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19-常压立式圆筒形储罐基础抗震,荷载课件

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常压立式圆筒形储罐抗震设计计算标准对比

常压立式圆筒形储罐抗震设计计算标准对比

常压立式圆筒形储罐抗震设计计算标准对比于胜栓【摘要】探讨了现行国家和行业标准中关于常压立式圆筒形储罐抗震设计的GB 50341-2014、GB50761-2012和SH 3048-1999三个标准,分别介绍了其适用范围和储罐抗震计算方法,其中计算方法涉及了罐液耦连振动基本周期、水平地震剪力、地震弯矩、最大轴向压应力和稳定许用临界应力.通过对比发现,三个标准的适用范围相差不大,计算方法有一定的差别,尤其是稳定许用临界应力的计算方法差别最大.分别利用三个标准的计算方法对10 000 m3储罐实例进行抗震计算,计算结果相差较大,尤其是储罐稳定许用临界应力的大小,导致根据不同的标准进行抗震设计得到的安全性不一致,最后对抗震设计计算提出了建议.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2016(042)005【总页数】4页(P39-41,60)【关键词】储罐;GB 50341;GB 50761;SH 3048;抗震设计【作者】于胜栓【作者单位】中国昆仑工程公司,北京100037【正文语种】中文立式圆筒形储罐是石油化工行业的一种重要存储设备，考虑到石油化工装置的规模越来越大，储罐的大型化发展已经是必然趋势[1-2]。

大型储罐一旦在地震中遭受破坏，必将产生严重后果，故其抗震研究越来越受到工程界关注[3-4]。

现行国家和行业标准中关于常压立式圆筒形储罐抗震设计的规范主要有GB 50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》、GB 50761-2012《石油化工钢制设备抗震设计规范》及SH 3048-1999《石油化工钢制设备抗震设计规范》。

虽然上述三个规范在适用范围以及计算方法上有一定的共性，但是计算的结果却存在差异，有时甚至差异很大[5-6]。

本文针对常压立式圆筒形储罐的抗震设计，对比分析上述三个规范存在的不同点，并以实例进行验证，提出相关的建议。

1.1 GB 50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》[7]该规范为我国国家标准，适用于储存石油、石化产品及其他类似液体的常压和接近常压立式圆筒形钢制焊接油罐的设计，其中规定油罐抗震计算适用于罐壁高度与罐直径比（以下简称高径比）≤1.6，且容积≥100 m3的常压立式圆筒形钢制油罐的抗震计算，适用于抗震设防烈度为6～9度地区的油罐抗震设计，其中设防烈度为6度地区的设备也必须进行抗震设计。

立式圆筒形储罐地震影响计算的比较与分析

立式圆筒形储罐地震影响计算的比较与分析
在工程实践中此论述常被总结为“小震不坏，中 震可修，大震不倒”。GB50011-2010中还规定，使用 功能或其他方面有专门要求的建筑，当采用抗震性能 化设计时，具有更具体或更高的抗震设防目标。
GB50011-2010规定见表1，其中括号中数字适用于 设计基本地震加速度0.15g和0.3g的地区。
表1 GB500011-2010对地震加速度的规定[5]
通过对比我们可以发现，在上文所给定的范围 内，GB50341得出的计算结果相比GB50011数值更大， 在由于储罐振动周期都位于平台段，因此两标准计算 出的结果比值仅与αmax1/ CZαmax2相关，与于其高 径比无关。
在实际设计工作中，储罐地基与本体分别由结构 专业与设备专业进行设计。由于标准编写的思路不 同，对于地震剪力的计算，可以看到GB50011-2010与 GB50341-2014得出的计算值是不同的。当然，在实际 设计中，通过对计算时的参数圆整或输入数据取法的 不同要求，实际计算出的数据经常大于严格按照二者 定义要求所求出的值。
科学管理
2019年第8期
立式圆筒形储罐地震影响计算的比较与分析
王苏浩
中国石化工程建设公司 北京 100101 摘要：立式圆筒形钢制焊接储罐在化工行业中有着广泛的应用，是大规模存储液态介质的重要设备。储存于其中的 介质常常具有易燃易爆或者有毒的特性。如果在设计时没有充分进行抗震分析，在遭遇地震时有可能造成大量储存介质泄 露，甚至导致极其严重的毁灭性影响。几十年来，工程界对于钢制圆筒形储罐在地震工况下的安全问题进行了不同角度的 理论研究与实验分析，取得了大量成果[1][2][3]。本文试图通过从结构专业与设备专业的角度，分别对计算储罐在地震中的底 面剪力进行计算与比较，探讨适合工程实际的设计匹配问题。 关键词：立式圆筒形储罐 抗震设计 地震剪力 GB50011 GB50341 设计协调

