные для СВЦР емкостью 20 тыс.м3).

Изучение материалов натурных обследований технического состояния резервуаров указывает на то, что геометрическая форма корпусов далека от идеальной, а многочисленные выявленные дефекты возникают как от низкого качества монтажа резервуаров, так и связаны с особенностями их эксплуатации (чередование слива и налива продукта) и значительно превышают допускаемые нормами значения. В связи с этим отмечено, что вероятность разрушения при сейсмических воздействиях резервуаров с деформированными в процессе монтага и эксплуатации корпусами значительно повышается по сравнению с вероятностью-их разрушения в условиях эксплуатации в обычных, носейсмичоских районах.

В четвертой главе проведено теоретическое исследование особенностей работы при сейсмических воздействиях СВЦР, имеющих локальные несовершенства вертикальных стенок корпусов.

п

(ноличест&с Зефемтой)

ш

_А5_

п

Рис. I, Диаграмма -частоты дефектов в обследованных

резервуарах: I - деформации образующих корпусов резервуаров в зоне заводских швов; 2 - то же, в зоне монтажных швов; 3 - хлотуны; 4 - вмятины

а)

пояса М И Ю 9 8 7 Б 5 Ь 3 ?. 1

Мл -1(2.1 «5.3 «7

55 50

9<лЗ

II

65

(23.9 Ш.2

фактические отклонения;

____ нормативные

отклонения

б)

пояса <2

И

<0

3

7 &

5

«I

г. 1

105

\ъг

№

<115.5

192.8

<67,3 <61.5

ШЛ

Рис.2. Нормативные и фактические отклонения

вертикальных стенок корпусов СВЦР ( V =20 тно.м3) в зонах сварных швов: о) заводских; 6) монтажных

Лреаде всего отмечено, что основной причиной повреждений и разрушений резервуаров при землетрясениях является интенсив-, ное колебание жидкости внутри резервуара при частичном его заполнении.

Предметом теоретических исследований явились резервуары низкого избыточного давления со стационарными крышами, имеющие 'локальные геометрические несовершенства корпусов. При этом решались три основные задачи:

1. Определение расчетной сейсмической нагрузки для частично заполненного жидкостью СВЦР с учетом первой и высших форм колебаний жидкости и корпуса;

2. Изучение особенностей расчетной динамической модели движения жидкости в СВЦР с учетом наличия в корпусе локальных геометрических несовершенств;

3. Определение динамических характеристик СВЦР с деформированным корпусом.

В развитие эквивалентных механических плоских систем, разработанных Ж.Хаузнером, Хаитом и Пристли, Н.А.Николаенко, рассматривалась предложенная в работах А.Б.Пуховского и А. Я. Марь-яыиса пространственная дискретная динамическая модель движу-. щейся жидкости (РДМ) в резервуаре (рйс. 3), состоящая из набора дискретных и присоединенных масс и системы структурных моделей тел Кельвина с пружинами переменной жесткости, причем в ней наличие присоединенных масс отражает в колебательном процессе осредненную во времени часть гидродинамического давл'ения жидкости на корпус резервуара, а система дискретных масс, пружин структурных моделей тел Кельвина отражает пульсации гидродинамического давления, возникающие при образовании вихревых структур (изученных при экспериментальных исследованиях, глава 2).

Особенностью предлагаемой Рда является то, что она способна учесть дилатационные и ротационные движения грунта в основании резервуара и наличие геометрических несовершенств корпуса резервуара, которые приводят к образованию вихревых структур и пульсирующему гидродинамическому давлению тонкости на корпус резервуара, что, по нашему мнению, более полно отражает реальную картину поведения СВЦР при сейсмических воздействиях.

Как показали результаты проведенных экспериментальных исследований (глава 2), на свободной поверхности колеблющейся

1^-к—о—

'//УУ/О/

Рис. 3. Эквивалентная дискретная динамическая расчетная модель движущейся жидкости

жидкости образуются волш различных форы (ламинарные и турбулентные структуры).

Частоты колебаний жидкости на уровне ее свободной поворх-ности предлагается определять по формуле:

(I)

где коэффициент турбулентности; ■ - параметр в урав-

нении ))к ) = 0, где 3J - производная функции Бесселя

первого порядка; k = I, 2, 3, 4 - ноыер формы поверхностной волны.

