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

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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。