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钢筋混凝土矩形贮液结构广泛应用于石油化学工业、给水排水、污水处理、水利工程、核电站工程等,主要功能是贮存液体,如水、石油、各类化学液体原料等。由于其结构本身的特殊性以及贮存的液体本身具有非常高的危险性,贮液结构在使用中的安全显得尤为重要。在地震作用时钢筋混凝土贮液池中的贮液产生晃动,产生的动水压力和冲击压力对水池动力特性和地震响应有很大的影响。在设计时如果直接计算水池动力特性和结构反应,就会对水池的抗震性能作出错误的估计,从而在结构设计上存在隐患,致使在地震发生时可能造成严重后果和损失。近些年,隔震技术的推广使用,为贮液结构的地震防护提供保障。隔震体系通过在贮液结构基础和地基之间安装夹层橡胶隔震垫,延长结构周期、给予适当阻尼使结构的加速度反应大大减弱。从材料的角度来看,在隔震贮液结构液-固耦合体系的分析中,材料参数的选择又显得尤为重要。本文从材料特性的角度出发,主要研究弹性和非线性弹性理论下的隔震钢筋混凝土矩形贮液结构地震响应。 本文研究的对象为地上单格X×Y×Z=6m×6m×6m的钢筋混凝土矩形贮液结构。采用有限元分析软件 ADINA作为工具,建立一个隔震钢筋混凝土矩形贮液结构液-固耦合有限元的模型。建模过程中,使用ADINA特有的 FSI分析模块,采用势流体理论,假定液体为不可压缩体,并考虑液体表面的重力波,综合考虑材料特性、地震波的选取、液面高度、网格划分密度、流-固耦合接触面以及计算的收敛性,根据贮液大幅度晃动和微幅晃动的界限定义,得出微幅晃动的界限波高,重点针对大幅晃动下钢筋混凝土矩形贮液结构的液固耦合地震响应进行研究。在材料定义时,分别设置不同的钢筋混凝土材料特性,即将钢筋混凝土考虑为各向异性弹性材料和非线性弹性材料,为结构施加7、8、9度El-Centro地震波,通过数值分析,提出液面晃动时贮液的晃动幅值波高、池壁最大位移云图、以及池壁的有效应力云图,并找出最大波高节点的晃动位移、最大池壁位移点、最大有效应力的时程变化规律。 最后通过对这些数据进行细致的分析说明,为不同烈度地震作用时,两种材料特性的钢筋混凝土贮液结构波高、位移、应力进行对比,从而为提高贮液结构的设计可靠度提供理论保证。