Графики изменения коэффициента турбулентности ( 14т) в зависимости от уровня заполнения резервуара ездкоотью представлены на рис. 4.

Для вычисления максимальных высот поверхностных волн предложена формула:

л - ,0.208 R*U

. if-ад • ( >

где dx - коэффициент, учнгывашдй образование вихревых структур при турбулентном движении тадкосги (рис. 5); й - коэффициент сейсмичности площадки строительства.

С учетсм полученных в экспериментальных исследованиях профилей поверхностных воля, даны формулы для определения обпого гидродинамического давления жидкости на уровне ое свободной повершости, состоящего из инерционной (Р.. ) п коювекгив-

Г|(С) к

ной ( ) его чаотей.

Для определения эпюр распределения гидродинамического давления от развивающихся вихревых структур, соответствующих радиальным, кольцевш и поперечным волнам, в работе приведены алгоритм п основные формулы, определяющие главные параметры для построения эквивалентной расчетной пространственной модели (РД1) движущееся в резервуаре квдкости при сейсмических воздействиях. *

Дана методика учета начальных геометрических несовершенств корпуса СВДР. Так, жесткости наружных пружин, соедиглщих дискретные массы и тела Кельвина о корпусом резервуара, могут быть вычислены по результатам экспериментальных исследований на мо-

Рис. 4. График изменения коэффициентов турбулентности ( Ит ) в зависимости от уровня заполнения СВЦР жидкостью

0.3

0,25 0.5 0.75 i,0 h/R

Рио. 5. График изменения коэффициента ( оСт) от уровня заполнения СВЦР ( h/R )

делях или до результатам натурных обследований, установивших характер и степень деформирования корпуса резервуара (рис. 6).

Приведен численный пример, где использована предложенная эквивалентная дискретная пространственная расчетная модель (рда) для расчета на сейсмические воздействия СВДР емкостью 20 тыс.м3.

В пятой главе приведены рекомендации по расчету и конструированию СВЦР с локальными геометрическими несовершенствами корпусов применительно к строительству в сейсмических районах.

Среди различных конструктивных мероприятий, повышаканх степень сейсмостойкости СВЦР с различными геометрическими локальными несовершенствами корпусов, выделены следующие:

1. Усиление корпуса СВЦР предварительно напряженной обмоткой из высокопрочной стальной проволоки или использование предварительно напряженных стальных бандажей, что позволяет улучшить динамические характеристики резервуара, снизить уровень динамических напряжений и перемещений корпуса, уменьшить влияние начальных геометрических несовершенств на НДС корпуса и сдержать раскрытие трещин в местах, где локальные геометрические несовершенства превышают допустимые значения.

В работе предложены различные схемы предварительного напряжения корпуса СВЦР с учетом сейсмичности площадки строительства.

2. Влияние развивающегося при сейсмических воздействиях гидродинамического давления жидкости на корпус СВЦР предложено снизить постановкой энерггаоглощающих щитов на упруго-податливых опорах с регулируемой жесткостью, которые целесообразно размещать в зонах вертикальных сварных заводских и монтажных швов.

3. Уменьшить отрицательное влияние искривленных зон вертикальных сварных швов, которые, как показали проведенные исследования, являются дополнительным источником вихреобразова-ния жидкости при сейсмических воздействиях, предлагается постановкой дополнительных листовых накладок из тонколистовой стали

4. С учетом выявленного в данной работе значительного влияния локальных геометрических несовершенств вертикальных стенок корпусов СВЦР на образование вихревых структур колеблющейся внутри резервуаров жидкости, требования к допускам

н/ь I 10

од

0.6

ОА

0.2

неВ9Ф0РмиР0&ан-^ Эеформароваи-ныи корпус (£¡2. нь,й корпус

0 1 I к

О 12 3 Vе 20 тыс. п1

5ЛЗ

\ 4

_Уй.50

I

/ при л/=8В 15.Ц__

РГ(2),МПа(х10г)

А - тадефорг.шрова нный корпус;

Б - корпус с начальными несовершенствами;

В - форма деформирования корпуса

/ —■ ~~ / ✓

/ /

/ / 1

[

\ \

\ \

7.2«40* МПа (0,723 игс/сгчг)

Рис. 6. Эпюры распределения РРа при образовании на свободной поверхности жидкости волн четвертой формы

при возведении СВЦР в сейсмических районах должна быть пересмотрена в сторону их ужесточения.

