Приложение С (обязательное). Сейсмический анализ

Приложение С
(обязательное)

Сейсмический анализ

С.1 Общие положения

При проектировании должна применяться одна из следующих методик:

- статический расчет;

- динамический расчет.

Примечание 1 - До пикового ускорения грунта 0,05g могут использоваться оба метода. Для больших значений пикового ускорения грунта рекомендуется использовать метод динамического расчета.

Для условий проектного землетрясения проект резервуара должен обеспечивать сохранение пригодности к эксплуатации во время и после сейсмических событий.

Для условий проектного землетрясения:

- для одинарных, двойных и двухоболочечных резервуаров закрытого типа жидкость должна удерживаться первичным контейнером для жидкости. Расчетная высота волны расплескивания не должна превышать свободного пространства над максимальным нормальным рабочим уровнем;

- для мембранных резервуаров жидкость должна удерживаться мембраной или железобетонным внешним резервуаром, включая систему защиты дна (уголков).

Примечание 2 - В случаях когда применяется теория предельных состояний, это можно сделать в сочетании с корректируемыми коэффициентами надежности при расчете строительных конструкций. Если применяется методика допускаемых напряжений, разрешается увеличение этих напряжений.

С.2 Анализ конструкции резервуара

Для статического расчета резервуара необходимо использовать ЕН 1998-1:2004, пункт 4.3.3.2 (метод анализа поперечных сил).

При динамическом методе расчета следует использовать ENV 1998-4.

Для местностей с высокой сейсмической активностью может потребоваться применение более глубоких подходов типа модального анализа спектров реакции и нелинейных методов, включая хронологический временной анализ, согласно определению в ЕН 1998-1:2004, пункты 4.3.3.3 и 4.3.3.4.

С.3 Моделирование конструкции резервуара и жидкости

В случае воздействия давления жидкости непосредственно на конструкцию резервуара динамический анализ конструкции резервуара должен выполняться на основе расчетных моделей, позволяющих определять собственные частоты колебаний и режим вибрации резервуара, а также собственные частоты колебаний и режимы вибрации жидкости (конвективные и импульсивные горизонтальные режимы и импульсивные вертикальные режимы).

Для всех основных режимов вибрации должны быть рассчитаны горизонтальные и вертикальные силы и опрокидывающие моменты резервуара.

Примечание 1 - В качестве руководства по моделированию и анализу следует использовать ЕН 1998-1 и ENV 1998-4.

Примечание 2 - Динамическую реакцию можно рассчитать на основе суммирования реакции систем с одной степенью свободы, которые учитывают отдельный режим вибрации резервуара и (или) жидкости, либо можно рассчитать, используя модели конечных элементов для резервуара и жидкости, включающие взаимодействие жидкости и конструкции.

Ссылку на модели с одной степенью свободы и их характеристики, включая затухание, следует делать на основе положений ENV 1998-4. Реакцию можно рассчитать, используя методики непосредственного интегрирования по времени или методики совмещения режимов.

С.4 Реакция конструкции резервуара

С.4.1 Общие положения

Реакция резервуара должна рассчитываться на горизонтальные и вертикальные силы, вызываемые сейсмическими воздействиями, отдельно для проектных землетрясений и максимальных расчетных землетрясений.

Должны быть рассчитаны следующие параметры реакции:

- высоты волн жидкости при первом конвективном режиме вибрации;

- касательное напряжение по окружности, напряжение сдвига и продольное напряжение в частях оболочки резервуара, которые непосредственно или косвенно нагружаются собственным весом жидкости и гидродинамическим давлением жидкости в результате конвективных, импульсных колебаний и пульсационных колебаний;

- напряжение сдвига и нормальное напряжение в частях основания резервуара, которые непосредственно или косвенно нагружаются собственным весом жидкости и гидродинамическим давлением жидкости в результате конвективных или импульсных колебаний (горизонтальных) и пульсационных колебаний (вертикальных).

С.4.2 Сейсмическая изоляция

С.4.1 Сейсмические изоляторы должны быть доступны для проверки, также должна учитываться необходимость в их замене.

С.4.2 Сейсмические изоляторы должны оставаться действующими и неповрежденными во время и после сейсмического проектного землетрясения.

С.4.3 Для сейсмических максимальных расчетных землетрясений допускается повреждение сейсмических изоляторов при условии отсутствия существенного ограничения их эффективности.

Примечание 1 - Сейсмическая изоляция может применяться для воздействия на динамические характеристики режимов горизонтальных и (или) вертикальных вибраций конструкции резервуара.

Примечание 2 - Внимания требует возможное взаимодействие между режимами колебания поверхности жидкости (например, второго и третьего порядка) и импульсной и конвективной реакцией конструкции.

С.5 Критерии и пределы применимости (немембранные резервуары)

С.5.1 Для проектного землетрясения применяются следующие критерии и пределы:

- резервуар должен иметь достаточно свободного пространства над уровнем жидкости для предупреждения разлива и любого контакта с подвесной крышей при возникновении волн на поверхности жидкости. Для расчета высоты колебания волн жидкости в резервуарах см. ENV 1998-4;

- не допускается горизонтальное скольжение резервуара. Должен применяться коэффициент безопасности 1,5.

С.5.2 Для максимального расчетного землетрясения применяются следующие критерии и пределы:

- для незакрепленного резервуара максимальная ширина (измеряемая в радиальном направлении) резервуара, учитываемая в подъеме при определении силы сопротивления, составляет 7 % от радиуса резервуара;

- не допускается горизонтальное скольжение резервуара. Коэффициент трения должен основываться на данных специальной литературы или результатах испытаний. Должен применяться коэффициент безопасности 1,0.

С.6 Вертикальные анкера (немембранные резервуары)

С.6.1 Необходимость в вертикальной анкеровке конструкции резервуара должна оцениваться на основе устойчивости резервуара к опрокидыванию, вызванному внутренним давлением подъемных сил и пределов подъема кольцевой плиты.

С.6.2 Вертикальные анкера и их крепление к оболочке должны рассчитываться на противодействие всем вертикальным нагрузкам на оболочку вследствие внутреннего давления и сейсмических или ветровых воздействий. Также они должны передавать эти нагрузки на фундамент.

С.6.3 Анкера и их крепления должны рассчитываться на компенсацию дифференциальных тепловых радиальных сдвигов. Для нормального упругого расчета заглубления и крепления должны рассчитываться с учетом силы, вызывающей пластическую деформацию анкера.