全貯槽式液化天然ガス（LNG）貯槽はガスシステムの重要な構成要素であり、その耐震性能は都市の天然ガス供給にとって極めて重要である。本研究では、16×10⁴ m³の超大型全貯槽式LNG貯槽を原型とし、1:14縮尺全貯槽式LNG貯槽モデルの振動台実験を行い、その加速度応答分布およびひずみ応答分布を解析した。さらに、有限要素ソフトウェアABAQUSを用いて流体-構造連成を考慮した全貯槽式LNG原型貯槽の有限要素モデルを構築した。同じ有限要素モデリング手法で縮尺モデルのモデリングを行い、振動台実験で応答の大きい位置における加速度およびひずみの時刻歴を比較することで有限要素モデリング手法の妥当性を検証した。続いて、Ⅱ種地盤の3つの地震波を地震励起として選択し、0.2g地震動下における全貯槽式LNG貯槽原型構造のせん断力分布および0.4g地震動下における構造応答を得た。これには加速度応答分布、変位応答分布、および応力応答分布が含まれ、構造の耐震性能および破壊メカニズムの評価を行った。研究結果は以下のとおりである：①構造の一次固有振動数を含む主要周波数帯域の地震動および長周期速度パルス型地震動励起下で、構造の加速度応答と最大階間せん断力が著しく増幅された。②コンクリート外殻の弱点はドームと側壁の接合部である。③長周期速度パルス型地震動励起下で、鋼製内殻タンクは「象足」座屈のほか、液体の大きな揺れによって生じる「ひし形」座屈モードも発生する可能性がある。

全貯槽式LNG貯槽;破壊メカニズム;振動台実験;流体-構造連成;耐震性能