储油罐顶单层球面网壳整体稳定研究
石油需求量的不断增加,对储油设施提出了更高的要求。其中储油罐大型化的主要制约因素是罐顶大跨度的实现。由于良好的经济性和施工的便利性,采用毂型节点的单层球面网壳在储油罐顶应用中逐渐得到关注。
通常设计将毂型节点视为刚接节点,导致了一些工程事故的产生。本文根据实际情况将承插式毂型节点简化为刚-铰接节点,为了保证结果的普遍性,选取两个不同跨度的单层球面网壳进行分析。首先讨论了这种节点形式对网壳结构内力分布和节点位移的影响。
然后分别采用理想模型和考虑几何初始缺陷的模型,分析了刚-铰接节点对
网壳结构整体稳定性的不利影响。接着通过计算不同几何初始缺陷对分别采用刚接节点和刚-铰接节点的网壳的作用,讨论了采用刚-铰接节点网壳的缺陷敏感性。本文采用一致缺陷模态法考虑几何缺陷。
另外,运用柱面等弧长法进行有限元分析时,需要设置初始步长和最大弧长
两个参数。本文讨论了参数设置对临界荷载的计算结果的影响,发现参数变化会对理想模型的临界荷载产生很大影响,但对引入初始几何缺陷的模型几乎没有影响。相对于支承在柱顶的网壳,只依靠罐体支承的储油罐顶网壳受下部支承结构的影响很大,本文对这种影响做了对比分析。
另外为了简化计算,提出了用弹性支承代替下部结构的方法,并证明了这种
方法的可行性。最后讨论了拟壳法对采用毂型节点的单层球面网壳的适用性。
50000m3外浮顶罐密封系统改造分析摘要：介绍了50000m3外浮顶储罐的一二次密封以及刮蜡装置的工作原理，分析对比了新型囊式密封与原有机械式密封的优缺点；依据设计规范GB50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》对一次、二次密封结构进行了详细设计计算；依据设计规范SY/T0511.7-2010《石油储罐附件：重锤式刮蜡装置》重新校核了刮蜡装置的力学性能。 关键词：外浮顶储罐一二次密封刮蜡装置机械式囊式 1 背景 近年来，我国发生多次大型浮顶储罐因为雷击造成起火事故，其主要原因是浮顶和罐壁之间的密封连接处存有大量易燃油气，当浮顶处于低液位时，空气流通较差，遇到高温、雷电等恶劣天气极易引发火灾。因此，为了减少储液的蒸发损失、保证储液质量和安全、防止大气污染，就必须合理设计浮顶与罐壁之间200mm环形空间的密封结构。 2 两种密封结构的简介 外浮顶罐浮顶与罐壁之间环形空间的密封系统包括一次密封、二次密封和刮蜡装置三部分。最为常见的一次密封形式主要有机械式密封和囊式密封[1]，这两种常用的密封形式都是依靠密封材料填塞在浮顶和罐壁之间的环形间隙而形成密封。主要区别在于所采用的密封材料和密封结构不同。 2.1 机械式密封 由镀锌钢板制作的密封环板，依靠机械力紧紧压在罐壁上，使之能够在罐壁上自由滑动，而又不产生间隙。机械臂可以自动将浮盘维系在储罐中心，当浮盘出现偏离中心倾向时，环形空间变窄方向的机械臂会增加对罐壁的压力，从而调整浮盘中心位置。其优点是密封性能良好，可以减少大约60%-70%的油气损失，密封结构采用金属材质，使用寿命长，其缺点是非浸液式设计，环形空间大，容易造成油气积聚，一旦泄漏，危害巨大。
可靠性和双层球面网壳的敏感性分析 (2)
可靠性和双层球面网壳的敏感性分析 李会军，刘春光，贾玲玲 基建工程学院，大连理工大学，，大连116024，海岸及近海工程学院，大连理工大学，大连116024，土木工程学院，河南工业大学，郑州450052，中国国家重点实验室 （提交2010.3.5，接收修订文件，2010 .9.27，接受2010.11.30） 摘要： 在可靠性和空间结构的敏感性分析方面，传统的可靠性指标的方法（RIA）在某些情况下变得更加难以收敛，甚至发散。为了克服这些缺点，性能测量方法（PMA）引入到处理空间网格结构的上述问题中。对四个双层球面网壳的可靠性和灵敏度进行了讨论。计算结果表明，PMA是强大的，高效的。随着网壳的高度与跨度比的降低，最大竖向变形逐渐增大，这就是为什么可靠性指标明显倾斜的原因。环绕其中发生最大变形的节点的集中荷载，显著影响着最大变形。 关键词：双层球面网壳，可靠性，性能度量法，灵敏度，高度与跨度比。 1引言 近年来，空间结构得到了迅猛发展。越来越多的空间结构由于其优良的结构特性已经在公共和工业建筑得到了应用。随着设计理论和施工技术的发展，空间钢结构的跨度近期明显增加。不过，也有损坏，世界各地的许多大跨度钢结构倒塌。例如，1978年1月18日哈特福德文娱中心体育馆的屋檐在一场大雪后瘫倒[1?4]。1961年由于暴风雪罗马尼亚布加勒斯特的一个单层圆顶壳（直径93.5米）倒塌，此后，大跨度单层网壳结构一直被视为禁区[5]。7月3日，屋面施工的重要组成部分在正常天气下倒塌，包括上面的皇家包厢的部分（参见图1（a）条）。温哥华BC Place体育场的巨型空中支持的圆顶，为2010年冬季奥运会的开幕式和闭幕式场地，由于恶劣的天气条件倒塌，主要原因为屋顶倒塌所使用的设计和材料的破坏。（见图1（b）条）。因此，大跨度空间结构的可靠性和安全性已受到越来越多的工程师，学者和投资者的关注。 有许多方法来处理的可靠性问题。例如，被称为简单随机抽样的方法或统计试验方法的蒙特卡罗模拟（MCS）使基于对随机生成的采样变为不确定变量，。MCS的计算过程很简单，但计算的代价也很大[6，7]。所谓HLRF算法，最初由Hasofer和Lind开发[8]后来由Rackwitz的和Fiessler扩展到非正态随机变量[9]，由于其效率和简单性，此算法是使用的最广的可靠性分析算法。一般来说，如果极限状态函数的非线性度低，近似解可成功地通过迭代的数字实现，但是，如果极限状态函数围绕检查曲率点（设计点）为大，计算可能不收敛。