特大型LNG储罐等壳体结构抗爆研究综述

随着我国液化天然气（LNG）的需求量与进口量逐年增加,沿海地区许多城市已陆续开始采用特大型LNG接收站接收、储存和供应天然气。液化天然气储罐类设施属于生命线工程,其安全性至关重要,一旦承受非常规荷载如武器袭击或飞行物撞击等,灾难性的后果不堪设想。然而目前特大型LNG储罐的结构设计基本由国外公司承担,有关其在爆炸荷载和冲击荷载作用下性能的分析资料尚不完善。针对这一问题,首先回顾了常规爆炸冲击荷载的研究方法;然后总结了国内外对于与特大型LNG储罐相类似的结构——核反应堆安全壳的抗爆研究成果,以期对特大型LNG储罐的抗爆研究提供一定的参考;最后结合目前国内外对储罐类结构的抗爆设计和研究现状,提出了目前相关研究存在的问题和发展趋势,期望能对我国特大型LNG储罐的安全性研究和国产化设计提供参考。     

基于位移和加速度响应双控与耗能增效的惯容减震结构参数设计方法

以设置典型惯容系统的单自由度结构为研究对象，通过比较无控结构和设置惯容系统的结构在白噪声激励下的响应均方值，提出了关于惯容减震结构的位移和加速度性能控制目标。分析了加速度控制目标、位移控制目标和耗能增效目标之间的关系，发现当位移和加速度控制目标确定时，惯容系统的耗能增效比存在唯一的极大值。据此提出了一种基于位移和加速度双控与耗能增效的惯容系统参数设计方法，该方法可以在达到预期的位移和加速度控制效果的同时，最大程度发挥惯容系统的耗能增效特性。通过算例对该双控减震设计方法进行了检验，验证了所提方法的可行性。研究结果表明：采用该方法设计得到的惯容系统参数，可使结构在白噪声激励下的层间位移响应和楼面绝对加速度响应均得到统计意义上的定量控制；而在实际地震波的激励下，通过该方法设计得到的惯容系统参数也达到了预期的结构设计控制效果。     

附加不同形式调谐质量惯容系统的高耸烟囱轻量化减震控制

附加调谐质量阻尼器是烟囱结构的一种传统减震控制方法,然而其通常需要较大的附加质量及额外的安装空间,这为施工安装带来不便。本文提出附加调谐质量惯容系统（TMIS）控制高耸烟囱的地震响应,以利用惯容元件的表观质量效果实现轻量化减震目标。同时,考虑烟囱高阶模态对其地震响应不容忽视的影响,提出沿烟囱高度布置的分布式TMIS以实现多模态控制效果。建立了基于两种不同惯容子系统的TMIS力学模型及相应的附加分布式TMIS烟囱运动方程。以金井清谱为随机地震激励输入,并基于改进的定点理论提出了分布式TMIS的部分设计参数简化假设,提出了基于需求的分布式TMIS烟囱结构多模态优化设计方法。通过实例验证了所建议设计方法的有效性,并对比检验了分布式TMIS的轻量化及多模态控制效果,通过参数分析检验了所采用的改进定点理论简化的合理性。结果表明：所建议的设计方法可以按照预定目标发挥两种分布式TMIS的减震性能,两种分布式TMIS均显示了明显的轻量化减震效果。     

飞机撞击特大型LNG储罐全过程仿真分析

采用数值模拟方法对飞机撞击特大型LNG储罐的全过程进行仿真分析。分析中采用LS-DYNA有限元程序,考虑罐体、储液与保温层间的相互问题,建立了F-15战斗机的SPH模型,对飞机材料的选择和参数确定进行了详细分析,并以Riera法为依据,对F-15战斗机SPH模型撞击刚体所产生的荷载进行了对比验证,对比结果证明了SPH模型的可靠性和实用性。分析结果表明：撞击角度越大,外罐所承受的撞击能量越大,相应的内罐破坏越小,因此垂直撞击为最不利撞击角度;撞击高度对整体工况计算结果影响不大,储罐在经受215m/s撞击速度撞击下均出现了严重破坏;112m/s撞击速度时内罐尚有安全余量,160m/s撞击速度时内罐撞击中心区域内材料已达到极限应变,因此可认为目前设计方法设计的储罐所能承受的最大撞击速度为160m/s。     

