Seismic Analysis of the 30,000 mc steel inner structure of a full containment lng storage tank

In figura: modellazione delle interazione fluido-struttura
Autore: Stefano Melaragno
Relatore: Pietro Crespi, Marco Zucca
Azienda: Ove Arup & Partners Ltd. (Leeds, Inghilterra, Regno Unito)

Master: Progettazione sismica delle strutture per costruzioni sostenibili a.a. 2017-2018

 

Il gas naturale è una importante risorsa energetica, dal punto di vista ambientale migliore rispetto ai comuni combustibili fossili. Il trasporto e lo stoccaggio di molte tipologie di gas diventano molto più economici e pratici se trasformati in forma liquida. Ad esempio, il Gas Naturale Liquefatto (GNL) è un gas naturale che è stato convertito temporaneamente in forma liquida per semplificare lo stoccaggio ed il trasporto, perché si riesce ad ottenere un volume di circa 1/600 del volume del gas allo stato gassoso. Suddetta trasformazione è ottenuta attraverso la riduzione della temperatura del gas fino al raggiungimento della temperatura criogenica di -163°C a pressione atmosferica. La sicurezza nella fase di stoccaggio di GNL in serbatoi è fondamentale, specie se lo stoccaggio avviene in aree dichiarate sismiche. I danni che un serbatoio contenente un liquido infiammabile – come GNL – può subire potrebbero causare gravi perdite umane e pertanto, tali particolari strutture devono essere progettate e verificate con estrema cura.

E’ il caso di un (cosiddetto) “full containment” di 30000m3 di GNL la cui struttura in acciaio è stata progettata tenendo conto degli effetti dovuti al materiale stoccato, della risposta sismica della struttura e dell’interazione tra fluido e struttura in caso di sisma. Pertanto, oltre all’analisi approfondita delle principali problematiche connesse con lo stoccaggio di GNL, è stata svolta la progettazione della struttura esterna del serbatoio cilindrico considerando la spinta interna del fluido, i carichi verticali e quelli orizzontali. Per tale progettazione, ha rivestito fondamentale importanza l’analisi della risposta sismica della struttura interna del serbatoio, per la quale è stata valutata l’interazione dinamica struttura.- fluido in modo da poter eseguire le verifiche di sicurezza, sia locali che globali. Definite le sollecitazioni dovute al sisma (specie quelle dovute alla risposta del materiale stoccato sulla struttura stessa), le verifiche  di sicurezza hanno riguardato: la stabilità ed il sollevamento, la rotazione plastica della base, lo stress radiale della membrana di base, la tensione circolare nella struttura il cedimento elastico ed elasto-plastico nella struttura.

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