因此通过一些改进，已经考虑到了这个障碍。刘，张和DerKiureghian[10，11]，增加了线性搜索方式改进了这一算法。通过记iHLRF张和DerKiureghian 开发的算法[11]，，在OpenSees实施。 然而，所有这些改进的方法都有它们自己的缺点[6?11]。基于这些缺点，PMA被引入到对大跨度空间钢结构的有限元可靠度分析中。J. Tu等[12]提出了性能度量法（PMA），并提出了PMA本质上对评估无效的概率约束是强大的和更有效的，而RIA在违反概率约束方面更有效。此外，基于可靠性的优化设计往往产生比用PMA更高的收敛速率，而RIA产生奇异点的情况。Lee等[13]讨论了两种方法对概率约束进行评比。一种是传统的以可靠性指标为基础的方法，另一种是以目标绩效为基础的方法。Byeng D.youn等人[14]提出了RIA
（六）储罐施工方案1.工程概况 中油福州油品码头及库区新建工程共有成品油储罐7具，消防水罐2具，其中柴油罐为3具5000立方米拱顶罐，汽油罐为2具3000立方米和2具5000立方米内浮顶罐，消防水罐为2具1000立方米拱顶罐。该工程7具罐与预留的一具罐组成了较为紧凑的成品油罐区，便于集中流水施工。消防水罐则分布于成品油罐区外部。 2.编制依据 由中国石油天然气华东勘察设计研究院设计的施工图： 2003设-401、1000m3拱顶储罐 2003设-407、3000m3内浮顶储罐 2003设-403、5000m3内浮顶储罐 2003设-405、5000m3拱顶储罐 GB128－90《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》。 SH3530－93《石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准》。 SH3528－93《石油化工钢储罐地基与基础施工及验收规范》。 SHJ22－90《石油化工企业设备与管道涂料防腐蚀设计与施工规范》。JB4730－94《无损检测》。 3.储罐设计数据
4.罐体数据 （1）1000立方米拱顶罐罐体数据一览表：（单具总重28850Kg）
（2）3000立方米内浮顶罐罐体数据一览表：（单具总重76797Kg）
（3）5000立方米拱顶罐、内浮顶罐罐体数据一览表：（单具总重119731Kg）
5.施工方法 5.1施工方法采用群桅起升倒装法： 5.2施工用料：每个罐所需倒链和桅杆如下表所示： 5.3材料验收 储罐所选用的材料和附件，应具有质量合格证明书当无质量合格证明书或质量合格说明书有疑问时，应对材料和附件进行复验。 储罐焊条选用J422、J427电焊条，焊条应具 有质量合格说明书。 储罐所选用的钢板，必须逐张进行外观检查，其表面质量应符合现行的相应钢板标准的规定。 钢板表面锈蚀减薄量，划痕深度与钢板实际偏差之和，应符合下表规定。
双层网壳结构的静力分析与设计 摘要：本文简述了双层网壳的静力设计过程，并通过对杆件内力的分析和变形能力的探讨得出如下结论：双层网壳这种结构型式具有有较强的承载能力，良好的稳定性和优越的协调变形性能，是各种大跨度建筑值得采用的一种屋盖型式。 关键词：双层网壳，柱壳，大跨度空间结构。 设计概况：某展览馆主展厅屋面为弧线形，跨度27m，结合使用要求，拟采用双层网壳的屋盖结构型式。该结构不仅具有有较高的承载能力，且当在屋顶安装照明、空调等各种设备及管道时，它还能有效地利用空间，方便吊顶构造，经济合理。 一、柱壳结构的型式与分析 1 柱壳结构型式 本设计所用柱壳采用正放四角锥体系，柱壳跨度27m，矢高4.5m，纵向长度42m。杆件长度控制在3m～3.5m之间。 2 柱壳结构分析 结构分析的核心问题是计算模型的确定。本设计中柱壳结构的计算模型为空 图1 柱壳上弦支座图 图1中，a点为二向支承（约束x，z方向位移），d点为二向支承（约束y，z方向位移），c点为三向支承（约束x，y，z方向位移），其余带×号的各点均设置单向支承（只约束z方向的位移）。 柱壳结构为大型复杂结构，因此采用有限元分析软件SAP2000对其进行结构分析，并结合我国钢结构设计规范对各杆件进行截面设计和验算。 二、静力设计 1、荷载计算 1）恒载标准值计算
2 /375 m KN 2/5m KN 2 /m KN 屋面构件及网壳自重恒载： 0.752/m KN 灯具： 0.052/m KN 2）活载标准值计算 屋面活载：0.52/m KN ； 雪荷载：375.05.075.00=?=?=s s r k μ2/m KN ； 风荷载： C 类地貌，风压高度变化系数查表得74.0=z μ，风振系数 0.1=z β 2所示： 因此，有：21/0789.0m KN w -=，22/237.0m KN w -= ，23/148.0m KN w -= 2○ 1。 ○ 2 ○ 3 6/127/5.4/==l f 15 4)2.06/1(1.02.0-=-?-=s μl f /s μ 0.10.8 -0.20 0.50.6 +
氮气密封技术 氮气密封技术就是用氮气补充罐内气体空间。由于氮气比油蒸气轻，所以氮气浮在油蒸气上面。当呼气时，呼出罐外的是氮气而不是油蒸气。当罐内压力降低时，氮气自动进罐补充气体空间，减少蒸发损耗，避免油品接触空气氧化。 上图氮气密封系统工艺流程图 氮气密封系统的流程如图所示。它主要由氮封阀、信号阀（又称控制阀）、减压阀和针形阀等部分组成。氮封阀是自力式调节阀，它能根据信号阀发出的气信号，快速作出相应动作。当信号阀打开时，氮封阀下膜室的压力下降，利用弹簧的反作用力使阀芯向下移动，阀芯处于与阀座全开位置；当信号阀关小或完全关闭时，氮封阀下膜室的压力增加，压缩弹簧，阀芯向上移动，阀芯与阀座逐渐关小或全关。通过减压阀将氮气压力由0. 7MPa 降至0.15MPa 氮封系统的工作原理是：当储罐内压力低于设定值时，信号阀打开，降低氮封阀薄膜下侧压力，氮封阀也相应打开，将氮气输入罐内，使储罐压力逐渐回升到设定值。当达到设定值时，信号阀关闭，此时氮封阀薄膜下侧压力上升，氮封阀也相应关闭。