大型立式储罐计算PPT课件

大型立式储罐计算PPT课件

D
mm
tm
Pa
Pcr
Pa
PL
6.2 5.7 5.7 50 50 1699 1200 0.57 0.81 1.02 1.03 28075199 37943925 3793387 10.50 10185 1800
P
Pa
P0
**********不设加强圈**********
加强圈数量
int(P0/Pcr)
nn
设置加强圈后，每段筒体的当量高度 HE/(n+1)
L
m
e Le
3.70 6.30
He6
He7
He8
He9
He10
/
/
/
5.11
1 1.00 2486
3
1238
0 5.11
八、罐壁计算模块（续）
1.遵循设计原则：
由于计算模块不可能囊括所有技术细节，技术 标准不断更新，与设计模型的不符，常需要我 们对简单计算程序进行修改。
办法：深入学习标准，明确计算步骤，正确填 写数据，学会分析重要数据合理性。
六、重要参数释义
1设计压力： 1.1定义：罐顶部气相空间的最高压力（表压），其值不应低于正常使用
时可能出现的最高操作压力。压力范围：-490~6000Pa 1.2如何输入：设计内压：常压、满液输0Pa；微内压输具体数值；设计
罐顶最小厚度t 罐顶名义厚度
0C t t
Pa P Po
E
Pa
Et
mm
°θ
Rs
mm
ths
mm
tmin
mm
tm
100 1 2 1800
191000 0.994791666
0.3 24.77 12600

常压立式圆筒形钢制拱顶储罐整体搬迁施工工法

常压立式圆筒形钢制拱顶储罐整体搬迁施工工法

常压立式圆筒形钢制拱顶储罐整体搬迁施工工法大庆**有限责任公司安装公司2008年11月30日常压立式圆筒形钢制拱顶储罐整体搬迁施工工法0前言在我单位今年施工的**扩改建工程中，按照设计要求将原有的1座700M3反冲洗罐和1座500M3缓冲水罐除油污后热洗、搬迁、修复、除锈、防腐，整体搬迁后改造为缓冲水罐。

经过与设计人员交流，立式储罐整体搬迁比新建罐节省投资，缩短工期，目前油田地面建设的发展趋势，此类项目也会愈来愈多。

于是我建设集团安装公司第五工程处成立了一个方案的编制小组，到设计部门及兄弟单位进行了交流，在公司技术发展部科长**的指导下，完成了方案的编制与审批工作。

我单位于2007.8.17在**、深度站扩改建工程中按照此工法成功地完成了两座罐的整体搬迁，搬迁过程用了8小时，罐的整体结构及几何尺寸经过检查符合设计及规范要求。

1特点本工法突出了整体搬迁中的控制变形措施，采用了汽车吊或者履带吊吊装，易于操作，工期短，如果搬迁距离远，则采用爬犁或拖车运输。

2适用范围本工法适用于储存石油、石化产品及其他类似液体的常压立式圆筒形钢制拱顶储罐（容积小于1000M3）的整体搬迁。

其中钢制拱顶储罐：是指用于储存石油、石化产品及其他类似液体的常压立式圆筒形钢制的拱顶容器。

3工艺原理在立式储罐的外壁竖向均匀分布焊接槽钢，在罐顶部做水平支撑，管内壁焊接水平涨圈，构成吊装受力的刚体，在顶部使用平衡梁吊装，有效降低吊装时应力对罐体几何形状的影响。

