CN113051690B - 一种地震评估方法、装置及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及防震减灾技术领域，具体涉及一种地震评估方法、装置及电子设备。通过根据地面设备设计反应谱获取卧式储罐在一定地震强度下所承受的水平地震作用和竖向地震作用；根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数计算所述卧式储罐的等效鞍式支座反力；根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述等效鞍式支座反力、所述卧式储罐的总质量及设计参数获取所述卧式储罐的极限状态方程；根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估，所获取的地震评估结果更加的准确可靠。

Description

一种地震评估方法、装置及电子设备
技术领域
本申请涉及灾害风险评估技术领域，具体涉及一种地震评估方法、装置及电子设备。
背景技术
目前，《石油化工钢制设备抗震鉴定标准》是对设备进行抗震评估的重要依据，该标准采用许用应力法对卧式储罐进行抗震鉴定。但是，许用应力法是一种确定的方法，采用许用应力法对卧式储罐进行抗震评估时准确性较低。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种地震评估方法、装置及电子设备，以改善上述技术问题。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种地震评估方法，所述方法包括：
根据地面设备设计反应谱获取卧式储罐在一定地震强度下所承受的水平地震作用和竖向地震作用；所述水平地震作用表示所述卧式储罐承受的水平方向的等效地震作用力，所述竖向地震作用表示所述卧式储罐承受的垂直方向的等效地震作用力；
根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数计算所述卧式储罐的等效鞍式支座反力；其中，所述卧式储罐的总质量包括所述卧式储罐的罐体质量以及所述卧式储罐的储液量，所述等效鞍式支座反力表示所述卧式储罐的鞍式支座受压一侧的压力的反作用力；
根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述等效鞍式支座反力、所述卧式储罐的总质量及设计参数获取所述卧式储罐的极限状态方程；所述极限状态方程包括：鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程、所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程；
根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估。
在上述方法中，通过求取一定地震强度下的卧式储罐所承受的水平地震作用、竖向地震作用、等效鞍式支座反力，并通过根据上述水平地震作用、竖向地震作用、等效鞍式支座反力以及卧式储罐的总质量及设计参数所确定的卧式储罐的极限状态方程获取对卧式储罐的更加准确可靠的地震评估结果。
可选的，所述根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估，包括：根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率；根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率；根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率。
在上述方法中，根据所述卧式储罐的极限状态方程以及蒙特卡洛法求取所述卧式储罐的失效概率，用所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率来表示对所述卧式储罐的地震评估结果，使得地震评估的结果更加的准确。
可选的，所述地震评估方法还包括：根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的整体失效概率。
在上述方法中，通过卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的整体失效概率，通过卧式储罐的整体失效概率可以更加直观的判断卧式储罐在地震中是否失效。
可选的，所述地震评估方法还包括：根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效模式的抗震可靠评估结果，包括第一抗震可靠概率和第一抗震可靠指标；根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效模式的抗震可靠评估结果，包括第二抗震可靠概率和第二抗震可靠指标；根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效模式的抗震可靠评估结果，包括第三抗震可靠概率和第三抗震可靠指标；根据所述整体失效概率获取所述卧式储罐的整体抗震可靠评估结果，包括整体抗震可靠概率和整体抗震可靠指标。
在上述方法中，根据卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率求得卧式储罐的各项可靠概率以及可靠指标，通过卧式储罐的各项可靠指标度量地震下的卧式储罐的结构可靠性。
可选的，所述根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率，包括：获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程中所包含的第一基本随机变量的概率分布和统计特征值；根据所述第一基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第一基本随机变量进行随机抽样，获取多个第一样本值；将所述第一样本值代入所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程，记录所述鞍式支座竖向受压失效的频率，所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率为记录的所述鞍式支座竖向受压失效的频率；其中，当所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程的值小于0时，鞍式支座竖向受压失效。
在上述方法中，根据大数定律中的Bernoulli定理，随机事件在n次独立试验中的频率收敛于该事件的概率，通过所述鞍式支座竖向受压失效的频率求取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率。
可选的，所述根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率，包括：获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程中所包含的第二基本随机变量的概率分布和统计特征值；根据所述第二基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第二基本随机变量进行随机抽样，获取多个第二样本值；将所述第二样本值代入所述地脚螺栓受拉失效的极限状态方程，记录所述地脚螺栓受拉失效的频率，所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率为记录的所述地脚螺栓受拉失效的频率；其中，当所述地脚螺栓受拉失效的极限状态方程的值小于0时，地脚螺栓受拉失效。