如罐内压力高于设定值时，储罐呼吸阀将打开，呼出罐内气体，罐内压力下降至设定值。 在我国储罐呼吸阀的正负压力设定值一般为正压180mmH2O、负压-30m mH2O则氮封阀压力可设定为正压150mmH2O、负压-20mmH2O，然后根据此压力通过观测水柱表来调整信号阀、氮封阀上部的弹簧，设定回讯控制压力。 自力式氮封阀 自力式氮封阀 自力式氮封阀无需外加能源，利用被调介质自身能量为动力源，引入压力阀的指挥器以控制压力阀芯位置，改变流经阀门介质流量，使阀门后端压力保持恒定。公称压力有1.0、1.6Mpa;压力分段
凯威特型局部双层球面网壳参数化建模及静力分析 摘要：以凯威特型局部双层球面网壳为研究对象，应用大型有限元软件ansys 的apdl编程语言，编制相应的宏程序，对这种常见的局部双层球面网壳进行参数化建模。对比分析了相同条件时凯威特型单层与局部双层球面网壳的最大位移。该建模方法简单、快捷、高效，能为凯威特型局部双层球面网壳的研究工作提供方便；静力分析结果表明，相对于相同条件下的单层球面网壳，局部双层球面网壳能够明显减小网壳的。 Abstract: By studying Kai Weite type partial double spherical shell, the application of finite element software ansys apdl programming language, preparation of the corresponding macro for this common partial double spherical shell for parametric modeling. Comparative analysis of the same conditions Kaiwei Te single layer spherical shell with partial double the maximum displacement. The modeling method is simple, fast, efficient, and being able to Kaiwei Te-based double-layer spherical shell of local research to facilitate the work; static analysis results show that under the same conditions as opposed to single-layer spherical shell, partial double spherical shell can significantly reduce the shell 关键词：局部双层球面网壳；参数化建模；apdl语言；ansys软件 Key Words: regional double-layer spherical shell, parameter modeling, apdl language, ansys software 中图分类号:TU393 文献标示码:A文章编号： 0引言 根据网格划分形式不同，常见的球面网壳有：肋环球面网壳、施威德勒球面网壳、联方球面网壳、凯威特球面网壳、三向格子球面网壳和短程线球面网壳等。根据其结构形式可分为单层球面网壳、双层球面网壳等[1]。 局部双层网壳是在结合单层与双层球面网壳的基础上发展起来的一种新型球面网壳形式，它结合了单层与双层球面网壳的特点。凯威特型局部双层球面网壳是应用最多的球面网壳之一，但由于结构形式比较复杂，建模比较困难，本文通过有限元软件ansys的apdl编程语言，编制参数化建模程序，从而实现自动建模。 1. 几何描述 描述凯威特型局部双层球面网壳的主要几何参数有跨度S、矢高F、环向对称循环区域个kn、径向节点圈数Nx，双层区厚度T[2]。则球面曲率半径为：
本科毕业论文 题目：6000m3内浮顶油罐设计 院系：机械工程学院专业：油气储运工程班级： 学生姓名： 指导教师：
毕业设计任务书机械工程学院油气储运工程专业班学生: 毕业设计题目：6000m3内浮顶油罐设计 毕业设计内容：设计计算书一份； 设计说明书一份； 绘制施工图折合A1号图6张。 毕业设计专题部分：油罐内浮顶结构设计 指导教师：签字2010 年3 月日 教研室主任：签字2010 年3 月日 院长：签字2010 年3 月日
设计参数： 1． 公称容积：6000m 3 2． 设计压力：常压 3． 设计温度：0℃～50℃ 4． 贮液重度：3 750m kg =液γ 5． 罐底地基系数：35cm kgf K b = 6． 焊接接头系数：9.0=φ 7． 腐蚀裕度：C 1=1mm 8． 设计风速：55m/s 9． 地震防烈度：8度 10． 贮罐场地类型：II 类 11． 贮液进出口管：DN200，流速2m/s
