Strukturanalyse von Rohöltanks unter seismischen Bemessungsnormen

Die seismische Bemessung von Rohöltanks muss den Doppelstandards GB/T 50761-2018 und API 650 entsprechen und das Strukturkonzept "schwaches Dach - starke Wand - flexibler Boden" übernehmen. Das Tankdach verwendet eine kugelförmige Kuppelkonstruktion (Krümmungsradius 1:0,8~1,2), die eine elastische Verschiebung von ±15° zulässt; die Tankwand verwendet einen Zylinder mit variablem Querschnitt (Wandstärke von 30 mm bis 8 mm, linear abnehmend), die Überlappungsrate der Umfangsschweißnähte beträgt ≤25 %. Die Fundamentkonstruktion führt einen Verankerungskoeffizienten (≥0,785) und einen Abhebekoeffizienten ein, um axialem Druckversagen und Gesamtkippen unter seismischer Einwirkung zu widerstehen.

Die Festigkeitsanalyse konzentriert sich auf drei Aspekte: 1) Die seismische Überprüfung verwendet eine mehrstufige Auslegung, und die axiale Druckspannung der Tankwand des untersten Rings muss σ≤0,9fy erfüllen (fy ist die Streckgrenze des Materials); 2) Die Berechnung der Schwappwellenhöhe berücksichtigt die Tankform und die Eigenschaften des Erdbebenspektrums, um zu vermeiden, dass der Flüssigkeitsaufprall zum Ausfall des Schwimmdachs führt; 3) Kritische Knoten werden mit Finite-Elemente-Simulationen verifiziert, um die Knickstabilität des Windrings (Abstand ≤3m) und des Verstärkungsrings unter seltenen Erdbeben zu überprüfen.

In einem realen Projekt widerstand ein Küsten-Tanklager durch Optimierung der seismischen Bemessung erfolgreich einem Erdbeben der Stärke 7, wobei die maximale Tankverschiebung innerhalb von 0,15D (D ist der Tankdurchmesser) gehalten wurde. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen wurde der Stahlverbrauch um 12 % reduziert, die seismischen Leistungsanforderungen von API 650 und GB 50341 wurden umfassend erfüllt und die Lebensdauer auf 30 Jahre verlängert.