貯水タンクの地震被害調査と対策 | 中央大学 平野研究室

浮屋根式タンクのスロッシング減衰対策とその減衰挙動に関する研究

浮屋根式タンクのスロッシング減衰対策とその減衰挙動に関する研究

浮き屋根が沈没

 

はじめに
石油タンクの全面火災

 

浮屋根式タンクの被害と課題
スロッシングによる貯蔵駅の漏洩とタンクヤード火災
浮き屋根式タンクに関わる省令等が施工

 

研究目的
浮き屋根式タンクにおける被害例
1次スロッシングモードによる屋根の揺動
外周ポンツーンの応力評価
断面力の低減あるいは断面補強が必要

 

既往の研究
フローティングネット制振工法 仕切プレート式減揺装置

浮屋根式タンクのスロッシング対策

スロッシングモードの減衰
バッファーによるスロッシングの制振

 

本研究の流れ
スロッシング減衰対策手法の確立
スロッシング基礎実験についてはこちらで紹介しています。

 

バッファー最適材料の検討
バッファーに最適なゴム材料の検討を行う
高減衰・低弾性率変化材料の検討
EPDMがバランスに優れる

 

Φ4mタンク実験でのバッファー制振効果検証
Φ4mタンク実験でのバッファー制振効果検証
実験モデル及び計測項目
バッファーモデル
モデル
起振条件
スロッシングによる自由液面及び浮き屋根の挙動
液面凹凸挙動による浮き屋根への影響
2次スロッシングモードとは明らかに異なる挙動
浮き屋根の回転挙動
起振軸 起振軸直角
スロッシング対策のポイント

バッファー有無でのスロッシング現象比較
バッファー各タイプでの減衰定数の比較
バッファー各タイプでのフーリエスペクトル
効果的に浮き屋根に発生する歪みを押さえることができる

 

φ4mタンクでのスロッシング実験のまとめ
φ4mタンクでのスロッシング実験のまとめ

実タンク用バッファーの設計検討

バッファーの実用化に向けた設計の検討
実タンクに適用するバッファーの剛性設計
バッファー単体が上記を満たすことを確認する
実タンク用バッファーー形状及び材質
実タンク用バッファーの剛性確認結果
実タンクに適用するバッファーの減衰設計
バッファーの減衰性確認方法
実タンクに適用するバッファーの減衰性能確認結果
履歴曲線より等価減衰定数を算定

1600KL実タンク実験でのバッファー制振効果の実証

実タンクに造波装置を設置しスロッシングを再現
実験モデル(概念図)
加振方法(造波方法)

バッファの設置方法
計測箇所

浮き屋根の応答変位
浮き屋根の減衰定数

 

実タンク実験での課題と対策
梯子等への接触
造波装置の出力不足
加振方法
計測方法
起振条件

浮き屋根の応答変位
浮き屋根の応答変位
浮き屋根の加速度応答
浮き屋根の減衰定数
浮屋根の挙動(鉛直-水平変位)

 

浮屋根の挙動(鉛直-水平変位)
浮屋根の挙動(鉛直-水平変位)
各浮き屋根タンクの減衰定数とバッファ―による減衰効果
実タンク実験のまとめ
実タンク実験のまとめ

浮屋根式タンクの安全性確保技術への提言

浮屋根式タンクの安全性確保技術への提言
浮屋根式タンクの安全性確保技術への提言

補足

時刻歴応答解析
時刻歴応答解析
円周方向のバネ定数


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