Phân tích độ bền kết cấu bồn chứa dầu thô theo tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn

Thiết kế kháng chấn cho bồn chứa dầu thô cần tuân thủ cả hai tiêu chuẩn GB/T 50761-2018 và API 650, áp dụng khái niệm kết cấu "đỉnh yếu - thành mạnh - đáy mềm". Đỉnh bồn sử dụng thiết kế vòm hình chỏm cầu (bán kính cong 1:0.8~1.2), cho phép dịch chuyển đàn hồi ±15°; thành bồn sử dụng thân trụ tiết diện thay đổi (độ dày thành giảm dần từ 30mm đến 8mm), tỷ lệ chồng mép của mối hàn vòng ≤25%. Thiết kế móng đưa vào hệ số neo (≥0.785) và hệ số nhổ, chống lại mất ổn định do nén dọc trục và lật tổng thể dưới tác động của động đất.

Phân tích độ bền tập trung vào ba khía cạnh: 1) Tính toán kháng chấn sử dụng nhiều cấp phòng thủ, ứng suất nén dọc trục của thành bồn vòng đáy cần đáp ứng σ≤0.9fy (fy là cường độ chảy của vật liệu); 2) Tính toán chiều cao sóng lắc lư xem xét hình dạng bồn và đặc tính phổ địa chấn, tránh va đập bề mặt chất lỏng dẫn đến hỏng mái phao; 3) Các nút quan trọng sử dụng mô phỏng phần tử hữu hạn, xác minh tính ổn định chống oằn của vòng chống gió (khoảng cách ≤3m) và vòng gia cường trong trận động đất hiếm gặp.

Trong dự án thực tế, một khu bồn chứa ven biển đã chống chịu thành công trận động đất cấp 7 thông qua tối ưu hóa thiết kế kháng chấn, độ dịch chuyển tối đa của thân bồn được kiểm soát trong phạm vi 0.15D (D là đường kính bồn). So với phương án truyền thống, lượng thép sử dụng giảm 12%, đáp ứng toàn diện các yêu cầu về hiệu suất kháng chấn của API 650 và GB 50341, tuổi thọ sử dụng kéo dài đến 30 năm.