Phân tích tương tác hệ bể chứa chất lỏng theo phổ phản ứng đàn hồi của tiêu chuẩn TCVN 9386: 2012

Bài viết Phân tích tương tác hệ bể chứa chất lỏng theo phổ phản ứng đàn hồi của tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 phổ phản ứng đàn hồi theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 ứng với các đặc trưng phản ứng của hệ bể chứa-chất lỏng sẽ được xây dựng. Trên cơ sở phương pháp phân tích giản đơn theo tiêu chuẩn API 650 của Viện Dầu khí Hoa kỳ, phản ứng dưới dạng lực cắt, mô men tại đỉnh móng, đáy móng và chuyển vị thẳng đứng của mặt chất lỏng ứng với một trường hợp bể chứa cụ thể sẽ được thực hiện.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phân tích tương tác hệ bể chứa chất lỏng theo phổ phản ứng đàn hồi của tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 Transport and Communications Science Journal, Vol 73, Issue 2 (2/2022), 127-139 Transport and Communications Science Journal SEISMIC ANALYSIS OF LIQUID-STORAGE TANK WITH ELASTIC RESPONSE SPECTRUM OF TCVN 9386:2012 SPECIFICATION Huynh Van Quan* University of Transport and Communications, No 3 Cau Giay Street, Hanoi, Vietnam ARTICLE INFO TYPE: Research Article Received: 08/09/2021 Revised: 27/10/2021 Accepted: 01/11/2021 Published online: 15/02/2022 https://doi.org/10.47869/tcsj.73.2.3 * Corresponding author Email: quanhv_ph@utc.edu.vn; Tel: +84 986503205 Abstract. Liquid storage tanks with gas, gasoline, oil, acids, liquid oxygen, and so on are important constructions which are often built in key locations such as the coastal areas, the river estuaries or industrial zones. These constructions are designed to ensure bearing capacity under any load combinations. In this paper, elastic response spectrum of TCVN 9386:2012 specification according with the properties of liquid-storage tank system will be set-up. On the basis of simple procedure for seismic analysis of liquid-storage tanks of API 650 specification of American Petroleum Institute, the factors of the base shear, the overturning moments, and the sloshing wave height are calculated. The results are simulated with many soil classes and six peak ground accelerations in Vietnam. The findings of this research is also a good technical reference for engineers because the seismic analysis of liquid-storage tank has not been mentioned at current version of the domestic design specification. Keywords: storage tank, liquid, liquid-storage tank, earthquake, seismic interaction.  2022 University of Transport and Communications 127 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải, Tập 73, Số 2 (02/2022), 127-139 Tạp chí Khoa học Giao thông vận tải PHÂN TÍCH TƯƠNG TÁC HỆ BỂ CHỨA-CHẤT LỎNG THEO PHỔ PHẢN ỨNG ĐÀN HỒI CỦA TIÊU CHUẨN TCVN 9386:2012 Huỳnh Văn Quân* Trường Đại học Giao thông vận tải, Số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam THÔNG TIN BÀI BÁO CHUYÊN MỤC: Công trình khoa học Ngày nhận bài: 08/09/2021 Ngày nhận bài sửa: 27/10/2021 Ngày chấp nhận đăng: 01/11/2021 Ngày xuất bản Online: 15/02/2022 https://doi.org/10.47869/tcsj.73.2.3 * Tác giả liên hệ Email: quanhv_ph@utc.edu.vn; Tel: +84 986503205 Tóm tắt. Các bể chứa chất lỏng (gas, xăng, dầu, axít, oxy hóa lỏng, …) là những công trình quan trọng thường đặt ở những vị trí trọng yếu ven biển, cửa sông hay trong khu công nghiệp. Việc thiết kế các công trình này đảm bảo khả năng chịu lực dưới mọi điều kiện tải trọng là hết sức cần thiết. Trong bài báo này, phổ phản ứng đàn hồi theo tiêu chuẩn TCVN 9386:2012 ứng với các đặc trưng phản ứng của hệ bể chứa-chất lỏng sẽ được xây dựng. Trên cơ sở phương pháp phân tích giản đơn theo tiêu chuẩn API 650 của Viện Dầu khí Hoa kỳ, phản ứng dưới dạng lực cắt, mô men tại đỉnh móng, đáy móng và chuyển vị thẳng đứng của mặt chất lỏng ứng với một trường hợp bể chứa cụ thể sẽ được thực hiện. Các kết quả được phân tích với các loại nền đất và sáu gia tốc nền cực đại tại Việt Nam. Kết quả của bài báo là tài liệu tham khảo hữu ích cho các kỹ sư vì tiêu chuẩn thiết kế bể chứa chất lỏng hiện hành trong nước chưa đề cập đến các nội dung này. Từ khóa: bể chứa, chất lỏng, hệ bể chứa-chất lỏng, động đất, tương tác động đất.  2022 Trường Đại học Giao thông vận tải 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Dưới tác dụng của tải trọng động đất, công trình sẽ phản ứng theo hướng bất lợi so với các tải trọng thường xuyên. Công trình có thể bị phá hoại hoặc hư hỏng khi tải trọng động đất có cường độ lớn. Với các bể chứa chất lỏng như xăng dầu hoặc hóa chất, do đặc thù vận chuyển nên thường được đặt trong các cảng biển ven bờ hoặc trong các khu chế xuất với xung 128 Transport and Communications Science Journal, Vol 73, Issue 2 (2/2022), 127-139 quanh là các công trình quan trọng như hình 1. Do đó, bất kỳ sự cố nào cũng gây ra tác hại lớn đến môi trường và thiệt hại về kinh tế. Nghiên cứu ứng xử động của bể chứa chất lỏng đã được một số tác giả trên thế giới thực hiện. Trên cơ sở nội dung nghiên cứu của các tác giả Housner, Veletsos, Haroun,… về việc phân chia, mô hình hóa hệ gồm tường bể chứa và chất lỏng thành các thành phần [1]; các nội dung nghiên cứu đã được một số nước đưa vào quy trình giản đơn phân tích ứng xử hệ bể chứa-chất lỏng dưới tác dụng của tải trọng động đất như Mỹ hay New Zealand. Larkin (2008) [2] thực hiện phân tích phản ứng động đất của bể chứa chất lỏng có xét đến tương tác với đất nền. Trong phân tích này, Larkin (2008) thực hiện trên mô hình giản đơn gồm khối lượng-lò xo-vật cản nhớt với hai bậc tự do là chuyển vị theo phương ngang và chuyển vị góc xoay. Larkin (2010) [3] đã cải tiến mô hình trong Larkin (2008) với sự xuất hiện của bậc tự do chuyển vị theo phương đứng do xét đến sự làm việc của hệ đất nền nhiều lớp, khi đó hệ được phân tích với ba bậc tự do. Shrimali (2002) [4] đã phân tích ứng xử của bể chứa chất lỏng dưới tác dụng của tải trọng động đất theo một và nhiều phương với móng được cô lập bằng các phương pháp phân tích như miền tần số, tích phân trực tiếp. Seleemah (2011a, 2011b) [5, 6] thực hiện phân tích ứng xử của bể chứa chất lỏng dạng tháp nước thẳng đứng dưới tác dụng của tải trọng động đất với móng được cô lập. Sahaa (2015) [7] nghiên cứu ứng xử động đất của bể chứa chất lỏng với các mô hình móng cô lập, trong nghiên cứu này, nhóm tác giả thực hiện so sánh mô hình cô lập tuyến tính và song tuyến tính tương đương để khảo sát ảnh hưởng của m ...