摘要 本设计题目为6000立方米内浮顶油罐。储罐是一种储存液体或气体的钢制密封容器。主要应用与石油化工工业贮存石油及其产品以及其他液体化学产品。钢制储罐是石油、化工、粮油、食品、消防、交通、冶金、国防等行业必不可少的、重要的基础设施，我们的经济生活中总是离不开大大小小的钢制储罐，钢制储罐储油是目前应用最普遍的一种储油方式。它很少受到自然条件和地理位置的制约，储油容量可以根据需要灵活确定。 浮顶是一覆盖在油面上，并随着油面升降的盘状结构物。由于浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置，使得浮顶与油面间几乎不存在气体空间，从而极大的减少油品的蒸发损耗，减少油气对大气的污染，减少火灾的危险性。浮顶罐特别适宜建造大容积储罐，建造大容积储罐，可以节省单位储油容积的耗钢量和建设投资。但是，由于外浮顶直接暴露于大气，储存的油品很容易被雨雪、灰尘玷污，故外浮顶多用于储存原油，较少用于储存成品油。 内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油，例如汽油、航空煤油等。目前国内的内浮顶有两种结构：一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶；另一种是拼装成型的铝合金浮顶。 通过查阅工具书及相关参考资料，了解贮罐，罐壁，罐顶，罐底和其他附件等各部件的结构和功能，并分析它们在各种载荷下的受力及各种应变，通过分步完成各部件的选材，设计计算和各种应力校核，最终完成一个公称容积为6000立方米的内浮顶贮罐的设计，指明贮罐在工业
第7卷第4期空 间 结 构V ol.7N o.4 2001年12月SPA T I AL ST RU CT U RES Dec.2001 [文章编号]1006-6578(2001)04-0030-07 单层球面网壳结构抗震性能研究 陈军明, 陈应波, 吴代华 (武汉理工大学理学院结构工程与力学系, 湖北 武汉430070) [摘 要] 本文研究了单层网壳结构地震响应的计算理论和计算方法。以K8型单层球面网 壳为研究对象,得出了单层网壳在水平地震作用和竖向地震作用下的力学响应特性的一些重 要结论。进一步针对地震响应的主要影响参数,如结构几何参数、边界刚度、阻尼比等,对单层 球面网壳地震响应规律作了系统的研究,并提出了对单层网壳结构抗震设计有应用价值的结 论和建议。 [关键词] 单层网壳;地震响应;计算理论;参数分析;抗震设计 [中图分类号] T U311.3 [文献标识码] A 1 引 言 鉴于大跨建筑物的重要性,其地震作用效应引起了工程界的关注。近年来,许多学者对平板网架结构在地震作用下的反应及抗震计算方法进行了系统的研究,并制定了《网架结构设计与施工规范》。但国内外学者对单层网壳结构的研究主要集中在静力稳定性能研究,对其抗震性能研究进行较少。网壳结构的地震反应特征是否与网架结构相同?在各种结构参数影响下网壳结构地震内力响应规律如何?对罕遇地震作用下结构的弹塑性反应如何计算?这些都是急待解决的问题。研究网壳结构的抗震性能是其在地震地区广泛应用的前提和基础。 2 运动平衡方程 2.1 运动方程 从单层网壳结构的合理传力方式来看,一般认为空间刚接是其最佳节点形式。故可将网壳 [收稿日期] 2001-06-30 [基金项目] 高等学校博士后流动站科研基金资助。 [作者简介] 陈军明(1966—),女,湖南人,博士,主要从事大跨结构抗震性能的研究。
硕士研究生课程考试试卷 硕士研究生课程考试试卷 考试科目：大跨与空间钢结构 考生姓名：许爱国考生学号：20101602009 考生姓名：杨 丹考生学号：20101602024 考生姓名：张 长考生学号：20101602084 考生姓名：田真珍考生学号：20101602015 学院：土木工程学院专业：土木工程（结构工程方向）考生成绩：90 任课老师(签名) 崔佳 考试日期：2011 年9月5日
目 录 录 1设计资料 (1) 1.1 设计题目 (1) 1.2 设计参数 (1) 2 设计分析软件 (2) 2.1 分析软件简介 (2) 2.2 软件分析步骤 (2) 3 网壳结构设计计算 (3) 3.1 设计基本要求 (3) 3.2 计算分析方法 (3) 3.3 结构模型建立 (4) 3.4 节点与单元属性设置 (5) 3.5 材料参数设置 (6) 3.6 施加约束和荷载 (7) 3.7 软件初步分析设计 (11) 3.8 结构动力分析 (14) 3.9 竖向和水平地震作用抗震验算 (19) 3.10 结构风振系数计算 (21) 3.11 支座节点及檩条设计说明 (21) 4 网壳结构计算结果信息 (22) 4.1 网壳结构各杆件内力 (22) 4.2 网壳结构挠度验算 (23) 4.3 杆件与球节点配置及材料表 (25) 4.4 图纸生成说明 (25) 5 设计结果分析 (26) 5.1 单层球面网壳设计结果概述 (26) 5.2单层球面网壳整体稳定性分析简述 (27) 5.3 网壳结构设计中的几个问题 (29) 参考文献 (30) 附录 (31)
1 设计资料 1.1 设计题目 设计一单层球面网壳，网壳直径为20m，矢高7m，周边支承在钢筋混凝土柱及圈梁上，钢筋混凝土柱沿周边每20°一个均匀布置，柱截面尺寸为400mm×700mm，柱顶及圈梁顶标高为15.2m，圈梁截面尺寸为400mm×600mm。网壳上搭设檩条，屋面板采用压型钢板。 1.2 设计参数 1.2.1 静荷载 网壳自重：网壳结构的自重包括钢管杆件和焊接空心球节点（或螺栓球节点）的重量，可由计算机分析软件程序自动生成。 附加恒载：檩条、压型钢板和灯具重量取2 kN m。 0.65/ 1.2.2 活荷载 本工程屋面为不上人屋面，根据《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）(2006年版)第4.3.1条规定，屋面均布活荷载标准值取为2 kN m。屋面均布活荷载不应 0.5/ 与雪荷载同时考虑，取二者的较大值，此处不考虑雪荷载。