大型储罐常用网壳结构型式的对比分析
子午线型单层网壳在大型储罐顶盖应用中的规范执行问题
问题 进行 了分析讨论 ， 出对 于储罐 顶盖采 用子午 线型 穹顶单 层钢 网壳及其 它各类 网壳时 ， 以 网 提 应
壳结构设计规 范为主 ， 合理取 用安全 系数 。
关 键 词 ：储罐 ；顶盖 ；子午线型单层网壳 ；设计规范 ；安全系数 中 图 分 类 号 ：ＴＥ ９ ２ １ ７ ． 文 献 标 志 码 ：Ａ
２０ ＜ ０ ３ 立式 圆筒形 钢 制 焊 接 油罐 设 计 规 范 》［ 。但 ＜ １ ］
该规 范 目前 只适用 于光 面球壳 或 带肋 球壳 的设计 ， 而不适 用于格 构形式 的网壳设计 。因而现阶段大直
收稿 日期 ：２０ —０２ ０ ９１—８ 作 者简 介 ：何 国 富 （９ １） 男 ， 海 人 ， 授 级 高工 ， 士 ， １６ 一， 上 教 硕 主要 从 事 石 油 化 工 工程 结 构 和 地 基 基础 设 计 工 作 。
Ｐｒ ｂ ｅ ｆ Ｄｅ ｉ ｎ Ｓ ｅ ｉｉ ａ ｉ ｎ Ａｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｆ ｒ Ｓ ｎ ｌ － ａ ｅ ｅ ｉ ａ ｏ ｌ ｍ ｏ ｓ ｇ ｐ ｃ ｆ ｃ ｔｏ ｐｌ ｔｏ ｏ ｉ ｇ ｅ ｌ ｙ ｒ Ｍ ｒ ｄｉ ｎ ｃ
Ｄｏ ｅ Ｕｓ ｄ ｉ ｒ ｅ Ｓ ｏ ａ ｅ Ｔａ ｋ Ｒｏ ｆ ｍ ｅ ｎ Ｌａ ｇ ｔ ｒ ｇ ｎ ｏ
子 午 线 型 单 层 网 壳在 大 型 储 罐 顶 盖 应 用 中 的 规 范 执 行 问题
何 国 富
（ 中石 化 上海 工 程 有 限 公 司 ，上 海 ２０ ２ ） ０ １０
摘要 ：针 对 国 内石油化 工行 业 大型储 罐 固定顶盖 广泛应 用的子午 线型 穹顶 单层钢 网壳所采 用的设 计规 范之 间存在 着衔 接上 的空缺 点 ， 特别是在 网壳结构 设计 的安 全 系数 取 值上 存在 着较 大差异 的
储罐采用三角形网壳和子午线网壳的优劣对比
即保证安全 ， 又要便于 组装操作。 由于节点种类多 ， 为便 于安装 定位 ， 按安装标记 线组 装。安装标记线是所在节点的球面切线 ，
图 １ 子 午 线 网 壳 结 构 形 式
此 线 垂 直 于 顶 部节 点 与 该节 点 的 连 线 ，并 指 向 所在 １ ６区域 对 ／
１ １２边节点及上 、 ．． 下网杆安装
平 台， 平台高度根据罐底和和罐顶 的高度确 定。 平台的大小 按两
个人在上面方便 操作为宜。
４ 施 工工期 比较
子午线 式结 构网壳制造工期为 ２ ｄ 单 台安 装工 期为 １ｄ； ０， ２
三 角形 式结 构网壳制造工期为 ２ ｄ 单 台安 装时间为 ７ ； ２， ｄ
５ 道路 运输 比较
乍 得 Ｒ Ｉ Ｒ 油 田 Ｉ 项 目 ２×２ ０ ０ 原 油 罐 罐 顶 网 壳 ＯＮ Ｅ 期 ０ ０ ｍ
（）照 给出的各边节 点的弧长值 ， １ 在罐壁上作 各边节点垂
线 长 度 为 ５ ０ ｍ， 用 水 准 仪 找 出 ｘ、 水 平 基 准 面 ， 等 分 ０ｒ 再 ａ Ｚ轴 与
招标有两种结构 ， 分别为ｊ 角形结构 和子午线结构。 为了便于更
成。
１两 种结 构特 点
１ １子午线式网壳结构 ．
１１ １工 艺 特 点 ．．