5. Снизить высоту поверхностных волн и соответственно гидродинамическое давление жидкости на корпус и крышу резервуара предлагается применением плавающих ребристо-кольцевых волногасителей.

6. Предложено усовершенствование расчетной методики, в которой влияние локальных геометрических несоверленств вертикальных стенок корпусов СВЦР учитывается в расчетной пространственной эквивалентной модели (РДМ) движущейся зшдкости как расположением дискретных; масс, так и жесткостью пружин, соединяющих эти массы с кощу с ом резервуара.

Таким образом, предлагаемые мероприятия конструктивного и расчетного характера долины быть учтены при проектировании и строительстве СВЦР для сейсмических районов.

ОСНОШЫЕ ВЫВОДЫ

. I. Анализ последствий сильных землетрясений применительно к СВЦР показал, что они повреждаются и разрушаются, а характер повреждений зависит от многих факторов, в тем числе от начальных локальных геометрических несовершенств корпусов, степень которых натапливается в процессе обычной эксплуатации резервуаров и оказывает значительное влияние на их способность воспринимать сейсмические нагрузки.

2. Экспериментальные исследования, проведенные на модели СВЦР с помощью даухкошонентной виброплатформы в режиме вынужденных колебаний резонапешга методом, позволили выявить четыре . форлы поверхностных вши движущейся жидкости (сейпевые, кольцевые, радиальные а поперечные) и установить связь между динамическая характеристиками движения основания и дипамическими характеристиками волн. Установлено, что высота развивающихся

на поверхности яздкостц волн п их форта зависят от характера геометрических локальных несовершенств поверхности вертикальных стенок корпуса модели СБЦР, причем она оказалась на 10... 20% вше высоты веян резервуара с недсформированным корпусом.

3. Получены эпюры распределения гидродинамического давления жадкостн на корпус резервуара, имеющего начальные несовершенства, в меридиональном и кольцевом направлениях в зависимос-

ти от уровня заполнения резервуара и доминирующей частоты внешнего динамического воздействия типа сейсмического.

Обнаружены высокочастотные пульсации гидродинамического давления, которые до 30£ превышают частотный диапазон внешнего воздействия и вызывают резонансные колебания СВЦР.

4. Осуществлено совершенствование расчетной динамической дискретной модели движущейся жидкости, состоящей из набора дискретных масс, структурных моделей тел Кельвина и пружин, расположение и жесткость которых учитывает характер локальных искривлений корпуса СВЦР и позволяет учесть данные о начальных несовершенствах, полученных в результате натурных обследований и экспериментальных исследований СВЦР.

5. Предложен и разработан алгоритм решения задачи о расчете на сейсмические нагрузки СВЦР низкого избыточного давления, оборудованных стационарными крышами, и местными неправильностями геометрической формы корпусов.

6. Даны предложения по расчету и конструщюванию СВЦР низкого избыточного давления (со стационарными крышами) для сейсмических районов, учитывающие наличие и характер местных (локальных) искривлений вертикальных отенок корпусов.

Основные результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в следующих работах:

1. Пуховский А.Б,, Аль-Михлафи Азиз. Влияние локальных геометрических несовершенств корпусов стальных вертикальных цилиндрических резервуаров (СВЦР) на степень их сейсмостойкости // Сесмостойкое строительство. - БНИИНШИ, 1994, Вып. 4. - С.42-45.

2. Пуховский А.Б., Аль-Михлафи Азиз, Аль Сакааф Хусейн. Влияние геометрических несовершенств на сейсмостойкость стальных вертикальных цилиндрических резервуаров // Труды Меяд.коллоквиума "Обследование и ремонт резервуаров". - Гданьск, Польша, 1994,

3. Аль-Михлафи Азиз. О влиянии локальных геометрических несовершенств корпусов СВЦР на их сейсмостойкость: Статья в газете " ^-»пРТ " (на арабском языке). - 1993. - 15 августа.

I

_______________-__!________________________________________________

■ Подписано в печать 13.05,94 г. Формат 60x84^/16 Печать офсетная

И-87__0бъем_1^гч.=иэа.лл_Т._109__.___Заказ _______

Московский государственный строительный университет. Типография МГСУ. 129337, Ярославское т., д.26