基本风压取2 0.4/ kN m，本工程不考虑积灰荷载和吊车荷载。 1.2.3 温度作用 此处的温度作用仅指分析软件用到的温度差，即结构施工安装时的温度与使用过程中温度的最大差值，此处取为-25℃~25℃。 1.2.4 地震作用 本工程所在场地的抗震设防烈度为8度，场地类别为Ⅱ类，根据《空间网格结构技术规程》（JGJ7-2010）第4.4.2条规定，本工程单层球面网壳结构需要进行竖向和水平抗震验算。 1.2.5 结构材料 网壳结构杆件对钢材材质的要求与普通钢结构相同，本工程采用Q235B钢。网壳杆件截面形式有圆钢管、方钢管、角钢及H型钢等，由于圆钢管相对回转半径大和截面特性无方向性，对受压和受扭有利，一般情况下，圆钢管截面比其他型钢截面可节约20%的用钢量，当有条件时应优先采用薄壁圆管形截面，圆钢管可采用高频电焊钢管（即有缝管）或无缝钢管，其中高频电焊钢管较无缝钢管造价低且壁薄，设计时应优先使用，故本工程采用高频电焊圆钢管。网壳结构下部的钢筋混凝土柱及圈梁的混凝土强度等级采用C30。
浅论单层网壳钢结构采光顶设计 摘要：介绍了遵义医学院附属医院新蒲医院-门急诊住院综合楼项目。该工程为 门急诊住院综合楼中庭屋顶钢结构部分的单层网壳设计。文中介绍了工程的结构 分析和设计方法。在设计中建立中庭采光顶结构有限元计算模型。在综合考虑工 程重要性的同时，根据结构的几何力学特点，节点的刚度等多种因素的基础上， 对恒荷载、活荷载、雪荷载、风荷载、温度作用、地震作用等工况组合，对结构 在使用阶段的内力和变形进行分析。在大量计算和分析的基础上，对结构几何体 系和构件进行了设计。并对结构的整体稳定进行了分析。 关键词：网壳的选型设计；节点设计；整体稳定 绪论 本工程为医院门急诊住院综合楼中庭钢结构部分，属于大型公共建筑。钢结构屋盖平面 呈防锤形，结构纵向最长为82.50m，横向最大跨度27.50m，立面呈椭圆形，最高点高度 21.9m。最低点高度15.55 m。整个屋顶建筑面积近1850m2。屋顶中间部分采用夹层中空全 钢化玻璃，两侧部分为铝板。整个结构落在主体混凝土结构上。 深化后采光顶轴侧图 论文正文 一、结构选型 综合考虑建筑的外观效果、经济性、结构安全等因素，屋面结构决定采用经济性、安全 性都较好的网壳结构。本工程钢结构屋面跨度不大，约28m。因此，形式上采用单层网壳结构。下端固定在混凝土平台上，交联过程稳定，重复性好。 结构视图 二、网格划分 在建筑方案的基础上对网壳的曲面形式、几何尺寸重新划分，根据网壳的受力特点，同 时考虑了施工因素等因素，来确定网格类型的选择、网格大小的划分，其目的是使网壳受力 合理，能充分发挥结构材料的力学性能，也考虑了整体造型美观。 除上述原则外，在遵循最优的结构形式，还应考虑加工制作、半成品运输、吊装安装等 条件，与之覆盖的材料协调和匹配，以取得最好的技术和经济效果。综上考虑，在方案设计时，通过分析和比较，最终网格采用了三向网格型，三向网格形是在水平面内形成大小相等 的三角形网格，然后投影到曲面上形成的。由于这种网格结构组成规律性强，结构外形美观，受力好，适用于该工程。
凯威特型局部双层球面网壳参数化建模及静力分析摘要：以凯威特型局部双层球面网壳为研究对象，应用大型有限元软件ansys的apdl编程语言，编制相应的宏程序，对这种常见的局部双层球面网壳进行参数化建模。对比分析了相同条件时凯威特型单层与局部双层球面网壳的最大位移。该建模方法简单、快捷、高效，能为凯威特型局部双层球面网壳的研究工作提供方便；静力分析结果表明，相对于相同条件下的单层球面网壳，局部双层球面网壳能够明显减小网壳的。 abstract: by studying kai weite type partial double spherical shell, the application of finite element software ansys apdl programming language, preparation of the corresponding macro for this common partial double spherical shell for parametric modeling. comparative analysis of the same conditions kaiwei te single layer spherical shell with partial double the maximum displacement. the modeling method is simple, fast, efficient, and being able to kaiwei te-based double-layer spherical shell of local research to facilitate the work; static analysis results show that under the same conditions as opposed to single-layer spherical shell, partial double spherical shell can significantly reduce the shell 关键词：局部双层球面网壳；参数化建模；apdl语言；ansys