子午 线网壳主 体 由球 面上分别 以 ｘ轴 及 以 ｚ轴为 旋转轴
的两组子午线相交而成 。 网壳 杆 件 全 部 采 用不 等 边 角 钢 。 组 子 两 午 线 网 杆 问 采 用 搭 接 ， 接 面 采 用 连 续 满 角焊 ； 根 子 午 线 的 连 搭 单 接 采 用 对 接 ， 保 证 对 接 接 头 全 焊 透 和 全 熔 合 以保 证焊 接 质 量 。 须 锥 板 是 网壳 的沿 边 构 件 ， 用 加 厚 钢 板 与 罐 壁 顶 板 成 ２ ～３ 。 采 ０ ０
比较网架结构与网壳结构异同.doc
比较网架结构与网壳结构异同张晓亚 121071网架结构是一种空间杆系结构,受力杆件通过节点有机地结合起来。
节点一般设计成铰接,杆件主要承受轴力作用,杆件截面尺寸相对较小。
这些空间交汇的杆件又互为支撑,将受力杆件与支撑系统有机地结合起来,因而用料经济。
由于结构组合有规律,大量的杆和节点的形状、尺寸相同,便于工厂化生产,便于工地安装。
网架结构一般是高次超静定结构,具有较高的安全储备,能较好的承受集中荷载、动力荷载和非对称荷载,抗震性能好。
网架结构就整体而言是一个受弯的平板,反应了很多平面结构的特性,大跨度的网架设计对跨度方向的网架刚度要求很大,因而总弯矩基本上是随着跨度二次方增加的。
网壳结构则是主要承受薄膜内力的壳体,主要以其合理的形体来抵抗外荷载的作用。
因此在一般情况下,同等条件特别是大跨度的情况下,网壳要比网架节约许多钢材。
1.网架结构与网壳结构分类网架结构按结构组成分为双层网架、三层网架和组合网架,按支承情况分为周边支承网架、点支撑网架和周边支承与点支撑相结合的网架,按网格形式分为交叉平面桁架体系、四角锥体系和三角锥体系。
一般来说,网壳结构按层数可划分为单层网壳和双层网壳。
单层网壳的网格常用形式有圆柱面单层网壳、球面单层网壳、椭圆抛物面单层网壳和双曲抛物面单层网壳。
双层网壳是由两个同心或不同心的单层网壳通过斜腹杆连接而成。
2.静力分析比较在用空间桁架位移法计算网架结构内力和变形时,作了如下假定：①网架节点为铰接,每个节点有三个自由度；②荷载作用在网架节点上,杆件只承受轴力；③材料在弹性阶段工作,符合胡克定律；④网架变形很小,由此产生的影响予以忽略。
双层网壳结构多采用空间杆系有限元法分析节点位移和杆件内力。
与平板网架假设类似,节点假设为铰接,每个节点有三个线位移u、v、w。
不同的是,下部结构的不同约束状况将使网壳结构的内力和位移产生显著变化。
3.动力特性异同网架与其他结构相比跨度较大,结构相对较柔,有其自身的动力特性：①网架的振型可以分为水平振型和竖向振型两类,水平振型以承受水平振动为主。
大型固定顶储罐罐顶结构的发展和应用
大型固定顶储罐罐顶结构的发展和应用文章论述了中、大型储罐罐顶采用短程线钢网壳的先进合理性，指出储罐容积越大，采用铝网壳比采用钢网壳更具有明显的优越性。
同时指明为了减少油气损耗和提高油库的安全性和经济性，铝网壳的应用将越来越广泛。
标签：固定顶储罐；罐顶；短程线；钢网壳；铝网壳1 概述现代社会人们的生产与生活对能源的需求越来越大，因此随着国民经济的迅猛发展，石油储备的问题也就自然受到更多的重视。
