大型储液结构地震响应及流体晃动空间效应分析

摘要

随着海绵城市建设、城市防洪防涝以及低碳发展需求的不断增加，调蓄池和清水池和污水处理池等大型储液结构不断涌现，但大多数尚未经历过地震考验。建立了考虑高度非线性流-固耦合效应的100 m×100 m×6 m、50 m×50 m×6 m、30 m×30 m×6 m这3种不同跨度的钢筋混凝土储液结构地震响应三维数值分析模型，重点分析了地震作用下大型储液结构流体空间晃动效应及结构失效模式。研究结果表明，强震作用下，大型储液结构内流体压力空间分布差异显著，结构顶底板角隅处承受流体压力最大，流体剧烈晃动效应会使结构各部位地震响应相差较大，结构侧壁、顶板以及支撑柱与顶板相交位置会出现明显的高应力-应变集中区域，结构侧壁与顶板混凝土可能会因应变过大而破坏，结构支撑柱底部易受剪破坏，且随着结构空间增大，结构内部流体压力、流速、应变和剪应力都会显著增加；卓越频率较低的地震动会使结构产生更大的动力响应，且结构跨度越大，流体空间晃动效应越显著。

关键词

流固耦合 / 大型储液结构 / 水平双向地震 / 动力响应 / 空间效应