内浮顶油罐浮盘沉没原因及防范措施探索 内浮顶油罐浮盘沉没原因及防范措施探索——引言（1） 目前，在炼油企业油库的油罐选型中，内浮顶油罐由于具备隔离油气、抑制油气挥发、火灾危险性小、维修方便等优点，而得到普遍使用，但是常常由于在内浮顶油罐的设计施工、生产操作过程中出现各种问题造成内浮盘沉没事故，给企业的正常生产运行造成极大影响和损失。现就内浮盘沉没的的原因及防范措施谈谈自己的看法，敬请大家指教。 内浮顶油罐浮盘沉没原因及防范措施探索——沉没的原因（2） 1、设计问题。有的内浮顶罐壁上未开透气孔，而在顶盖上增加呼吸阀数量，致使浮盘上部受压，制约了浮盘的浮动。内浮盘结构设计不合理，浮盘为敞开式，上面无遮盖，容易造成油料进入浮盘内；浮盘上中能积存油液，而不能排掉油液；浮盘上无隔舱，抗沉性差，只要有一处漏，就容易造成浮盘上沉没。使用经验证明，对于这种盘式结构的浮顶，虽然具有钢材耗量少、自然排散油气、失火危险性小、修理方便等优点，但容易造成浮盘沉没，安全性差。 2、施工质量问题。个别浮盘支架焊死在罐低板上，进油时浮盘根本不浮不起来。由于焊接不良，金属出现裂纹和腐蚀，导致油罐浮顶破裂、渗漏，主柱歪斜等造成内浮盘沉没。 3、操作问题。进油高度超高，浮盘被固定顶盖上的梯子顶柱，油料进入浮盘上部而造成浮盘沉没。在倒罐时利用量油孔导向管作为罐内管线，使介质从量油导向管上的开孔处流到浮盘上，导致浮盘沉没。 4、液泛。所谓液泛，就是指油气夹带液沫喷溅到内浮盘上的过程。一方面油料输送到罐内压力降低，使得原来的相平衡破坏，在常压下达到新的平衡，同时产生大量的油气。另一方面，对炼油厂油库，由于油料进罐温度可能较高，或油料未经稳定脱气，致使一部分轻组分气化、产生大量气体，这些气体，在罐内形成气泡，聚积在内浮顶下和密封装置处，而且输油作业时油料在罐内剧烈湍动，使得内浮顶倾斜、旋转，罐壁与密封装置若在某处有一微小缝隙，气体便会在这种微小缝隙中产生极大的流速，并携带着液沫从密封缝隙中喷溅而出，所夹带的大部分液体，落在内浮顶上，并在内浮顶上积聚。如果油料产生的气体越多，喷溅的高度也就越大，所夹带的液沫也就越多，液泛也就越严重。加上内浮盘又易于积存液体，抗液泛能力差，本身没有浮力，抗沉性差。在进油过程中，不断地产生气体，也就不断是产生液泛。随着油罐进出油周转次数的增加，产生液泛的次数也增加，使浮顶上积存的液
单层球面网壳结构的稳定性分析 摘要：网壳结构是近年来在建筑工程中广泛应用的一种空间结构形式，它受力合理,造型美观, 用料经济,施工简便。其结构形势多样,跨度较大,重量轻，因而网壳结构的稳定性问题是结构设计和施工安装中的十分重要。本文主要在国内外研究成果的基础上，介绍单层球面网壳结构的发展状况以及其非线性 稳定性分析方法，并得出相关结论。 关键词：单层球面网壳结构、非线性、稳定性 Abstract:In recent years latticed shell is a widespread spatial structure in the architectural engineering because of the reasonable stress, the beautiful modeling and convenient installation. Its structure diversifies , span is big and the weight is light. So the stability calculation problem on the latticed shell structure becomes important in the structure design and construction installment. Based on the recent research within and without , this paper mainly introduce the development and the nonlinear stability analysis methods of single-layer spherical lattice shells and draws some conclusions. Key words: single-layer spherical lattice shell、nonlinear、stability 1 网壳结构的发展概况 网壳结构是一种由杆件构成的曲面网格结构，可以看作是曲面状的网架结构，兼有杆系结构和薄壳 结构的固有特性。该结构形式受力合理、造型美观多样、跨度大、材料耗量低，现场安装简便，是非常 有发展前景的一类空间结构[1-2]。 网壳结构按照曲面外形可以分为:球面网壳、柱面网壳、双曲扁网壳、圆锥面网壳、单块扭网壳、扭曲面网壳、双曲抛物面网壳以及切割或组合形成面网壳等[3]。 国外最早网壳可追溯到1863年在德国建造的一个由凯威特设计的30m直径的钢穹顶，是作为储气罐的顶盖之用。由此命名的这种施威德勒形式的网状穹顶，至今仍作为球面网壳的一种主要形式。近二、 三十年来，国外尤其在美国、日本等国网壳结构发展迅速。我国网壳结构作为空间结构受力体系设计并 广泛应用，始于上世纪80年代末，近年来正蓬勃发展，国外很多网壳结构在建筑形体、结构跨度、加工精度、安装方法、网壳的开启技术等方面有独到之处，都值得我们学习和借鉴[4]。 近年来国内外不少的标志性建筑都采用了球面网壳这种空间结构。日本于1996年建成的名古屋体育馆（见图1）是世界上跨度最大的单层球面网壳。该体育馆整个圆形建筑直径为229.6m,支承在看台框架柱顶的屋盖直径则有187.2m。另外1993年建成的日本福冈体育馆（见图2）也为球面网壳，直径为222m,是目前世界上最大的可开合式球面网壳结构。 我国于1994年修建的天津市新体育中心体育馆的双层网状球壳结构（如图3），平面为圆形，直径108m，外悬挑部15.4m，厚度3.0m，整个球壳平面直径为135.0m，矢高13.5m，用钢指标为55kg/m2，