为了防止管底由于自重在吊装中变形，在罐底做临时吊护加固。

4工艺流程及操作要点4.1工艺流程施工方案编制及审批施工机具、设备进场或预定对作业人员进行技术交底施工场地平整，临时便道修筑罐除油污、热洗罐新基础验收拆除罐内工艺管线罐内临时加固设施及吊点设施安装罐整体吊装移位罐找正就位罐几何尺寸检查罐内临时加固设施及吊点设施拆除，罐体恢复4.2操作要点4.2.1应根据罐的重量计算罐四周槽钢与罐壁的焊接长度，槽钢应均匀分布；罐直径大于本实例时应增加竖向槽钢的数量。

立式储罐抗震设计计算

立式储罐抗震设计计算
2.5.9 锚固螺栓的拉应力σbt(Pa) 2.5.10 锚固螺栓拉应力校核 2.5.11 锚固罐底部压应力校核（有锚固时）
2.5.12 罐壁其它各圈壁厚抗震设计要求
2.6、液面晃动波高计算 序号 2.6.1 罐内液面晃动波高hv(m) 2.6.2 罐顶设计结构 2.6.3 浮顶影响系数ζ1 2.6.4 阻尼修正系数ξ2 2.6.5 罐顶缓冲高度校核
三、计算总结及优化设计建议
计算项目
0.000817 147000000 129705822.9
合格 合格
参见《钢结构》附表11 第4.1.5条 公式7.5.3-3 公式7.5.3-4 公式7.5.3-2
根据上述抗震验算所得的第一圈罐壁厚度大于根据静液压力计算所得的厚度(两 者均不包括腐蚀余量)时，其他各圈罐壁壁厚可在按静液压力计算所得厚度的基 础上，以同样的比例增大，否则上面各圈罐壁也应进行抗震计算，并验算各圈底 部的抗失稳能力。
公式7.3.1-1 公式7.3.3
计算值 27033108.52 0.178959178 18022072.35
1.00
公式7.4.1-1 公式7.4.1-2 第7.4.2条 表4.1.2
说明
计算值 69236.71238 28314.7992 1293058.917 0.41594686 1.37608616 7648666.895
合格 请设计锚固螺栓
公式7.5.1 公式7.5.2-1 公式7.5.2-2 A1=∏*D1*δ1 Z1=0.785*D12*δ1 公式7.5.4-1/2 公式7.5.3-2
说明
13.41 M36 24
第 3 页，共 4 页
2.5.9.4 锚固螺栓的有效截面积Abt(m2) 2.5.9.5 锚固螺栓许用拉应力[σbt](Pa)