在上述方法中，根据大数定律中的Bernoulli定理，随机事件在n次独立试验中的频率收敛于该事件的概率，通过所述地脚螺栓受拉失效的频率记做所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率。
可选的，所述根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率，包括：获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程中所包含的第三基本随机变量的概率分布和统计特征值；根据所述第三基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第三基本随机变量进行随机抽样，获取多个第三样本值；将所述第三样本值代入所述地脚螺栓受剪失效的极限状态方程，记录所述地脚螺栓受剪失效的频率，所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率为记录的所述地脚螺栓受剪失效的频率；其中，当所述地脚螺栓受剪失效的极限状态方程的值小于0时，地脚螺栓受剪失效。
在上述方法中，根据大数定律中的Bernoulli定理，随机事件在n次独立试验中的频率收敛于该事件的概率，通过所述地脚螺栓受剪失效的频率记做所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率。
可选的，获取关联系数与地震强度之间的关系式
Figure BDA0003044741800000051
其中，μi表示关联系数，所述关联系数
Figure BDA0003044741800000052
其中，P(E1)表示所述鞍式支座竖向受压失效概率，P(E2)表示所述地脚螺栓受拉失效概率，P(E3)表示所述地脚螺栓受剪失效概率，P1表示所述鞍式支座竖向受压失效概率，P2表示所述鞍式支座竖向受压失效时的地脚螺栓受拉失效概率，P3表示所述鞍式支座竖向受压失效且所述地脚螺栓受拉失效时的地脚螺栓受剪失效概率，I0表示地震强度；根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率以及
Figure BDA0003044741800000053
获取所述卧式储罐的整体失效概率；其中，Pf(E)表示所述卧式储罐的整体失效概率。
在上述方法中，通过关联系数μi表示所述鞍式支座竖向受压失效、所述地脚螺栓受拉失效、所述地脚螺栓受剪失效之间的关联程度，将估算条件概率Pi的问题转化为估算关联系数μi的问题，且由于地震作用下串联体系各失效模式高度相关，同一地震强度对各失效模式的影响相同，因此，可以不考虑体系中各失效模式的排序问题，除μ1＝0之外，各个失效模式之间的关联系数相同，即可根据所述鞍式支座竖向受压失效概率、所述地脚螺栓受拉失效概率、所述地脚螺栓受剪失效概率求取卧式储罐的整体失效概率，并通过卧式储罐的整体失效概率更加直观的判断卧式储罐在地震中是否失效。
第二方面，本申请实施例提供一种地震评估装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于根据地面设备设计反应谱获取卧式储罐在一定地震强度下所承受的水平地震作用和竖向地震作用；所述水平地震作用表示所述卧式储罐承受的水平方向的等效地震作用力，所述竖向地震作用表示所述卧式储罐承受的垂直方向的等效地震作用力；
计算模块，用于根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数计算所述卧式储罐的等效鞍式支座反力；其中，所述卧式储罐的总质量包括所述卧式储罐的罐体质量以及所述卧式储罐的储液量，所述等效鞍式支座反力表示所述卧式储罐的鞍式支座受压一侧的压力的反作用力；
第二获取模块，用于根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述等效鞍式支座反力、所述卧式储罐的总质量及设计参数获取所述卧式储罐的极限状态方程；所述极限状态方程包括：鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程、所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程；
评估模块，用于根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估。
第三方面，本申请提供一种电子设备，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述地震评估方法中任一所述的方法。
本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种地震评估方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种地震评估装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的卧式储罐的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
术语“第一”、“第二”等仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
针对现有技术中存在的不足，本申请实施例提供一种地震评估方法、装置及电子设备，用于更加可靠准确的评估地震对卧式储罐的影响。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种地震评估方法的流程示意图，该地震评估方法，用于更加准确的获取卧式储罐的地震评估结果，包括如下步骤：
步骤101、根据地面设备设计反应谱获取卧式储罐在一定地震强度下所承受的水平地震作用和竖向地震作用。
步骤102、根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数计算所述卧式储罐的等效鞍式支座反力。
步骤103、根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述等效鞍式支座反力、所述卧式储罐的总质量及设计参数获取所述卧式储罐的极限状态方程。
步骤104、根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估。
其中，在步骤101中，所述水平地震作用表示所述卧式储罐承受的水平方向的等效地震作用力，所述竖向地震作用表示所述卧式储罐承受的垂直方向的等效地震作用力；可以采用将传感器横向布置于该卧式储罐顶部的几何中心处，利用该传感器对卧式储罐在地震作用下的动力响应数据进行采集，可以进行多次采样，单次采样时间可以设置为5分钟或者更久，采样频率可以是50Hz；分别对每次采样的数据进行傅里叶变换以获得卧式储罐在地震作用下的相应功率谱，采用峰值法识别该卧式储罐的单次的横向自振周期和单次的阻尼比，取多次采样的横向自振周期平均值以及多次采样的阻尼比平均值作为该卧式储罐在上述地震作用下的动力特性参数，包括：横向自振周期和阻尼比；根据该动力特性参数以及卧式储罐的设计参数获取卧式储罐所承受的水平地震作用和竖向地震作用，以获得实际使用中的卧式储罐在发生地震时的地震评估结果。也可以通过卧式储罐的设计参数并选择某一特定的地震强度，根据该地震强度和卧式储罐的设计参数获取卧式储罐在该地震强度下所承受的水平地震作用和竖向地震作用；通过设定不同的地震强度，可以求取多个不同地震强度下的卧式储罐所承受的地震作用，以获得更加全面的地震评估结果。
