Анализ прочности конструкции резервуара для хранения сырой нефти в соответствии с нормами сейсмостойкого проектирования

Сейсмостойкое проектирование резервуаров для хранения сырой нефти должно соответствовать двойным стандартам GB/T 50761-2018 и API 650, с использованием структурной концепции "слабая крыша - прочная стенка - гибкое основание". Крыша резервуара имеет сферическую куполообразную конструкцию (радиус кривизны 1:0,8~1,2), допускающую упругое смещение ±15°; стенка резервуара представляет собой цилиндрическую оболочку переменного сечения (толщина стенки уменьшается градиентно от 30 мм до 8 мм), коэффициент перекрытия кольцевых сварных швов ≤25%. В конструкцию фундамента введены коэффициент анкеровки (≥0,785) и коэффициент отрыва для сопротивления осевой потере устойчивости и общему опрокидыванию под воздействием землетрясения.

Анализ прочности сосредоточен на трех аспектах: 1) Сейсмический расчет использует многоуровневую защиту, осевое напряжение сжатия стенки резервуара нижнего пояса должно соответствовать σ≤0,9fy (fy - предел текучести материала); 2) Расчет высоты колебания учитывает форму резервуара и характеристики сейсмического спектра, чтобы избежать выхода из строя плавающей крыши из-за удара жидкости; 3) Ключевые узлы используют конечно-элементное моделирование для проверки устойчивости к выпучиванию ветровых колец (расстояние ≤3 м) и усиливающих колец при редких землетрясениях.

В реальном проекте прибрежная зона резервуаров для хранения успешно выдержала землетрясение силой 7 баллов благодаря оптимизации сейсмостойкой конструкции, при этом максимальное смещение корпуса резервуара было ограничено в пределах 0,15D (D - диаметр резервуара). По сравнению с традиционными решениями, расход стали был снижен на 12%, комплексно удовлетворяя требованиям сейсмостойкости API 650 и GB 50341, а срок службы увеличен до 30 лет.