特种基础：储罐基础ppt课件

特种基础：储罐基础ppt课件
;
两点的高差不大于10mm，无环梁〔墙〕时，沿圆周方向 每3m长度内各点高差不大于5mm，整个圆周上任意两点 的高差不大于20mm。 (6) 为减小储罐底板的腐蚀，基础表面应设置防潮层。 三、储罐基础的类型及适用性 1、储罐基础的类型
根据储罐容量、储罐形式、地形地貌、工程地质条件、 场地条件、施工条件等因素，储罐通常可以分为以下几种 形式。 (1) 护坡式基础 包括混凝土护坡、砌石护坡和碎石灌浆护坡等。一般当场 地足够，地基承载力允许，地基沉降量较小时，可采用护 坡式基础。（见下图）
;
环基在受径向均匀外力矩作用下的平衡条件
;
根据以上分析，引起环基内力的是状态②和状态③，状态 ②产生环拉力，状态③改变了环拉力的分布。由此可以得 到环基的总拉力 T 和截面总内力 Mx 的计算公式，然后 将两种情况进行叠加，按偏心受拉构件进行配筋计算。 T=T①+T②+T③ = T②=P2r Mx=Mx①+Mx②+Mx③= Mx③= M0r 4、按<规范法>进行环基设计（《石油化工钢储罐地基与 基础设计规范》） 对于常用的钢筋混凝土环基，可以参照上述规范进行设计 计算。 (1) 环墙宽度 当罐壁位于环墙顶面时，环墙式基础等环墙宽度可以按下 式计算：
(2) 环墙上作用效应 环墙作用效应根据填料及地基情况进行计算。环墙可仅计 算环向力。
;
① 当罐壁位于环墙顶面时，环墙环向力按下式计算
式中，Ft：环墙单位F t高k 度(Q 环w 拉w h w 力 设Q计m m h 值x)R
k：环墙侧压力系数，软土地基可取k=0.5或按1sinφ’计算
γQw、γQm：分别为水、填料的分项系数， γQw可 取1.1， γQm可取1.0
假定在最大荷载下环基单元处于上图中(b)的状态，则环 基有下沉变形S、半径增量Δr、转角θ三个变形量。 在环基单元由状态 (a) 进入过渡状态 ①，环基单元的变形 只有沉降量 S，对环基整体而言只是整个圆环的刚体平行 下移，理论上不引起环基截面内力，即： T①=0〔法向力）；Mx①=0〔力矩） 环基由(a)状态进入过渡状态，是竖向外力作用的结果， 产生这种位移效应的外力平衡条件为： P3=P1+P4 由过渡状态①进入到过渡状态②，环基半径产生径向增量 Δr、使环基沿周长方向有拉伸变形，环基内力产生环拉 力，这个环拉力是由环基内侧砂垫层产生的侧向压力P2 引起的。

储罐设计基础PPT课件


储液损耗的危害 • 1.液(油品)数量减少，经济损失严重
据估算全世界从油田井场到销售的全过程中，每年原油和 油品的总耗达3%。每年散失到大气中的量约1X108t，其 经济损失相当严重。
• 2.储液(油品)质量降低 由于油品的蒸发都是油料中的最轻组成，因此会严重降低 油品质量，甚至使本来合格油品变为不合格。例如，汽油 随着轻组分的蒸发，蒸气压下降，启动性变差;辛烷值降低， 汽油在发动机内燃烧时抗爆性变差。当航空汽油的蒸发损 耗率达到1. 2%时，其初馏点升高30C ,蒸气压下降20，辛 烷值减少0. 5个单位。
立式圆筒形储罐按其罐顶结构可分为 锥顶储罐
固定顶储罐: 拱顶储罐 伞形顶储罐 网壳顶储罐(球面网壳)
浮顶储罐(外浮顶罐) 浮顶储罐: 浮储罐(带盖浮顶）
1.2.1锥顶储罐
• 图1-1 自支撑锥顶罐简图 • 锥顶储罐又可分为自支撑锥顶和支撑锥顶两种。 • 锥顶坡度最小为1/16，最大为3/4，锥形罐顶是一种形状
上司的判断和决策在很大程度上是根据秘书的汇报作出来的汇报的内容是否真实汇报的数据是否准确汇报的用语是否恰当类型罐顶表面形状受力分析罐顶特点和使用范围备注接近于正圆锥体荷载靠锥顶板周边支撑于罐壁上直径不宜过大制造容易不受地基条件限制116坡度34分有加强肋和无加强肋两种锥顶板接近于正圆锥体荷载主要由梁坡度较自支撑式小顶部气体空间最小可减少小呼吸损耗不适用地基有不均匀沉降拱顶罐一般只有自支撑式接近于球形表面拱r0812d荷载靠拱顶周边支撑于罐壁受力情况好结构简单刚性好能承受较高的剩余压力耗钢量最小气体空间较锥顶大制造需胎具单台成本高分有加强肋和无加强肋两种拱顶板伞形顶一般只有自支撑式一种修正的拱形顶其任一水平截面都是规则的多边形荷载靠伞形板周边支撑于罐壁上强度接近于拱顶安装较拱顶容系美国api650和日本jisb8501规范中的一种罐顶结构形式但国内很少采用网壳顶一种球面形状荷载靠网格结构支撑于罐壁以上的固定顶储罐可制造成部件在现场组装成整体结构上司的判断和决策在很大程度上是根据秘书的汇报作出来的汇报的内容是否真实汇报的数据是否准确汇报的用语是否恰当127储液损耗研究石油类或液体化学品储运系统储液的损耗日益受到人们的重视

