Сейсмическая надежность оснований и фундаментов крупных резервуаров

• Автор: Волик, Дмитрий Викторович
• Шифр специальности: 05.23.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 161 с. : ил.

Содержание стр.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Сейсмические нагрузки на фундамент и основание.

1.2. Методы расчета оснований и фундаментов.

1.2.1. Метод послойного суммирования

1.2.2. Расчет численными методами.

1.2.3. Модели упругого основания

1.3. Динамические модели грунтов

1.4. Применяемые фундаменты3

1.4.1. На естественном основании

1.4.2. В сложных геологических условиях.
1.4.3. Подготовка искусственных оснований.
1.4.4. Анализ патентных решений.
1.5. Экспериментальные исследования.
1.5.1. Вибрационные эксперименты
1.5.2. Импульсное ударное нагружение
1.5.3. Эксперименты, выполненные за рубежом.
1.6. Выводы.
2. МЕТОДИКА ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
2.1. Моделирование основания и фундамента.
2.1.1. Выбор модели грунта5
2.1.2. Оценка применимости упругой модели
2.1.3. Выбор модели материала фундамента
2.1.4. Обоснование оптимальных размеров расчетной области.
2.2. Учет цикличности воздействия нагрузки
2.2.1. Методика испытаний.
2.3. Моделирование сейсмического воздействия.
2.4. Расчетная модель резервуара с жидкостью.
2.4.1. Модель вязкой жидкости.
2.4.2. Моделирование свободной поверхности жидкости.
2.4.3. Учет контактного взаимодействия жидкости и конструкции
2.4.4. Моделирование понтона
2.5. Поверка численной модели.
2.5.1. Поверка модели резервуара с жидкостью
2.5.2. Определение сходимости расчета.
2.5.3. Сравнение с результатами натурных наблюдений.
2.6. Выводы.
3. АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ СЕЙСМИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ.
3.1. Обоснование основных параметров модели.
3.2. Влияние высоты налива продукта.
3.2.1. Высота волны и гидродинамическое давление
Ь 3.2.2. Частота и форма собственных колебаний.
3.3. Вл или не п о шпон а
3.3.1. Изменение высоты волны
3.3.2. Собственные частоты и формы колебаний.
3.4. Влияние сжимаемости основания.
3.4.1. Напряженное состояние.
I 3.4.2. Осадки, крены и высота волны
3.4.3. Собственные частоты и формы колебаний.
3.5. Влияние типа фундамента на НДС основания
3.5.1. НДС снования
3.5.2. Осадки, крены и высота волны
3.6. Выводы
4. МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕЙСМИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ.
4.1. Выбор типа фундамента.
4.2. Определение сейсмической нагрузки.
4.3. Практическая реализация.
4.3.1. Фундамент РВС 0м3 на ГТНБ Кавказская.
4.3.2. Фундамент РВСп 0м3 на ПНБ Заречье
5. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Сейсмическое воздействие моделировалось в явном виде путем интегрирования уравнений движения системы по времени методом Ньюмарка (прямой динамический расчет). Для численного моделирования применялся надежный и апробированный конечно - элементный программный комплекс АЫ8У8 9. А1 (С г. А^УБ бессрочно аттестована Госатомнадзором России. Регистрационный номер ПС в ЦОЭП при РНЦ КИ - 0). Объектами исследования являются основания и фундаменты крупных вертикальных стальных резервуаров, расположенные в сейсмически опасных районах. РВС для сейсмически опасных районов. Внедрение результатов. ЛПДС «Крымская» на 0 тыс. РВС 0м3 на месте демонтируемых ЖБР 0м3 ПНБ «Тихорецкая». Апробация работы. Кубанского ГАУ (Краснодар, -), региональных (Краснодар, -), а также на ряде семинаров кафедры оснований и фундаментов Кубанского ГАУ. Публикации. По результатам диссертационных исследований опубликовано 5 печатных работ, подано 2 заявки на изобретения, получено 2 положительных решения о выдаче патента. Структура работы, фактический материал и вклад автора. Диссертация изложена на 2 страницах текста и состоит из введения, 4 глав, выводов и списка литературы из 5 источников. Текст сопровождается таблицами и рисунками. Кубани, кандидата технических наук, доцента, члена РОМГГиФ Ещенко Олега Юрьевича, которому автор выражает благодарность за большую помощь, время и труд, потраченные на каждом этапе создания этой работы. Автор выражает глубокую признательность доктору геологоминералогических наук, академику МАНВШ, Заслуженному строителю РФ, председателю регионального отделения РОМГГиФ Константину Шагеновичу Шадунцу и лауреату премии правительства Кубани, кандидату технических наук, доценту, члену РОМГГиФ Мацию Сергею Иосифовичу за внимание и помощь в проведении исследований и подготовке диссертации. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1. Предпринимались попытки математического моделирования динамического воздействия на сосуд с жидкостью посредством механических аналогов [], для которой сформулирована система уравнений динамики без учета деформаций корпуса сосуда. Однако такой подход не получил распространение в инженерной практике проектирования. В работах Хаузнера (в. М, воспроизводящей конвективный (волновой) эффект (Рисунок 1. Г— ‘ ¦—. Хаузнер (в. У. Ноиэпег, г. Рисунок 1. Расчетная схема. Н. А. Николаенко и др. Максимальное гидродинамическое давление жидкости по Хаузнеру [] Рт на фундамент крупного резервуара (отношение высоты к диаметру меньше 0,) находиться как сумма импульсной Р/ и конвективной Р2 составляющих (1. США с различной сейсмичностью, принимается по (Таблица 1. Таблица 1. Таблица 1. Н - уровень взлива жидкости, м. Например, для РВС 0м3 конвективная часть гидродинамической нагрузки Рг составляет только 7% от общей. Если конструкция резервуара предусматривает наличие плавающей крыши или легкого понтона, то конвективная составляющая гидродинамической нагрузки не учитывается. Методы расчета на сейсмические нагрузки резервуаров и конструкций, несущих емкости, частично заполненные жидкостью, развиты Н. А.Николаенко (Рисунок 1. Разработанная им методика расчета послужила основой рекомендаций для проектирования резервуаров в сейсмических районах []. В методике предполагается, что конструкция резервуара является идеально жесткой (недеформируемой), т. Жидкость считается несжимаемой, а ее вязкость учитывается (по Рэлею) введением трения, тормозящего движение жидкости, пропорционально ее относительной скорости. Амплитуды колебаний жидкости считаются малыми в сравнении с глубиной, а резонансные колебания жидкости не разрушаются, т. Считается также, что расстояние от спокойного зеркала жидкости до крыши достаточно, чтобы исключить удар волны о крышу резервуара. Расчетная схема резервуара может быть представлена упругой системой с некоторым числом степеней свободы по типу вертикальной консоли, жестко защемленной в движущемся поступательно основании. В рамках принятых предпосылок, безвихревое движение жидкости и поле давлений в резервуаре определяются соотношениями потенциальной теории. В представленных расчетных схемах не рассматривалась совместная работа системы «резервуар - жидкость - фундамент - грунт».