其中，在步骤101中，根据地面设备设计反应谱确定该卧式储罐所承受的水平地震作用以及竖向地震作用，根据FH＝ηREαmeg计算水平地震作用，根据
Figure BDA0003044741800000091
计算竖向地震作用；其中，η表示抗震重要度系数，RE表示地震作用调整系数，对于卧式储罐，RE＝0.45，me表示卧式储罐的总质量，g为重力加速度，α为水平地震影响系数，且
Figure BDA0003044741800000092
其中，αmax为水平地震影响系数最大值，Tg为卧式储罐所在场地的特征周期，η1为直线下降段的下降斜率调整系数，根据
Figure BDA0003044741800000093
计算，且根据
Figure BDA0003044741800000094
的计算结果小于0时，取η1＝0，η2为阻尼调整系数，根据
Figure BDA0003044741800000095
计算，且根据
Figure BDA0003044741800000096
的计算结果小于0.55时，取η2＝0.55，γ为曲线下降段的衰减指数，根据
Figure BDA0003044741800000097
计算，其中，ζ表示卧式储罐的阻尼比；其中，抗震重要度系数根据卧式储罐的设计信息确定，参照表1；水平地震影响系数最大值根据卧式储罐的设计参数(设计基本地震加速度)确定，参照表2；卧式储罐所在场地的特征周期可以根据卧式储罐的设计地震分组以及卧式储罐的场地类别而确定，参照表3。
表1抗震重要度系数
Figure BDA0003044741800000101
表2水平地震影响系数最大值
Figure BDA0003044741800000102
表3特征周期(s)
Figure BDA0003044741800000103
其中，在步骤102中，所述卧式储罐的总质量包括所述卧式储罐的罐体质量以及所述卧式储罐的储液量，该卧式储罐的储液量可以是设计储液量(求取不同地震强度下的地震评估结果时)或者实际传感器所检测的储液量(求取在使用的卧式储罐在实际地震时的地震评估结果时)，所述等效鞍式支座反力表示所述卧式储罐的鞍式支座受压一侧的压力的反作用力；基于Zick理论将卧式储罐简化为支承在两个铰支点上且受均布荷载的两侧外伸简支梁。由于在水平地震作用和竖向地震作用下，该卧式储罐的鞍式支座一侧受拉，另一侧受压，根据
Figure BDA0003044741800000104
计算鞍式支座受压一侧的等效鞍式支座反力，其中，Ge表示储罐的总重量，且Ge＝meg，其中Hl表示设备轴线至地面的距离，Hc表示墙式混凝土支座高度，l2表示卧式储罐的轴线两侧的地脚螺栓间距。
其中，在步骤103中，求取卧式储罐的极限状态方程；在水平地震作用小于或等于鞍式支座底板与墙式混凝土支座间的静摩擦力时，鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程为
Figure BDA0003044741800000111
在水平地震作用大于鞍式支座底板与墙式混凝土支座间的静摩擦力时，鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程为
Figure BDA0003044741800000112
其中，[σ]'表示鞍式支座材料的受压失效值，H0表示鞍式支座高度，L表示圆筒的轴向长度，A表示鞍式支座中心线至卧式储罐的封头的切线的距离，Asa表示鞍式支座中的腹板与筋板组合截面积，Zr表示鞍式支座中的腹板与筋板组合截面的抗弯截面系数，fs表示鞍式支座与墙式混凝土支座的接触面的动摩擦系数；其中，地脚螺栓受拉失效的极限状态方程为
Figure BDA0003044741800000113
其中，[σ]表示地脚螺栓材料的受拉失效值，nbt表示卧式储罐的地脚螺栓数，Abt表示每个地脚螺栓的横截面面积；地脚螺栓受剪失效的极限状态方程为
Figure BDA0003044741800000114
其中，[τ]表示地脚螺栓材料的受剪失效值，且[τ]＝0.8[σ]，n′bt表示承受剪力的地脚螺栓数。
其中，在步骤104中，用卧式储罐的极限状态方程替代之前的许用应力法，所获得的地震评估结果更加准确。
由上可知，本申请实施例提供的一种地震评估方法，通过根据地面设备设计反应谱获取卧式储罐在一定地震强度下所承受的水平地震作用和竖向地震作用；根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数计算所述卧式储罐的等效鞍式支座反力；根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述等效鞍式支座反力、所述卧式储罐的总质量及设计参数获取所述卧式储罐的极限状态方程；根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估，所获取的地震评估结果更加的准确可靠。
在一些可选的实施例中，步骤104具体包括：步骤1041、根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率；步骤1042、根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率；步骤1043、根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率。
其中，在步骤1041中，通过卧式储罐的所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述等效鞍式支座反力、所述卧式储罐的总质量及设计参数确定所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程，根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压的极限状态方程以及蒙特卡洛法求取鞍式支座竖向受压失效概率。
其中，在步骤1042中，通过卧式储罐的所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数确定所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程，根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法求取地脚螺栓受拉失效概率。
其中，在步骤1043中，通过卧式储罐的所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数确定所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程，根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法求取地脚螺栓受剪失效概率。
其中，蒙特卡洛法具有收敛速度与基本随机变量的维数无关、极限状态方程的复杂程度与模拟过程无关的特点，蒙特卡洛法具体内容为：利用随机数发生器，通过直接取样取出每一组随机变量的值，然后将上述随机变量代入失效函数，判断是否失效，记录失效的频率，则该失效的频率依试验次数收敛于失效的概率。
在一些可选的实施例中，步骤104具体还包括：步骤1044、根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的整体失效概率。
其中，在步骤1044中，通过卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的整体失效概率，通过卧式储罐的整体失效概率可以更加直观的判断卧式储罐在地震中是否失效。
