Analiza modalna stalowego zbiornika walcowego z dachem stałym przy różnym poziomie wypełnienia

In technical branches, such as chemical or petroleum industries, cylindrical steel tanks are essential structures used for storage of liquid products. Therefore, their safety and reliability is essential, because any failure might have dangerous consequences, in extreme cases may even lead to an environmental disaster. The aim of the presented paper is to show the results of the modal analysis concerning the cylindrical steel tank with self-supported roof which has been constructed in northern Poland. The investigation was carried out with the use of the FEM commercial computer program Abaqus. The values of natural frequencies, as well as the natural modes, for different levels of liquid filling (empty tank, partly filled and tank fully filled) were determined in the study. The results of the study clearly indicate that the increase in the liquid level leads to the substantial decrease in the natural frequencies of the structure.W branżach technicznych, takich jak przemysł chemiczny czy naftowy, stalowe zbiorniki walcowe są często wykorzystywane do magazynowania produktów płynnych. Z tego względu ich bezpieczeństwo i niezawodność to kluczowe aspekty, ponieważ ewentualne uszkodzenie konstrukcji może prowadzić do poważnych konsekwencji, a w skrajnych przypadkach nawet do katastrofy ekologicznej. Celem niniejszego referatu jest przedstawienie wyników badań numerycznych obejmujących szereg analiz modalnych dla modelu rzeczywistego zbiornika zlokalizowanego na terenie Polski. Badania przeprowadzone zostały w środowisku Abaqus. Celem wykonanych analiz było wyznaczenie wartości dominujących częstotliwości drgań własnych oraz odpowiadających im postaci drgań przy różnym poziomie wypełnienia substancją magazynowaną (zbiornik pusty, częściowo wypełniony oraz zbiornik całkowicie wypełniony). Wyniki badań wskazują, iż zwiększanie poziomu wypełnienia powoduje gwałtowny spadek częstotliwości drgań własnych, co może mieć istotne znaczenie dla odporności dynamicznej zbiorników poddanych wstrząsom górniczym lub wymuszeniom sejsmicznym

Experimental Study on Steel Tank Model Using Shaking Table/ Badania Eksperymentalne Modelu Zbiornika Stalowego Na Stole Sejsmicznym

Stalowe zbiorniki walcowe są bardzo popularnymi konstrukcjami używanymi do magazynowania produktów przemysłu chemicznego i naftowego. Ich bezpieczeństwo i niezawodność są kluczowe, ponieważ każde uszkodzenie może nieść za sobą bardzo poważne konsekwencje. Trzęsienia ziemi są najbardziej niebezpiecznymi, a zarazem najbardziej nieprzewidywalnymi obciążeniami dynamicznymi, które mogą oddziaływać na tego typu konstrukcje. Z drugiej strony ruchy podłoża związane ze wstrząsami górniczymi są uważane za mniej groźne z powodu osiągania niższych poziomów wartości przyspieszeń. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie wyników badań eksperymentalnych, które przeprowadzono na wykonanym w skali modelu rzeczywistego zbiornika zlokalizowanego na terenie Polski. Badania wykonano przy użyciu stołu sejsmicznego. Zakres badań obejmował testy harmoniczne właściwości dynamicznych oraz zachowanie się stalowego zbiornika walcowego podczas trzęsień ziemi oraz wstrząsów górniczych dla różnych poziomów wypełnienia cieczą. Wyniki badań pokazują, że produkt magazynowany może mieć znaczący wpływ na wartości parametrów dynamicznych oraz potwierdzają, iż poziom wypełnienia cieczą jest istotny w analizie konstrukcji. Porównanie odpowiedzi podczas trzęsień ziemi oraz wstrząsów górniczych wskazuje, iż to drugie wymuszenie może być w niektórych przypadkach bardziej niekorzystne

Earthquake-Induced Pounding of Medium-to-High-Rise Base-Isolated Buildings

During earthquakes, out-of-phase vibrations in adjacent buildings with limited distance may cause pounding between them. In recent years, the use of seismic isolation has expanded considerably as an effective approach to reduce seismic damage. However, the isolated building experiences large displacements during earthquakes, and there is a possibility of collisions with adjacent structures. The research on earthquake-induced pounding of base-isolated buildings has been mainly focused on interactions between low structures. In this paper, the influence of structural pounding on the response of medium-to-high-rise base-isolated buildings is investigated under different ground motions. The analysis has been focused on collisions between two insufficiently separated five-story and eight-story base-isolated and fixed base buildings aligned in three different configurations. The results of the study indicate that structural pounding may significantly increase the response of medium-to-high-rise base-isolated buildings during earthquakes. Moreover, substantial dependence of the structural behavior on the gap size between structures has been observed. The general trend shows the reduction in the pounding-involved response with the increase in the gap size value. The results indicate that the increase in the response of the base-isolated building is larger when the height of the structure is bigger. They also show that larger amplifications of peak accelerations of the upper stories can be expected due to collisions. On the other hand, the amplifications of the story shears have not shown any specific trend for different stories of the analyzed base-isolated building