Jump to ContentJump to Main Navigation
Show Summary Details
In This Section

Civil and Environmental Engineering Reports

The Journal of University of Zielona Góra

4 Issues per year

Open Access
Online
ISSN
2450-8594
See all formats and pricing
In This Section

Experimental Study on Steel Tank Model Using Shaking Table/ Badania Eksperymentalne Modelu Zbiornika Stalowego Na Stole Sejsmicznym

Daniel Burkacki
  • Corresponding author
  • Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk University of Technology, Poland
  • Email:
/ Robert Jankowski
  • Faculty of Civil and Environmental Engineering, Gdansk University of Technology, Poland
  • Email:
Published Online: 2015-02-06 | DOI: https://doi.org/10.1515/ceer-2014-0024

Abstract

Cylindrical steel tanks are very popular structures used for storage of products of chemical and petroleum industries. Earthquakes are the most dangerous and also the most unpredictable dynamic loads acting on such structures. On the other hand, mining tremors are usually considered to be less severe due to lower acceleration levels observed. The aim of the present paper is to show the results of the experimental study which has been conducted on a scaled model of a real tank located in Poland. The investigation has been carried out under different dynamic excitations (earthquakes and mining tremors) using the shaking table. The results of the study indicate that stored product may significantly influence the values of dynamic parameters and confirm that the level of liquid filling is really essential in the structural analysis. The comparison of the response under moderate earthquakes and mining tremors indicate that the second excitation may be more severe in some cases.

Streszczenie

Stalowe zbiorniki walcowe są bardzo popularnymi konstrukcjami używanymi do magazynowania produktów przemysłu chemicznego i naftowego. Ich bezpieczeństwo i niezawodność są kluczowe, ponieważ każde uszkodzenie może nieść za sobą bardzo poważne konsekwencje. Trzęsienia ziemi są najbardziej niebezpiecznymi, a zarazem najbardziej nieprzewidywalnymi obciążeniami dynamicznymi, które mogą oddziaływać na tego typu konstrukcje. Z drugiej strony ruchy podłoża związane ze wstrząsami górniczymi są uważane za mniej groźne z powodu osiągania niższych poziomów wartości przyspieszeń. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie wyników badań eksperymentalnych, które przeprowadzono na wykonanym w skali modelu rzeczywistego zbiornika zlokalizowanego na terenie Polski. Badania wykonano przy użyciu stołu sejsmicznego. Zakres badań obejmował testy harmoniczne właściwości dynamicznych oraz zachowanie się stalowego zbiornika walcowego podczas trzęsień ziemi oraz wstrząsów górniczych dla różnych poziomów wypełnienia cieczą. Wyniki badań pokazują, że produkt magazynowany może mieć znaczący wpływ na wartości parametrów dynamicznych oraz potwierdzają, iż poziom wypełnienia cieczą jest istotny w analizie konstrukcji. Porównanie odpowiedzi podczas trzęsień ziemi oraz wstrząsów górniczych wskazuje, iż to drugie wymuszenie może być w niektórych przypadkach bardziej niekorzystne.

Keywords: cylindrical steel tank; shaking table; earthquake; mining tremor; sweep-sine tests

References

  • 1. Burkacki D., Jankowski R.: Diagnosis of damage in a steel tank model by shaking table harmonic tests, Key Engineering Materials, 525-526 (2013) 477-480.

  • 2. Burkacki D., Jankowski R.: Badania eksperymentalne modelu zbiornika stalowego poddanego wstrząsom górniczym i sejsmicznym, XIII Sympozjum: Wpływy sejsmiczne i parasejsmiczne na budowle, Kraków 22-23 listopada 2012, (2012) 1-15.

  • 3. Chen Y.-H., Hwang W.-S., Ko C.H., (2007): Sloshing behaviours of rectangular and cylindrical liquid tanks subjected to harmonic and seismic excitations, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 36 (2007) 1701-1717.

  • 4. De Angelis M., Giannini R., Paolacci F.: Experimental investigation on the seismic response of a steel liquid storage tank equipped with floating roof by shaking table tests, Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 39 (2010) 377-396.

  • 5. Instrukcja ITB 364/2007: Wymagania techniczne dla obiektów budowlanych wznoszonych na terenach górniczych, Warszawa, Instytut Techniki Budowlanej 2007.

  • 6. Jankowski R., Walukiewicz H., (1997), Modeling of two-dimensional random fields, Probabilistic Engineering Mechanics, Vol. 12 pp. 115-121. [Crossref]

  • 7. Ochrona obiektów budowlanych na terenach górniczych, red. J. Kwiatek, Wydawnictwo Głównego Instytutu Górnictwa, Katowice 1997.

  • 8. Tatara T.: Działania drgań powierzchniowych wywołanych wstrząsami górniczymi na tradycyjną zabudowę mieszkalną, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2002.

  • 9. Tatara T.: Odporność dynamiczna obiektów budowlanych w warunkach wstrząsów górniczych, Kraków, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej 2012.

  • 10. Virella J.C., Godoy L.A., Suárez L.E., Mander J.B.: Influence of the roof on the natural periods of empty steel tanks, Engineering Structures, 25 (2003) 877-887.

  • 11. Zembaty Z., Cholewicki A., Jankowski R., Szulc J.: Trzęsienia ziemi 21 września 2004 r. w Polsce północno-wschodniej oraz ich wpływ na obiekty budowlane, Inżynieria i Budownictwo, 1 (2005) 3-9.

  • 12. Zembaty Z., Jankowski R., Cholewicki A., Szulc J.: Trzęsienie ziemi 30 listopada 2004 r. na Podhalu oraz jego wpływ na obiekty budowlane, Inżynieria i Budownictwo, 9 (2005) 507-511.

About the article

Received: 2014-09-30

Published Online: 2015-02-06

Published in Print: 2014-09-01



Citation Information: Civil And Environmental Engineering Reports, ISSN (Online) 2450-8594, ISSN (Print) 2080-5187, DOI: https://doi.org/10.1515/ceer-2014-0024. Export Citation

© 2015. This work is licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 3.0 License. (CC BY-NC-ND 3.0)

Comments (0)

Please log in or register to comment.
Log in