在一些可选的实施例中，步骤104具体还包括：根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效模式的抗震可靠评估结果，包括第一抗震可靠概率和第一抗震可靠指标；根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效模式的抗震可靠评估结果，包括第二抗震可靠概率和第二抗震可靠指标；根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效模式的抗震可靠评估结果，包括第三抗震可靠概率和第三抗震可靠指标；根据所述整体失效概率获取所述卧式储罐的整体抗震可靠评估结果，包括整体抗震可靠概率和整体抗震可靠指标。
其中，在上述可选的实施例中，其中，Pr(E1)＝1-Pf(E1)，其中，E1为鞍式支座竖向受压失效，Pf(E1)为鞍式支座竖向受压失效概率，Pr(E1)为鞍式支座竖向受压失效模式的抗震可靠概率；β(E1)＝Φ-1(Pr(E1))，其中，β(E1)为鞍式支座竖向受压失效模式的抗震可靠指标；Pr(E2)＝1-Pf(E2)，其中，E2为地脚螺栓受拉失效，Pf(E2)为地脚螺栓受拉失效概率，Pr(E2)为地脚螺栓受拉失效模式的抗震可靠概率；β(E2)＝Φ-1(Pr(E2))，其中，β(E2)为地脚螺栓受拉失效模式的抗震可靠指标；Pr(E3)＝1-Pf(E3)，其中，E3为地脚螺栓受剪失效，Pf(E3)为地脚螺栓受剪失效概率，Pr(E3)为地脚螺栓受剪失效模式的抗震可靠概率；β(E3)＝Φ-1(Pr(E3))，其中，β(E3)为地脚螺栓受剪失效模式的抗震可靠指标；Pr＝1-Pf，Pf为卧式储罐的整体失效概率，Pr为卧式储罐的整体抗震可靠概率；其中，β＝Φ-1(Pr)，β为卧式储罐的整体抗震可靠指标，其中，Φ-1为标准正态分布函数的逆运算。
在一些可选的实施例中，步骤1041具体包括：获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程中所包含的第一基本随机变量的概率分布和统计特征值；根据所述第一基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第一基本随机变量进行随机抽样，获取多个第一样本值；将所述第一样本值代入所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程，记录所述鞍式支座竖向受压失效的频率，所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率为记录的所述鞍式支座竖向受压失效的频率；其中，当所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程的值小于0时，鞍式支座竖向受压失效。
其中，根据大数定律中的Bernoulli定理，随机事件在n次独立试验中的频率收敛于该事件的概率，将上述鞍式支座竖向受压失效的频率记做卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率；其中，第一基本随机变量表示鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程中所包含的基本随机变量，将通过随机抽样所获取的多个第一样本值分别代入鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程，当鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程的值小于0时，记作一次鞍式支座竖向受压失效。
在一些可选的实施例中，步骤1042具体包括：获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程中所包含的第二基本随机变量的概率分布和统计特征值；根据所述第二基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第二基本随机变量进行随机抽样，获取多个第二样本值；将所述第二样本值代入所述地脚螺栓受拉失效的极限状态方程，记录所述地脚螺栓受拉失效的频率，所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率为记录的所述地脚螺栓受拉失效的频率；其中，当所述地脚螺栓受拉失效的极限状态方程的值小于0时，地脚螺栓受拉失效。
其中，根据大数定律中的Bernoulli定理，随机事件在n次独立试验中的频率收敛于该事件的概率，将上述地脚螺栓受拉失效的频率记做卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率；其中，第二基本随机变量表示地脚螺栓受拉失效的极限状态方程中所包含的基本随机变量，将通过随机抽样所获取的多个第二样本值分别代入地脚螺栓受拉失效的极限状态方程，当地脚螺栓受拉失效的极限状态方程的值小于0时，记作一次地脚螺栓受拉失效。
在一些可选的实施例中，步骤1043具体包括：获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程中所包含的第三基本随机变量的概率分布和统计特征值；根据所述第三基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第三基本随机变量进行随机抽样，获取多个第三样本值；将所述第三样本值代入所述地脚螺栓受剪失效的极限状态方程，记录所述地脚螺栓受剪失效的频率，所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率为记录的所述地脚螺栓受剪失效的频率；其中，当所述地脚螺栓受剪失效的极限状态方程的值小于0时，地脚螺栓受剪失效。
其中，根据大数定律中的Bernoulli定理，随机事件在n次独立试验中的频率收敛于该事件的概率，将上述地脚螺栓受剪失效的频率记做卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率；其中，第三基本随机变量表示地脚螺栓受剪失效的极限状态方程中所包含的基本随机变量，将通过随机抽样所获取的多个第三样本值分别代入地脚螺栓受剪失效的极限状态方程，当地脚螺栓受剪失效的极限状态方程的值小于0时，记作一次地脚螺栓受剪失效。
其中，可以将步骤1041、步骤1042、步骤1043中的基本随机变量(包括第一基本随机变量、第二基本随机变量、第三基本随机变量)分为重力荷载变量、作用变量、材料失效界限值变量以及几何尺寸变量。其中，重力荷载变量服从正态分布，根据
Figure BDA0003044741800000161
计算重力荷载变量的统计特征值，其中，
Figure BDA0003044741800000162
表示重力荷载变量的均值，
Figure BDA0003044741800000163
表示重力荷载变量的标准差；其中，作用变量服从极值I型分布，所述作用变量包括水平地震作用以及竖向地震作用；根据
Figure BDA0003044741800000164
计算水平地震作用的统计特征值，根据
Figure BDA0003044741800000165
计算竖向地震作用的统计特征值；其中，FH表示水平地震作用，
Figure BDA0003044741800000166
表示水平地震作用值的均值，
Figure BDA0003044741800000167
表示水平地震作用值的标准差，FV表示竖向地震作用，
Figure BDA0003044741800000168
