내진 설계 규정에 따른 원유 저장 탱크 구조 강도 분석

원유 저장 탱크의 내진 설계는 GB/T 50761-2018 및 API 650 이중 표준을 준수하고 "약한 상부 - 강한 벽체 - 유연한 바닥" 구조 개념을 채택해야 합니다. 탱크 상부는 구면 크라운 아치형 설계(곡률 반경 1:0.8~1.2)를 채택하여 ±15° 탄성 변위를 허용합니다. 탱크 벽체는 가변 단면 실린더(벽 두께 30mm에서 8mm로 점진적으로 감소)를 채택하고, 원주 방향 용접 이음매 겹침 비율은 ≤25%입니다. 기초 설계는 앵커 계수(≥0.785)와 들어올림 계수를 도입하여 지진 작용 하의 축압 좌굴 및 전체 전복에 저항합니다.

강도 분석은 다음 세 가지 측면에 초점을 맞춥니다. 1) 내진 검증은 다단계 방어를 채택하며, 하단 링 탱크 벽체의 축 방향 압축 응력은 σ≤0.9fy(fy는 재료 항복 강도)를 충족해야 합니다. 2) 슬로싱 파고 계산은 탱크 모양과 지진 스펙트럼 특성을 고려하여 액체 표면 충격으로 인한 부유 지붕 고장을 방지합니다. 3) 주요 노드는 유한 요소 시뮬레이션을 사용하여 강풍 링(간격 ≤3m)과 보강 링의 희귀 지진 하의 좌굴 안정성을 검증합니다.

실제 엔지니어링에서 특정 해안 저장 탱크 구역은 내진 설계를 최적화하여 7도 지진을 성공적으로 견뎌냈으며, 탱크 본체의 최대 변위는 0.15D 이내(D는 탱크 직경)로 제어되었습니다. 기존 솔루션보다 강철 사용량을 12% 줄였으며, API 650 및 GB 50341의 내진 성능 요구 사항을 종합적으로 충족하고 사용 수명을 30년으로 연장했습니다.