软土场地大型LNG储罐考虑桩土相互作用的地震响应分析

在通用有限元软件ANSYS平台上建立了桩-土-LNG储罐相互作用体系的三维整体有限元模型,分析了在IV类软土场地上考虑桩土相互作用对LNG储罐地震响应的影响。结果表明,LNG储罐的基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和内罐壁等效应力最大值均有不同程度的减小,而最大晃动波高增大。另外还讨论了不同保温层刚度对LNG储罐地震响应的影响,通过对比发现,保温层刚度对储罐的地震响应具有重要的影响,随着保温层刚度在一定范围内的增加,基底剪力峰值、倾覆力矩峰值和最大晃动波高变化较小,但内罐壁等效应力最大值减小明显。     

跨校区高校学生思想政治教育的研究

如何开展适应跨校区运作的学生思想政治教育已经成为当前理论和实践研究的一个重点。本文从当前跨校区高校学生思想政治教育的现状入手，分析了跨校区高校学生思想政治教育工作面临的形势和存在的问题，提出了建立有力的跨校区学生工作队伍、加强跨校区学生党团建设等加强跨校区大学生思想政治教育的基本策略和具体措施。     

金属阻尼器消能减震体系的等阻尼比设计方法

为合理有效地简化金属阻尼器消能减震结构体系的设计,提出了“等阻尼比”的设计原则,在设计性能水准的地震作用下使所有阻尼器自身的等效阻尼比相等,该原则在实际参数设计时可等价于更便于应用的“等延性系数”原则。该原则是一种概念优化设计原则,目的是使所有阻尼器都能充分发挥其阻尼耗能作用,从而以较小的代价来实现预定的减震控制效果。应用该原则可简化等效附加阻尼比的估算,并将金属阻尼器减震体系的刚度参数与阻尼参数进行解耦,使参数的确定过程更简便。基于“等阻尼比”原则,提出了金属阻尼器消能减震体系的实用设计方法,该方法采用以金属阻尼器延性系数和体系刚度特征参数为设计控制参数,以地震作用下层间位移角的性能需求为设计目标,以等效单自由度体系计算位移响应的求解模型。建立了体系等效阻尼比和等效周期的快速估算式,进而给出了两个控制参数的确定方法及阻尼器布置建议。通过对一个钢筋混凝土框架减震结构的设计和性能验算证实了所提方法的可行性与可靠性。     

基于美国规范的电厂结构优化及高性能结构体系研发

<正>获奖情况：2022年中国安装协会科学技术进步奖二等奖一、成果研究背景电力是当代社会发展和人类日常生活中不可或缺的能源,是现代城市重要生命线系统之一。常规的能源电力结构设施的设计需保证强度和刚度满足规范要求。但在国内外一些地震高风险地区,常规的电力厂房结构设计方案不但造成经济成本过高,较大灾害下结构会经历较大损伤甚至倒塌,从而无法保证震后生产功能得到恢复,重大的经济损失和人员伤亡难以避免。     

单自由度混联Ⅱ型惯容减震体系的 随机地震响应与参数设计

为了解混联Ⅱ型惯容减震系统(SPIS-Ⅱ)的减震机理,该文对设置SPIS-Ⅱ的单自由度体系进行了随机地震响应变化规律的研究并提出了参数优化设计的方法。首先在体系运动微分方程的基础上,基于随机振动的理论和方法推导了SPIS-Ⅱ单自由度体系在地震作用下频域响应传递函数及随机响应均方根的表达式。接着以金井清谱为随机地震输入模型,基于随机响应表达式研究了地震动参数和SPIS-Ⅱ关键参数对单自由度体系响应变化规律的影响。然后在参数研究的基础上,提出了SPIS-Ⅱ单自由度体系在地震作用下的实用优化设计方法,该方法以性能需求为设计目标,可同时考虑响应与成本的控制以及输入地震动的频谱特征。最后根据所提出方法编制程序进行了一系列实例设计,并进行了动力时程分析验证,设计及分析的结果均证实了该文提出方法的有效性。     

球形储罐基于性能的隔震设计

以都江堰市的一个钢制球形储罐的抗震设计为背景,讨论了目前国内外球罐提高抗震能力的常用方法。一类是通过调整球罐本身的结构形式和改变支撑体系的尺寸和数量,另一类就是在球罐上增设减(隔)震耗能装置。在对这些方法进行粗略讨论的基础上,采用基础隔震理念,应用于都江堰市一种使用广泛的球罐的减震设计。通过球罐上面一些关键部位动力响应控制指标的选取,考察了隔震前后这些指标的变化,表明通过隔震措施能使球罐结构的抗震性能大大改善。本文的隔震设计分析过程可供类似球罐的隔震设计参考。