表示竖向地震作用的均值，
Figure BDA0003044741800000169
表示竖向地震作用的标准差；其中，所述材料失效界限值变量包括鞍式支座材料失效界限值、地脚螺栓材料受拉失效界限值以及地脚螺栓材料受剪失效界限值；根据
Figure BDA00030447418000001610
通过设计温度下的鞍式支座材料屈服强度和鞍式支座材料极限强度求取所述鞍式支座材料失效界限值，其中，[σ]'表示所述鞍式支座材料失效界限值，σ's表示设计温度下鞍式支座材料屈服强度，σ'b表示设计温度下鞍式支座材料的极限强度，σ's、σ'b服从正态分布，其中，
Figure BDA00030447418000001611
Figure BDA00030447418000001612
表示鞍式支座材料屈服强度的均值，
Figure BDA00030447418000001613
表示鞍式支座材料屈服强度的标准差，
Figure BDA00030447418000001614
Figure BDA00030447418000001615
表示鞍式支座材料极限强度的均值，
Figure BDA00030447418000001616
表示鞍式支座材料极限强度的标准差；其中，当地脚螺栓的直径小于等于22mm时，
Figure BDA0003044741800000171
当地脚螺栓的直径大于22mm且小于48mm时，
Figure BDA0003044741800000172
其中，[σ]表示地脚螺栓材料受拉失效界限值，σs表示常温下地脚螺栓材料的屈服强度，σs服从正态分布，其中，
Figure BDA0003044741800000173
Figure BDA0003044741800000174
表示地脚螺栓材料屈服强度的均值，
Figure BDA0003044741800000175
表示地脚螺栓材料屈服强度的标准差；根据[τ]＝0.8[σ]计算地脚螺栓受剪失效界限值，其中，[τ]表示地脚螺栓材料的受剪失效值；其中，几何尺寸变量按照服从正态分布处理，几何尺寸变量的均值取设计的实际几何尺寸，标准差取加工允许偏差的
Figure BDA0003044741800000176
在一些可选的实施例中，步骤1044具体还包括：获取关联系数与地震强度之间的关系式
Figure BDA0003044741800000177
其中，μi表示关联系数，所述关联系数
Figure BDA0003044741800000178
其中，P(E1)表示所述鞍式支座竖向受压失效概率，P(E2)表示所述地脚螺栓受拉失效概率，P(E3)表示所述地脚螺栓受剪失效概率，P1表示所述鞍式支座竖向受压失效概率，P2表示所述鞍式支座竖向受压失效时的地脚螺栓受拉失效概率，P3表示所述鞍式支座竖向受压失效且所述地脚螺栓受拉失效时的地脚螺栓受剪失效概率，I0表示地震强度；根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率以及
Figure BDA0003044741800000179
获取所述卧式储罐的整体失效概率；其中，Pf(E)表示所述卧式储罐的整体失效概率。
其中，在步骤1044中，由于卧式储罐各个部分的激励源相同，其各个地震失效模式(包括鞍式支座竖向受压失效、地脚螺栓受拉失效、地脚螺栓受剪失效)间具有较强的关联性，因此，可以将卧式储罐看作串联体系，包括鞍式支座竖向受压失效、地脚螺栓受拉失效、地脚螺栓受剪失效三种失效模式，对于串联体系来说，体系可靠的条件是所有失效模式均不发生，因此，该串联体系的可靠概率可以表示为Pr(E)＝P1P2P3，其中，Pr(E)表示该串联体系的可靠概率，P1表示所述鞍式支座竖向受压失效概率，P2表示所述鞍式支座竖向受压失效时的地脚螺栓受拉失效概率，P3表示所述鞍式支座竖向受压失效且所述地脚螺栓受拉失效时的地脚螺栓受剪失效概率；且当各失效模式间相互独立时关联系数μi＝0，当各失效模式间完全相关时，μ1＝0且μi＝1(i＝2,3……,n)，因此μi∈[0,1]；因此，可以用关联系数衡量各个失效模式之间的相互关联程度，进而将求整体失效概率的问题转化为求各个失效模式之间的相互关联程度即关联系数的问题。由于在地震作用下串联体系的各个失效模式之间高度相关，并且地震的强度对各个失效模式的影响相同，因此，可以忽略串联体系中的各个失效模式之间的排序问题，认为除μ1＝0之外，各个地震失效模式之间的条件关联系数相同，则满足μi＝μ0＝0.06I0+0.30,i＝2,3……,n，其中，I0表示地震强度，可以取7～10度，因此，可以将卧式储罐的整体失效概率简化为
Figure BDA0003044741800000181
请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种地震评估装置的结构示意图，该地震评估装置，用于更加准确的获取卧式储罐的地震评估结果，包括：
第一获取模块，用于根据地面设备设计反应谱获取卧式储罐在一定地震强度下所承受的水平地震作用和竖向地震作用；所述水平地震作用表示所述卧式储罐承受的水平方向的等效地震作用力，所述竖向地震作用表示所述卧式储罐承受的垂直方向的等效地震作用力；
计算模块，用于根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数计算所述卧式储罐的等效鞍式支座反力；其中，所述卧式储罐的总质量包括所述卧式储罐的罐体质量以及所述卧式储罐的储液量，所述等效鞍式支座反力表示所述卧式储罐的鞍式支座受压一侧的压力的反作用力；
第二获取模块，用于根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述等效鞍式支座反力、所述卧式储罐的总质量及设计参数获取所述卧式储罐的极限状态方程；所述极限状态方程包括：鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程、所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程；
评估模块，用于根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估。
在一些可选的实施例中，上述评估模块具体包括：第一失效概率获取模块，用于根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率；第二失效概率获取模块，用于根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率；第三失效概率获取模块，用于根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率。
在一些可选的实施例中，上述评估模块具体还包括：整体失效概率获取模块，用于根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的整体失效概率。
在一些可选的实施例中，上述评估模块具体还包括：第一可靠评估结果获取模块，用于根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效模式的抗震可靠评估结果，包括第一抗震可靠概率和第一抗震可靠指标；第二可靠评估结果获取模块，用于根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效模式的抗震可靠评估结果，包括第二抗震可靠概率和第二抗震可靠指标；第三可靠评估结果获取模块，用于根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效模式的抗震可靠评估结果，包括第三抗震可靠概率和第三抗震可靠指标；整体可靠评估结果获取模块，用于根据所述整体失效概率获取所述卧式储罐的整体抗震可靠评估结果，包括整体抗震可靠概率和整体抗震可靠指标。