近年来，我国原油的使用量逐年猛增，在生产装置朝着大型化发展的同时，原油储罐、成品油罐等的容量也在不断扩大，而大型油罐具有节省钢材、节约投资、占地面积小、配件少、管网简单、操作费用低等优点，因而单罐容量的大型化也就成了必然的趋势。
固定顶储罐大型化的同时，其罐顶的结构形式、受力性能、制作安装工艺等等，成为摆在人们面前的一个新的课题。
2 固定顶罐顶的结构形式根据SH3046-92《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》的规定和我国实际使用的经验，当单罐容量小于10000m3（此时储罐内径不大于32m）时，罐顶通常采用常规的板肋式结构，这类罐顶是由一段球壳构成（即扁球壳）。
因此，在承受罐内压力时，球壳段的各个方向均受拉，承受外载荷时则全部受压，即使在集中外载荷的作用下内力也可很快地得到分散，所以材料的局部效能可以得到较充分的发挥。
当单罐容量大于10000m3时，罐顶仍采用板肋式结构时将出现新的问题。
2.1 不同容积储罐罐顶采用板肋式结构用钢量比较见表1。
从表1可以看出，当单罐容量大于10000m3（储罐直径>30m）时，若罐顶结构仍采用板肋式结构，为了使罐顶在承受外载荷时不至于因失稳而破坏，制作罐顶的钢板就必须有足够的厚度，储罐容积越大，罐顶单位投影面积的材料用量越大，而且由于罐顶重量增大，对罐壁的水平推力、竖向推力也相应增大，要求罐壁上部壁厚也增大。
不但罐顶的受力性能变得明显不合理，制作工艺变得复杂，经济上也不合算。
大型LNG储罐结构形式及选型
大型LNG储罐结构形式及选型通过对当今国内外已建成的大型LNG储罐进行调查研究，简述了大型LNG 储罐的发展历程，总结了大型LNG储罐结构形式及各种形式储罐的优缺点，分析储罐设计结构选型时要考虑的因素及注意事项，为储罐的选型优化设计提供参考依据。
标签LNG储罐；结构形式；结构特点；选型优化引言当前我国能源面临着经济快速增长与国内能源供应不足的矛盾，天然气作为填补石油不足的新型能源，日益受到重视。
我国大型LNG储罐正处长快速发展的阶段，但因对此方面的研究起步太晚，国内所掌握的知识远远落后于发达国家。
我国已建成的大型LNG储罐均采用国外技术。
因此，深入了解大型LNG储罐，尽早掌握独立建设储罐的能力，对我国的经济和能源发展有重要意义。
1 大型LNG储罐的结构形式大型LNG储罐按其设置方式和结构形式可分为地下式、半地下式、坑内式和地上式几种。
1.1 地下储罐地下储罐即罐内的LNG在正常工作时最高液位不超过地表高程，分为池内式和埋置式。
地下LNG储罐为圆柱形钢罐，罐体内侧设有金属薄膜，在-162℃时具有良好的气密性和液密性，在储存和输出LNG时，能承担该过程产生的液压、气压和温度应力。
为提高耐疲劳强度，通常制成波纹形。
地下储罐外面为钢筋混凝土外罐，能承受自重、液压、地下水压、土压力、温度以及地震等载荷。
地下储罐可减小外部影响，如地震、火灾、爆炸等对其产生的破坏，抗震性和安全性较高，不易发生泄漏，并且比地上储罐美观。
因此，日本常采用此形式的储罐。
2.2 半地下式储罐在某些情況下，为减少土方的开挖量，或由于地质条件的限制而未将地下储罐完全置于地表以下，同时LNG最高液面也不要求在地表高程以下，此种形式储罐称为半地下式储罐。
与地下式储罐相比，半地下式储罐除了土方开挖量不同外，规划及设计所需注意的事项大致相似，因此半地下式储罐的设计和建设可参考地下式储罐的相关资料进行。