《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》

目次1 总则 (1)2 材料验收 (2)3 预制 (3)3.1 一般规定 (3)3.2 壁板预制 (4)3.3 底板预制 (6)3.4 浮顶和内浮顶预制 (7)3.5 固定顶顶板预制 (8)3.6 构件预制 (8)4 组装 (9)4.1 一般规定 (9)4.2 基础检查 (9)4.3 罐底组装 (10)4.4 罐壁组装 (12)4.5 固定顶组装 (14)4.6 浮顶组装 (14)4.7 附件安装 (14)5 焊接 (16)5.1 焊接工艺评定 (16)5.2 焊工考核 (16)5.3 焊前准备 (16)5.4 焊接施工 (17)5.5 焊接顺序 (18)5.6 修补 (19)6 检查及验收 (21)6.1 焊缝的外观检查 (21)6.2 焊缝无损检测及严密性试验 (21)6.3 罐体几何形状和尺寸检查 (23)6.4 充水试验 (24)6.5 工程验收 (25)附录A T形接头角焊缝试件制备和检验 (27)附录B 储罐基础沉降观测方法 (29)附录C 交工验收表格 (30)本规范用词说明 (42)附条文说明 (43)1 总则1.0.1为规定立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收的技术要求，确保储罐施工质量,特制定本规范。

1.0.2 本规范适用于储存石油、石化产品及其它类似液体的常压（包括微内压）立式圆筒形钢制焊接储罐罐体及与储罐相焊接附件的施工及验收。

埋地的、储存极度和高度危害介质、人工制冷液体的储罐，不适用于本规范。

1.0.3储罐应按设计文件施工，当需要修改设计时，必须取得原设计单位的同意。

1.0.4 储罐的预制、安装和检验，应采用同一准确度等级的计量器具。

1.0.5储罐的施工及验收，除应符合本规范的规定外，尚应符合国家现行的有关强制性标准的规定。

12 材料验收2.0.1 建造储罐选用的材料和附件，应具有质量合格证明书,并符合相应国家现行标准规定。

钢板和附件上应有清晰的产品标识。

2.0.2焊接材料（焊条、焊丝、焊剂及保护气体）应具有质量合格证明书，并应符合下列要求：1 焊条应符合《碳钢焊条》GB/T5117和《低合金钢焊条》GB/T5118以及《不锈钢焊条》GB/T983的规定。

大型立式储罐安装ppt课件

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（2）罐底板的排版基本要求： ① 焊缝尤其是短焊缝越少越好； ② T形接头要尽量少； ③ 中幅板宽度≥1000mm，长度≥2000mm； ④ 边缘板沿罐底半径方向的最小尺寸≥700mm ； ⑤ 中幅板任意相邻焊缝间距≥200mm； ⑥ 边缘板对接接头宜采用不等间隙，如图。
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（3）罐底厚度的一般性要求：
大型储罐的罐底板一般包括：边缘板和中幅板 1、排版方式分为： T形排版、搭接井字形排版、搭接条形排版、搭接
十字形排版、对接十字形排版等多种形式。
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2.3、简要介绍罐底板、罐壁板、拱顶、浮顶、中央排 水、密封装置及刮蜡机构的种类及规格
2、大型储罐罐底排版形式
在进货尺寸与图纸排版尺寸 不符时要重新进行排版， 然后让监理、业主、设计 认可后办一个设计联络单 的形式确认。
船舱底板；船舱顶板；隔板；环板；边缘板；桁架；椽 子；支柱；浮船人孔；船舱人孔；自动通气阀；呼吸阀；中 央排水管集水坑；小集水坑；紧急排水等。
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2.3.5、中央排水管
（1）位置：连接排水管集水坑与罐壁中央排水口的 软管。
（2）作用：把浮船上的水排到罐外。 （3）材质： ① 橡胶软管； ②可挠性不锈钢复气软
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2.3.3、拱顶
（1）拱顶由中心顶板与瓜片板组成。
（2）排版要求： ① 任意相邻焊缝≥200mm； ② 中心顶板与边板的搭接≥50mm； ③ 扇形板之间的搭接≥40mm。
（3）中心顶板的直径要求： 100-700 m ³ 1000-5000 m ³ 5000m ³以上
φ1500 φ2000 φ2100
允许偏差
4
-0.3mm