浮顶储罐分为浮顶储罐和内浮顶储罐（带盖内浮顶储罐）。 1）浮顶储罐。浮顶储罐的浮顶是一个漂浮在贮液表面上的浮动顶盖，随着储液的输入输出而上下浮动，浮顶与罐壁之间有一个环形空间，这个环形空间有一个密封装置，使罐内液体在顶盖上下浮动时与大气隔绝，从而大大减少了储液在储存过程中的蒸发损失。采用浮顶罐储存油品时，可比固定顶罐减少油品损失80%左右。 2）内浮顶储罐。内浮顶储罐是带罐顶的浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合的新型储罐。内浮顶储罐的顶部是拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶，内部为浮顶。内浮顶储罐具有独特优点：一是与浮顶罐比较，因为有固定顶，能有效地防止风、砂、雨雪或灰尘的侵入，绝对保证储液的质量。同时，内浮盘漂浮在液面上，使液体无蒸汽空间，减少蒸发损失85%～96%；减少空气污染，减少着火爆炸危险，易于保证储液质量，特别适合于储存高级汽油和喷气燃料及有毒的石油化工产品；由于液面上没有气体空间，故减少罐壁罐顶的腐蚀，从而延长储罐的使用寿命，二是在密封相同情况下，与浮顶相比可以进一步降低蒸发损耗。 内浮顶储罐的缺点：与拱顶罐相比，钢板耗量比较多，施工要求高；与浮顶罐相比，维修不便（密封结构），储罐不易大型化，目前一般不超过10000m3 (一)金属油罐 金属油罐是采用钢板材料焊成的容器。普通金属油罐采用的板材是一种代号叫A3F的平炉沸腾钢；寒冷地区采用的是A3平炉镇静钢；对于超过10000m3的大容积油罐采用的是高强度的低合金钢。 常见的金属油罐形状，一般是立式圆柱形、卧式圆柱形、球形等几种。立式圆柱形油罐根据顶的结构又可分为桁架顶罐、无力矩顶罐、梁柱式顶罐、拱顶式罐、套顶罐和浮顶罐等，其中最常用的是拱顶罐和浮顶罐。拱顶罐结构比较简单，常用来储存原料油、成品油和芳烃产品。浮顶罐又分内浮顶罐和外浮顶罐两种，罐内有钢浮顶浮在油面上，随着油面升降。浮顶不仅降低了油品的消耗，而且减少了发生火灾的危险性和对大气的污染。尤其是内浮顶罐，蒸发损耗较小，可以减少空气对油品的氧化，保证储存油品的质量，对消防比较有利。目前内浮顶罐在国内外被广泛用于储存易挥发的轻质油品，是一种被推广应用的储油罐。 卧式圆柱形油罐应用也极为广泛。由于它具有承受较高的正压和负压的能力，有利于减少油品的蒸发损耗，也减少了发生火灾的危险性。它可在机械，一成批制造，然后运往工地安装，便于搬运和拆迁，机动性较好。
提高大型外浮顶油罐密封效果 提高大型外浮顶油罐密封效果 【摘要】：由于外浮顶油罐密封装置在生产运行过程中密封不严或密封压缩过紧的问题较为严重，本文对密封泄漏的问题进行深入剖析，找出造成泄漏的主要原因，从而在外浮顶油罐密封方式上来控制并提高密封的效果，达到有效的控制。 【关键词】：大型外浮顶油罐；密封件性能；控制 中图分类号：C35文献标识码： A 0.引言 为保证大型外浮顶油罐在生产过程中能正常运行，针对外浮顶油罐密封装置的密封效果进行研究，从而提出了怎么提高大型外浮顶油罐密封效果的方法，并在实际应用当中得到了证明。在外浮顶油罐密封的形式上作出改进，更好的保持浮顶与油罐壁的紧密接触，减少储液蒸发损耗，储液质量不受影响，对大气不会造成污染。浮顶储罐的浮顶就是指在储液表面上漂浮的浮动顶盖，它会随着储液的输入多少而上下浮动，从而使储液在顶盖上下浮动时形成了大气了隔绝，减少了储液在生产运行过程中的蒸发损耗。罐内油品质量取决于密封是否良好，浮顶油罐的密封装置就是为减少油气损耗，降低油气泄漏而设计形成的。怎么提高浮顶油罐的密封效果就要在密封效果上进行研究考虑，从而更好达到密封的效果。 1.影响密封效果的因素 1.1导向管、量油管偏差 浮顶会随着导向管和量油管上下运行，导向管、量油管对浮顶横向、纵向移动时有一定的限制作用，但在油罐运行中，浮顶还是会出现一定幅度的自由漂移。如果导向管、量油管垂直度偏差会加剧这种现象的发生，使得浮船与罐壁之间间距出现不均匀的现象，从而影响油罐的密封效果。 1.2浮顶漂移
储油罐经过长期运行后，由于罐基础承压不均匀造成的储油罐基础不均匀沉降。罐体产生一定的倾斜，外罐主体承压不均匀的罐壁凹凸变形也会造成浮船与罐壁之间的环向空间间隙大小不均匀。上述情况都会导致浮顶向一侧漂移影响油罐的密封效果。 1.3油罐基础沉降 油罐建造和焊接工艺落后，油罐壁板在加工和安装过程时不能完全按照标准去完成，使壁板的垂直度和椭圆度发生偏差，形成密封托板宽度不一致，浮顶侧面托板变形，罐壁椭圆度变大，与浮顶圆心不一致等问题，影响油罐的密封效果。 1.4现场安装不到位 厂家批量生产密封包带、密封海绵条、I型压板等密封部件，尺寸规格都是一致的，但是现场实际间隙尺寸不一样，现场实际安装时不能调整密封部件尺寸，造成部分安装不到位，影响油罐的密封效果。还有密封包带长期受阳光照射或风蚀造成的老化开裂现象，引起密封失效。 1.5外界环境的影响 储油罐在运行过程中罐顶空气和温度的变化也有可能造成密封 泄漏。流动的空气形成的涡流会造成罐体的油气不均匀，油气不断蒸发流失。阳光照射和昼夜温差引起的罐顶液面温差，会增加环形气象空间与大气压的压差，从而造成油气泄漏。 2.提高密封效果措施 针对上述几种影响密封效果的原因进行改进措施，从而提高大型浮顶油罐的密封效果。 2.1减少现场误差 从第二圈以上壁板的垂直度进行逐圈控制，尽量使总体垂直度的控制误差平分到各圈壁板上。从而加强油罐壁板质量控制，提高底圈壁板的安装质量。通过管托、支架来使导向管、量油管的上下端固定；通过垂直掉线重新校正，使之满足sy/t5921-2000规定的15mm的要求来调整导向管、量油管的倾度。 通过调整滚轴，使浮顶与罐壁之间局部的环向间隙适当，控制间隙数值。在大型储罐施工中，还应加强质量安全要求和提高技术水平，