在一些可选的实施例中，上述第一失效概率获取模块具体用于：获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程中所包含的第一基本随机变量的概率分布和统计特征值；根据所述第一基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第一基本随机变量进行随机抽样，获取多个第一样本值；将所述第一样本值代入所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程，记录所述鞍式支座竖向受压失效的频率，所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率为记录的所述鞍式支座竖向受压失效的频率；其中，当所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程的值小于0时，鞍式支座竖向受压失效。
在一些可选的实施例中，上述第二失效概率获取模块具体用于：获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程中所包含的第二基本随机变量的概率分布和统计特征值；根据所述第二基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第二基本随机变量进行随机抽样，获取多个第二样本值；将所述第二样本值代入所述地脚螺栓受拉失效的极限状态方程，记录所述地脚螺栓受拉失效的频率，所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率为记录的所述地脚螺栓受拉失效的频率；其中，当所述地脚螺栓受拉失效的极限状态方程的值小于0时，地脚螺栓受拉失效。
在一些可选的实施例中，上述第三失效概率获取模块具体用于：获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程中所包含的第三基本随机变量的概率分布和统计特征值；根据所述第三基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第三基本随机变量进行随机抽样，获取多个第三样本值；将所述第三样本值代入所述地脚螺栓受剪失效的极限状态方程，记录所述地脚螺栓受剪失效的频率，所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率为记录的所述地脚螺栓受剪失效的频率；其中，当所述地脚螺栓受剪失效的极限状态方程的值小于0时，地脚螺栓受剪失效。
在一些可选的实施例中，上述整体失效具体用于：获取关联系数与地震强度之间的关系式
Figure BDA0003044741800000211
其中，μi表示关联系数，所述关联系数
Figure BDA0003044741800000212
其中，P(E1)表示所述鞍式支座竖向受压失效概率，P(E2)表示所述地脚螺栓受拉失效概率，P(E3)表示所述地脚螺栓受剪失效概率，P1表示所述鞍式支座竖向受压失效概率，P2表示所述鞍式支座竖向受压失效时的地脚螺栓受拉失效概率，P3表示所述鞍式支座竖向受压失效且所述地脚螺栓受拉失效时的地脚螺栓受剪失效概率，I0表示地震强度；根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率以及
Figure BDA0003044741800000213
获取所述卧式储罐的整体失效概率；其中，Pf(E)表示所述卧式储罐的整体失效概率。
其中，在步骤1044中，由于卧式储罐各个部分的激励源相同，其各个地震失效模式(包括鞍式支座竖向受压失效、地脚螺栓受拉失效、地脚螺栓受剪失效)间具有较强的关联性，因此，可以将卧式储罐看作串联体系，包括鞍式支座竖向受压失效、地脚螺栓受拉失效、地脚螺栓受剪失效三种失效模式，对于串联体系来说，体系可靠的条件是所有失效模式均不发生，因此，该串联体系的可靠概率可以表示为Pr(E)＝P1P2P3，其中，Pr(E)表示该串联体系的可靠概率，P1表示所述鞍式支座竖向受压失效概率，P2表示所述鞍式支座竖向受压失效时的地脚螺栓受拉失效概率，P3表示所述鞍式支座竖向受压失效且所述地脚螺栓受拉失效时的地脚螺栓受剪失效概率；且当各失效模式间相互独立时关联系数μi＝0，当各失效模式间完全相关时，μ1＝0且μi＝1(i＝2,3……,n)，因此μi∈[0,1]；因此，可以用关联系数衡量各个失效模式之间的相互关联程度，进而将求整体失效概率的问题转化为求各个失效模式之间的相互关联程度即关联系数的问题。由于在地震作用下串联体系的各个失效模式之间高度相关，并且地震的强度对各个失效模式的影响相同，因此，可以忽略串联体系中的各个失效模式之间的排序问题，认为除μ1＝0之外，各个地震失效模式之间的条件关联系数相同，则满足μi＝μ0＝0.06I0+0.30,i＝2,3……,n，其中，I0表示地震强度，可以取7～10度，因此，可以将卧式储罐的整体失效概率简化为
Figure BDA0003044741800000221
上述地震评估装置中各模块的具体实现方式可以参照前面介绍的地震评估方法中相应步骤的实现方法。
图3为本申请实施例提供的卧式储罐的结构示意图。上述地震评估方法以及地震评估装置中的相关参数的理解，参照图3。
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。参照图4，电子设备3包括：处理器301、存储器302，这些组件通过通信总线303和/或其他形式的连接机构(未示出)互连并相互通讯。
其中，存储器302包括一个或多个(图中仅示出一个)，其可以是，但不限于，随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，只读存储器(Read Only Memory，简称ROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，电可擦除可编程只读存储器(Electric Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)等。处理器301以及其他可能的组件可对存储器302进行访问，读和/或写其中的数据。
处理器301包括一个或多个(图中仅示出一个)，其可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器301可以是通用处理器，包括中央处理器(CentralProcessing Unit，简称CPU)、微控制单元(Micro Controller Unit，简称MCU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)或者其他常规处理器；还可以是专用处理器，包括神经网络处理器(Neural-network Processing Unit，简称NPU)、图形处理器(Graphics ProcessingUnit，简称GPU)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。并且，在处理器301为多个时，其中的一部分可以是通用处理器，另一部分可以是专用处理器。
在存储器302中可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器301可以读取并运行这些计算机程序指令，以实现本申请实施例提供的一种地震评估方法。