20-球形储罐基础抗震,荷载课件

构筑物抗震设计规范 GB 50191- 2012介绍
球形储罐基础
李永录 中冶建筑研究总院有限公司 国家工业建构筑物质量安全鉴定检验中心
球形储罐
球形储罐
一般规定
• 适用于由钢架支承的钢制球形储罐基础的抗震设计。
• 球罐基础，宜采用钢筋混凝土圆环形基础或加连系梁的 独立基础。
计算
• 球罐基础的抗震计算，应按《构筑物抗震设计规范》第 5章的多遇地震确定地震影响系数，并进行水平地震作 用和作用效应计算。 • 球罐结构的阻尼比，可取0.035。 • 球罐结构的基本自振周期（右图）可按下列公式计算：
计算
计算
• 球罐结构的总水平地震作用标准值应，应按下式计算：
• 球罐基础结构构件的截面抗震验算，应符合《构筑物抗 震设计规范》第5.4节的规定，风荷载
• 球罐基础的埋置深度，不宜小于1.5m。 • 基础底板边缘厚度，不应小于0.25m。 • 基础环梁主筋直径，不宜小于12mm； 箍筋直径不宜小 于8mm, 间距不应大于200mm；底板钢筋，直径不应小 于10mm, 间距不应大于200mm 。
谢谢
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规范要求

储罐的总水平地震作用标准值，应按下列公式计 算：
规范要求
规范要求

设置地脚螺栓的环墙式基础或桩基基础，其总 水平地震作用在罐基础顶部产生的力矩，应按 下式计算：
规范要求


浮顶罐选用护坡式或外环墙式基础时，应在罐壁下部 设置一道钢筋混凝土构造环梁。 环墙式基础的埋深，不应小于0.6m。 钢筋混凝土环墙宽度，不应小于0.25m。罐壁至环墙 外缘的距离不应小于0.10m。
谢谢
储罐基础的抗震计算，应按《构筑物抗震设计 规范》第5章的多遇地震确定地震影响系数， 并进行水平地震作用和作用效应计算。 储罐结构的阻尼比，可取0.04。


规范要求

不设置地脚螺栓的非桩基储罐基础，可不进行抗 震验算，但应符合相应的抗震措施要求。

储罐的罐液耦连振动基本自振周期，应按下式计 算：
规范要求
钢筋混凝土环墙不宜开缺口，当必须留施工缺口时， 环向钢筋应错开截断。罐体安装结束后，应采用强度 等级比环墙高一级的微膨胀混凝土及时将缺口封堵密 实，钢筋接头应采用焊接连接。Leabharlann 规范要求


钢筋混凝土环墙的配筋，应符合下列规定： 1 竖向钢筋的最小配筋率，每侧均不应小于0.2%， 钢筋直径不宜小于12mm，间距不应大于200mm。 2 对于公称容量不小于10000m3 或建在软弱土、不 均匀地基上的储罐，环墙顶部和底部均应各增加两圈 附加环向钢筋，其直径不应小于环向受力钢筋直径， 竖向钢筋在环墙的上下端均应采用封闭式。 3 环向钢筋的接头，应采用机械连接或焊接连接。
构筑物抗震设计规范 GB 50191- 2012介绍
常压立式圆筒形储罐基础
李永录 中冶建筑研究总院有限公司 国家工业建构筑物质量安全鉴定检验中心
常压立式圆筒形储罐基础
常压立式圆筒形储罐基础
常压立式圆筒形储罐基础
规范要求

储罐基础可选用护坡式、外环墙式、环墙式基 础或桩基基础；Ⅲ类、Ⅳ类场地时,宜采用钢筋 混凝土环墙式基础。