球面网壳结构类型和特点 球面网壳主要有交叉桁架体系和角锥体系两大类。 1交叉桁架体系 各种形式的单层球面网壳的网格形式均可适用于交叉桁架体系，只要将网壳中的每根杆件用平面网片来代替，即可形成双层球面网壳，注意网片竖杆方向是通过球心的。 单层球面网壳主要类型有：肋环型球面网壳(Ribbed Dome)、施威德勒型球面网壳(Schwedler Dome)、联方型球面网壳(Lamella Dome)、三向格子型球面网壳(three way grid Dome)、凯威特型球面网壳(Kiewitt Dome)和短程线球面网壳(Geodesic Dome)。双层球面网壳在单层的基础上且网壳上下两层同心进行杆件的交叉复制，使得双层球面网壳的下层杆件连接规律与上层球面一致，上层和下层通过交叉连接，形成交叉桁架体系，即双层球面网壳。 1.1肋环型球面网壳 它是由经向和纬向杆件组成，大部分网格呈梯形。具有网格划分简单，节点构造简单的特点。但是其杆件长短不一，内力分布不均匀，制作安装工作量相当大。杆件计算模型应按空间刚接梁单元考虑，一般适用于中、小跨度结构。
图1：勒环型单层球面网壳 1.2施威德勒型球面网壳 由经向杆、纬向杆和斜杆构成，是肋环型球面网壳的改进形式。加设斜杆的目的是为了提高结构刚度和其承受非对称荷载的能力。斜杆布置方法主要有：左向单斜杆、双斜杆、左右向单斜杆和无纬向杆的双斜杆。在具体工程设计时，应综合考虑荷载特点和支承方式以及材料等因素来确定选用结构布置形式。这种网壳刚度较大，一般适用于大、中型网壳结构。 图2：施威德勒型单层球面网壳 1.3联方型球面网壳 联方型球面网壳系德国工程师Zollinger首创，由左斜杆和右
三、浮顶油罐和内浮顶油罐 1．浮顶油罐的浮顶顶有哪几种形式 浮顶油罐的浮顶有单盘式和双盘式两种形式。 油罐容积较小时，浮顶做成双层式，它由上下两层圆形钢板，以及中间用隔板隔成若干个沿圆周形排列的单个封闭舱组成，像船一样浮于油面上。为了排除雨水，其上层顶板做成向中心坡向，再由可折的排水管引至罐底排水孔排出。而其下层顶板中心比周边略高，以便收集油蒸气。双屋浮顶中间隔有一层空气，它可起很好的隔热作用，减少了大气温度对油品的影响，但双层浮顶钢材用量大，而且结构复杂。 油罐容积较大时，为了节省钢材，在保证足够浮力的条件下，浮顶一般为单层浮顶，其周边上也做成双层浮舱，只是中间部分为单层钢板，其余设施与双层浮顶相同。 2．简述内浮顶油罐的结构 内浮顶油罐体外形结构与拱顶油罐大体相同。与浮顶油罐相比 较，它多了一个固定顶，这对改善油品调度的储存条件，特别是对防止雨水杂质进入油罐和减缓密封圈的老化有利。同时，内浮顶也能有效地减少油品损耗，所以，内浮顶油罐同时兼有固定顶油罐和浮顶油罐的优点。 3．浮顶罐密封装置有哪几种形式 常见的有机械密封、弹性材料密封和管式密封。 4．简述内浮盘结构 内浮盘可用钢板、铝板或纤维增强聚脂及环氧物、硬泡沫塑料及各种复合材料建造。内浮顶的浮舱结构形式有音层和双层两种，它也可分为隔包式浮舱式、浮盘式、浮筒拼接式等多种。 5．简述内浮盘的附件 内浮盘附件是直接安装在浮盘上的附件，它们与内浮盘的浮动过程及检修有关。 （1）人孔。在内浮盘上通常设有2个人孔，用于检修时通风及操作人员进出。 （2）支柱套管和支柱。支柱的作用是在油罐放空时，支撑内浮盘。使其与罐底板保持一定高度。内浮盘有2个控制高度，第一控制高度由支柱套管控制，支柱套管穿过浮盘。并以加强圈和筋板与浮盘焊接。 在浮雕盘加强环板处的支柱套管高出浮盘900mm,其余部位的套管高出浮盘400mm。支柱套管高出浮盘面的一端都设有法兰与盲板，平时用密封垫圈和螺栓、螺母紧固严实。浮盘以下支柱套管长度无均为500mm。这样在平时收发油作业时，浮盘下降的最低高度便控制在
浮顶储罐是由漂浮在介质表面上的浮顶和立式圆柱形罐壁所构成。浮顶随罐内介质储量的增加或减少而升降，浮顶外缘与罐壁之间有环形密封装置，罐内介质始终被内浮顶直接覆盖，减少介质挥发。 罐底：浮顶罐的容积一般都比较大，其底板均采用弓形边缘板。 罐壁：采用直线式罐壁，对接焊缝宜打磨光滑，保证内表面平整。浮顶储罐上部为敞口，为增加壁板刚度，应根据所在地区的风载大小，罐壁顶部需设置抗风圈梁和加强圈。 浮顶：浮顶分为单盘式浮顶、双盘式浮顶和浮子式浮顶等形式。 单盘式浮顶：由若干个独立舱室组成环形浮船，其环形内侧为单盘顶板。单盘顶板底部设有多道环形钢圈加固。其优点是造价低、好维修。 双盘式浮顶：由上盘板、下盘板和船舱边缘板所组成，由径向隔板和环向隔板隔成若干独立的环形舱。其优点是浮力大、排水效果好。
内浮顶储罐是在拱顶储罐内部增设浮顶而成，罐内增设浮顶可减少介质的挥发损耗，外部的拱顶又可以防止雨水、积雪及灰尘等进入罐内，保证罐内介质清洁。这种储罐主要用于储存轻质油，例如汽油、航空煤油等。内浮顶储罐采用直线式罐壁，壁板对接焊制，拱顶按拱顶储罐的要求制作。目前国内的内浮顶有两种结构：一种是与浮顶储罐相同的钢制浮顶；另一种是拼装成型的铝合金浮顶。 一般情况不会发生浮盘塌陷现象的，因为浮盘正常一直会浮在油面上面，只有下面情况才会发生塌陷。 1、浮盘在落底情况下，罐进油速度过快，造成对浮盘冲击后，造成浮盘升起速度不均，导致倾斜，油会从密封处升到浮盘上面，在由于对浮盘检查不到位，造成浮盘落底运行，使浮盘塌陷。 2、浮盘导向柱发生倾斜，或油罐的椭圆度发生较大变化，造成卡盘现象，油面上升至浮盘上面，造成浮盘塌陷。