Sophistication of Theory of Seismic Sloshing in Large-Capacity Liquid Storage Tanks Taking Account of Nonlinearities Due to Liquid and Floating Roof

考虑液体和浮顶非线性的大容量液体储罐地震晃动理论的复杂性

• 批准号: 19K04702
• 负责人: 松井 徹哉
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Nagoya Industrial Science Research Institute
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K04702/
• 关键词: シングルデッキ型浮屋根; 非線形スロッシング; ポンツーン座屈; 構造－流体連成解析; 長周期地震動; 構造-流体連成解析

本研究は，浮屋根と液体の非線形性を考慮した大型液体貯槽の地震時スロッシング理論の体系化・実用化に関する申請者のこれまでの研究を継続発展させるものであり，そのために，(1)すでに提案した解析解と有限要素法の結合解法に基づくスロッシング応答解析プログラムを弾性座屈や塑性化の進行に伴うポンツーン断面の耐力・剛性低下を考慮できるように改良すること，(2)改良したスロッシング応答解析プログラムを用いて，消防法の基準を上回る過大浮屋根応力の発生のメカニズムを明らかにし代替の浮屋根応力評価法を提案すること，(3)提案した浮屋根応力評価法に基づき，南海トラフ沿いの最大クラスの地震を想定した長周期地震動に対して，関東・中部・近畿三大都市圏周辺の石油コンビナートに所在する既存貯槽の耐震安全性を検討することの3点を具体的な達成目標としている。2020年度には，前年度に引き続き，上記(1)のスロッシング応答解析プログラムを弾性座屈や塑性化の進行に伴うポンツーン断面の耐力・剛性低下を考慮できるように改良することを目標に，汎用有限要素解析ソフトウエアNastranを用いたプログラムの開発に取り組んだ。併せて，上記(2)，(3)の準備として，南海トラフ地震が想定される関東・中部・近畿三大都市圏周辺の石油コンビナートに所在する6基の既存浮屋根式貯槽を対象に，改良前のプログラムによるスロッシング応答解析を行い，消防法の基準や線形解析による予測を上回る過大浮屋根応力の発生を確認した。

This study considers the nonlinear behavior of floating roots and liquids, and systematizes and implements the seismic theory of large liquid tanks.(1) The proposed analytical solution and finite element method are combined to solve the basic problem of plastic deformation and plasticity.(2) The improved analytical solution of plastic deformation is used to consider the resistance and rigidity reduction of cross section.(3) The proposed method for evaluating the root force of floating houses is based on the analysis of the maximum root force of floating houses in the South China Sea. Three points to discuss the seismic safety of existing oil storage tanks around the Kanto, Central and Kinki metropolitan areas In 2020, the previous year's introduction of the first year, the above (1) of the analysis of the change in the structure of the structure In addition, in preparation for (2) and (3) above, the South China Sea earthquake scenario was determined, and the occurrence of excessive floating house root force was confirmed in the case of six existing floating house root tanks located around the three metropolitan areas of Kanto, Central and Kinki.

项目成果

南海トラフ地震で想定される長周期地震動に対する石油貯槽浮屋根の耐震強度の評価

南海海槽地震长周期地震作用下储油罐浮顶抗震强度评估

• 发表时间: 2020
• 作者: 齋藤俊克，出村克宣，中田善久;松沢 晃一，佐藤 幸惠，小山 明男，三島 直生，鈴木 澄江，齊藤 辰弥;松井徹哉
• 通讯作者: 松井徹哉

円筒石油貯槽の地震時液面揺動と浮屋根の動的非線形挙動

圆柱形储油罐地震时液位波动及浮顶动态非线性行为

• 发表时间: 2019
• 作者: 高田秀樹;渡壁守正;脇山善夫;渡壁尚仁;稲井慎介;清水斉;松井徹哉
• 通讯作者: 松井徹哉

大型石油貯槽浮屋根のデッキ取付け方法がポンツーン応力に与える影響

大型储油罐浮顶甲板安装方式对浮桥应力的影响

• 发表时间: 2019
• 作者: LEEM Yoobin;KITAGAKI Ryoma;松井徹哉
• 通讯作者: 松井徹哉

VALIDATION OF STRESS EVALUATION FORMULAS FOR A FLOATING ROOF OF OUTDOOR OIL STORAGE TANK NOTIFIED IN THE FIRE DEFENSE LAW

消防法公布的室外储油罐浮顶应力评估公式的验证

• DOI: 10.3130/aijs.85.1575
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Structural and Construction Engineering (Transactions of AIJ)
• 作者: 山下航平;渡壁守正;清水斉;脇山善夫;稲井慎介;渡壁尚仁;松本夏輝，仲村成貴;武田昌也，齋藤俊克，出村克宣;松井徹哉
• 通讯作者: 松井徹哉