Análisis de la resistencia estructural de tanques de almacenamiento de petróleo crudo bajo normas de diseño sísmico

El diseño sísmico de tanques de almacenamiento de petróleo crudo debe cumplir con los estándares duales GB/T 50761-2018 y API 650, adoptando el concepto estructural de "techo débil - pared fuerte - base flexible". El techo del tanque adopta un diseño de cúpula esférica (radio de curvatura 1:0.8~1.2), permitiendo un desplazamiento elástico de ±15°; la pared del tanque adopta un cuerpo cilíndrico de sección variable (espesor de pared que disminuye gradualmente de 30 mm a 8 mm), con una tasa de superposición de soldadura circunferencial de ≤25%. El diseño de la base introduce un coeficiente de anclaje (≥0.785) y un coeficiente de despegue, para resistir la inestabilidad a la compresión axial y el vuelco general bajo la acción sísmica.

El análisis de resistencia se centra en tres aspectos: 1) La verificación sísmica adopta una protección multinivel, y la tensión de compresión axial de la pared del tanque del anillo inferior debe cumplir con σ≤0.9fy (fy es la resistencia a la fluencia del material); 2) El cálculo de la altura de la onda de chapoteo considera la forma del tanque y las características del espectro sísmico, evitando que el impacto de la superficie del líquido provoque el fallo del techo flotante; 3) Los nodos clave adoptan simulación de elementos finitos, verificando la estabilidad al pandeo del anillo de resistencia al viento (espaciamiento ≤3m) y el anillo de refuerzo bajo terremotos raros.

En proyectos reales, un área de almacenamiento costera resistió con éxito un terremoto de magnitud 7 mediante la optimización del diseño sísmico, controlando el desplazamiento máximo del tanque dentro de 0.15D (D es el diámetro del tanque). En comparación con los esquemas tradicionales, se redujo el consumo de acero en un 12%, cumpliendo integralmente con los requisitos de rendimiento sísmico de API 650 y GB 50341, y extendiendo la vida útil a 30 años.