可以理解的，图4所示的结构仅为示意，电子设备3还可以包括比图4中所示更多或者更少的组件，或者具有与图4所示不同的结构。图4中所示的各组件可以采用硬件、软件或其组合实现。电子设备3可能是实体设备，例如PC机、笔记本电脑、平板电脑、手机、服务器、嵌入式设备等，也可能是虚拟设备，例如虚拟机、虚拟化容器等。并且，电子设备3也不限于单台设备，也可以是多台设备的组合或者大量设备构成的集群。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种地震评估方法，其特征在于，所述方法包括：
根据地面设备设计反应谱获取卧式储罐在一定地震强度下所承受的水平地震作用和竖向地震作用；所述水平地震作用表示所述卧式储罐承受的水平方向的等效地震作用力，所述竖向地震作用表示所述卧式储罐承受的垂直方向的等效地震作用力；
根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数计算所述卧式储罐的等效鞍式支座反力；其中，所述卧式储罐的总质量包括所述卧式储罐的罐体质量以及所述卧式储罐的储液量，所述等效鞍式支座反力表示所述卧式储罐的鞍式支座受压一侧的压力的反作用力；
根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述等效鞍式支座反力、所述卧式储罐的总质量及设计参数获取所述卧式储罐的极限状态方程；所述极限状态方程包括：鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程、所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程；
根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估；
其中，在所述水平地震作用小于或等于鞍式支座底板与墙式混凝土支座间的静摩擦力时，所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程为
Figure FDA0004040640340000011
其中，[σ]'表示鞍式支座材料的受压失效值，Ge表示储罐的总重量，FV表示竖向地震作用，Asa表示鞍式支座中的腹板与筋板组合截面积，FH表示水平地震作用，H0表示鞍式支座高度，Zr表示鞍式支座中的腹板与筋板组合截面的抗弯截面系数，Hl表示设备轴线至地面的距离，Hc表示墙式混凝土支座高度，L表示圆筒的轴向长度，A表示鞍式支座中心线至卧式储罐的封头的切线的距离；
在所述水平地震作用大于鞍式支座底板与墙式混凝土支座间的静摩擦力时，所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程为
Figure FDA0004040640340000021
其中，F表示鞍式支座受压一侧的等效鞍式支座反力，fs表示鞍式支座与墙式混凝土支座的接触面的动摩擦系数；
所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程为
Figure FDA0004040640340000022
其中，[σ]表示地脚螺栓材料的受拉失效值，nbt表示卧式储罐的地脚螺栓数，Abt表示每个地脚螺栓的横截面面积，l2表示卧式储罐的轴线两侧的地脚螺栓间距；
所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程为
Figure FDA0004040640340000023
其中，[τ]表示地脚螺栓材料的受剪失效值，且，nb`t表示承受剪力的地脚螺栓数；
所述根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估，包括：
根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率；
根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率；
根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的整体失效概率。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效模式的抗震可靠评估结果，包括第一抗震可靠概率和第一抗震可靠指标；
根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效模式的抗震可靠评估结果，包括第二抗震可靠概率和第二抗震可靠指标；
根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效模式的抗震可靠评估结果，包括第三抗震可靠概率和第三抗震可靠指标；
根据所述整体失效概率获取所述卧式储罐的整体抗震可靠评估结果，包括整体抗震可靠概率和整体抗震可靠指标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率，包括：
获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程中所包含的第一基本随机变量的概率分布和统计特征值；
根据所述第一基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第一基本随机变量进行随机抽样，获取多个第一样本值；
将所述第一样本值代入所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程，记录所述鞍式支座竖向受压失效的频率，所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率为记录的所述鞍式支座竖向受压失效的频率；其中，当所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程的值小于0时，鞍式支座竖向受压失效。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率，包括：
获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程中所包含的第二基本随机变量的概率分布和统计特征值；
根据所述第二基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第二基本随机变量进行随机抽样，获取多个第二样本值；
将所述第二样本值代入所述地脚螺栓受拉失效的极限状态方程，记录所述地脚螺栓受拉失效的频率，所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率为记录的所述地脚螺栓受拉失效的频率；其中，当所述地脚螺栓受拉失效的极限状态方程的值小于0时，地脚螺栓受拉失效。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率，包括：
获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程中所包含的第三基本随机变量的概率分布和统计特征值；
根据所述第三基本随机变量的概率分布和统计特征值对所述第三基本随机变量进行随机抽样，获取多个第三样本值；
将所述第三样本值代入所述地脚螺栓受剪失效的极限状态方程，记录所述地脚螺栓受剪失效的频率，所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率为记录的所述地脚螺栓受剪失效的频率；其中，当所述地脚螺栓受剪失效的极限状态方程的值小于0时，地脚螺栓受剪失效。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率获取所述卧式储罐的整体失效概率，包括：
获取关联系数与地震强度之间的关系式
Figure FDA0004040640340000051
其中，μi表示关联系数，所述关联系数
Figure FDA0004040640340000052
其中，P(E1)表示所述鞍式支座竖向受压失效概率，P(E2)表示所述地脚螺栓受拉失效概率，P(E3)表示所述地脚螺栓受剪失效概率，P2表示所述鞍式支座竖向受压失效时的地脚螺栓受拉失效概率，P3表示所述鞍式支座竖向受压失效且所述地脚螺栓受拉失效时的地脚螺栓受剪失效概率，I0表示地震强度；
根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率、地脚螺栓受拉失效概率、地脚螺栓受剪失效概率以及
Figure FDA0004040640340000061
获取所述卧式储罐的整体失效概率；其中，Pf(E)表示所述卧式储罐的整体失效概率。
8.一种地震评估装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于根据地面设备设计反应谱获取卧式储罐在一定地震强度下所承受的水平地震作用和竖向地震作用；所述水平地震作用表示所述卧式储罐承受的水平方向的等效地震作用力，所述竖向地震作用表示所述卧式储罐承受的垂直方向的等效地震作用力；
计算模块，用于根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述卧式储罐的总质量及设计参数计算所述卧式储罐的等效鞍式支座反力；其中，所述卧式储罐的总质量包括所述卧式储罐的罐体质量以及所述卧式储罐的储液量，所述等效鞍式支座反力表示所述卧式储罐的鞍式支座受压一侧的压力的反作用力；
第二获取模块，用于根据所述水平地震作用、所述竖向地震作用、所述等效鞍式支座反力、所述卧式储罐的总质量及设计参数获取所述卧式储罐的极限状态方程；所述极限状态方程包括：鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程、所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程；
评估模块，用于根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估；
其中，在所述水平地震作用小于或等于鞍式支座底板与墙式混凝土支座间的静摩擦力时，所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程为
Figure FDA0004040640340000071
其中，[σ]'表示鞍式支座材料的受压失效值，Ge表示储罐的总重量，FV表示竖向地震作用，Asa表示鞍式支座中的腹板与筋板组合截面积，FH表示水平地震作用，H0表示鞍式支座高度，Zr表示鞍式支座中的腹板与筋板组合截面的抗弯截面系数，Hl表示设备轴线至地面的距离，Hc表示墙式混凝土支座高度，L表示圆筒的轴向长度，A表示鞍式支座中心线至卧式储罐的封头的切线的距离；
在所述水平地震作用大于鞍式支座底板与墙式混凝土支座间的静摩擦力时，所述鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程为
Figure FDA0004040640340000072
其中，F表示鞍式支座受压一侧的等效鞍式支座反力，fs表示鞍式支座与墙式混凝土支座的接触面的动摩擦系数；
所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程为
Figure FDA0004040640340000073
其中，[σ]表示地脚螺栓材料的受拉失效值，nbt表示卧式储罐的地脚螺栓数，Abt表示每个地脚螺栓的横截面面积，l2表示卧式储罐的轴线两侧的地脚螺栓间距；
所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程为
Figure FDA0004040640340000074
其中，[τ]表示地脚螺栓材料的受剪失效值，且，n`bt表示承受剪力的地脚螺栓数；
所述根据所述卧式储罐的极限状态方程对所述卧式储罐进行地震评估，包括：
根据所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的鞍式支座竖向受压失效概率；
根据所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受拉失效概率；
根据所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效的极限状态方程以及蒙特卡洛法获取所述卧式储罐的地脚螺栓受剪失效概率。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至7任一所述的方法。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103678937A (zh) * 2013-12-29 2014-03-26 中国地震局工程力学研究所 基于等效单自由度体系的钢筋混凝土框架结构整体地震损伤水平评估方法
CN106709182A (zh) * 2016-12-26 2017-05-24 华中科技大学 一种地震作用下顺层岩质边坡稳定可靠性安全评价方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003132296A (ja) * 2001-10-29 2003-05-09 Mitsui Constr Co Ltd 建物の地震被害予測方法，それに用いる最適条件決定処理方法およびそれらのプログラム
US8121792B2 (en) * 2008-03-31 2012-02-21 Exxonmobil Upstream Research Co. Integration of geomechanics and seismic analysis for passive seismic feasibility analysis
CN104392060B (zh) * 2014-12-04 2016-04-20 国家电网公司 基于全概率理论的电瓷型电气设备地震失效概率评估方法
CN107784154B (zh) * 2017-08-29 2020-12-04 青岛理工大学 一种基于性态双谱的抗震性能概率评估方法
CN110321653B (zh) * 2019-07-11 2021-02-12 东北林业大学 一种考虑初始损伤状态的地震序列下结构易损性分析方法
CN110334458B (zh) * 2019-07-11 2022-05-24 哈尔滨工业大学 一种考虑初始损伤状态影响的结构抗震能力评估方法
CN111914454B (zh) * 2020-07-29 2024-05-31 同济大学 一种基于性能的边坡地震易损性评估方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103678937A (zh) * 2013-12-29 2014-03-26 中国地震局工程力学研究所 基于等效单自由度体系的钢筋混凝土框架结构整体地震损伤水平评估方法
CN106709182A (zh) * 2016-12-26 2017-05-24 华中科技大学 一种地震作用下顺层岩质边坡稳定可靠性安全评价方法

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