2.3 坑内式储罐坑内式储罐与地下式储罐相似，两者的区别在于坑内式储罐的钢筋混凝土外墙不与土层直接相接，而是另外构筑一钢筋混凝土坑体，储罐居于中间。
大型外浮顶储罐密封结构对比和安全性探讨
马 文 婷 ，女 ，１ ９ ９ ０年 生 ，硕 士 研究 生 。 北 京 市 ，１ ０ ２ ２ ０ ０ 。
弹性填 充式 密封 是使 带有 涂层 的 弹性纤 维 密封
带或 弹性 塑料泡 沫 与罐壁 滑动 接触 。 密封带 安装 在
浮顶 的边 缘 ， 既 可 与液 体 接触 ， 也 可在 密 封件 与 液面之 间保 持一 定 的边缘 气相 空 间 。
取 合 理 有 效 的密 封 方 式 ，从 而 确 保 储 罐 的 正 常 运 行 ，最 大程 度地 降低 原 油损 耗 。为罐 区的生 产安 全 提供 有 效保 障 。然 而 ， 目前 浮顶储 罐 密封 结 构 的研
究 工作 主要 集 中在 国外 ，国 内先 进 浮顶 密封 装置 的
机 械 密封依 靠压 紧装 置提 供 的机械 力使 密封 钢
一
浮顶 储 罐 的密 封 可 分 为一 次 密 封 和二 次 密封 。 次密 封 和二次 密封 可 以组成 双重 密封 。一 次密 封 的形式 主要 有机 械密 封和 弹性 填充 密封 ．也 可 以是
充 液式 一 次密封 或充 气式 一次 密封 。
便 浮顶 的升 降 。浮顶 与罐 壁 之 间的环 形空 隙 需要 采
０ 引言
１ 浮顶 密封 形式
我 国 大 型 原 油 储 罐 基 本 采 取 地 上 立 式 储 罐 形 式 。且 大都 采用 外 浮顶结 构 。浮 顶是 一种 覆 盖在 油 面 上 ．由钢 材 制 成 的并 随油 面 升 降 的盘 状 结 构物 ． 又称 浮 盘 。浮盘 与罐 壁 之 间有一个 环 形缝 隙 ，可 方
第３ ５卷 第 ２期 ２ ０ １ ４年 ４月
大型储罐罐顶网壳结构形式的比较
目的对 比计 算 中也 可 以得 到证 实 。结果 表 明 ： 空
间 四边 形 网格 网壳 的相 对强 度仅 为短程 线三 角形 网格 网壳 的 ３ ， 变形是 短 程 线 三角 形 网 格 网 ０ 而
壳的 ２ ０倍 。
２ 国 内常用 罐顶 网壳结 构形 式的 比较
国内使用 的大 型储罐 罐顶 结构 形式 主要 有两 种： 空间 三角形 网格 网壳 和空 间 四边 形 网格 网壳 。
大 型 储 罐 顶 盖 网 壳 技 术 上 了一 个 新 台 阶 。
从 表 １可 以看 出 ， 间三 角 形 网格 网壳 比空 空 间 四边 形 网格 网壳 具 有更 高 的强 度 、 度 和稳 定 刚
性， 这些 特 点 在 非 均 布 不 对 称 荷 载 下 更 为 明显 。 同时也 说 明了空 间 四边 形 网格 网壳 对非 均布 不对 称 荷载 极为 敏感 ， 这 结 果在 下面 的实 际 工程 项
收 稿 丑期 ： ０ ８０ — ２ ２ ０—３１ 。
国外 被 称 为 “ ｍｍａ ” Ｈａ ｎ 网格 网壳 ， 或两 向正 交 网
格 网壳 ， 而在 国 内工 程界 则 被 称 为 子午 线 网格 网 壳。 对 网壳 网格 的研 究 ， 别 是对 于单 层 网壳 的 特
作 者 简 介 ： 凯 力 （ ９ ２ ） 男 ， ９ ６年 毕 业 于 南 京 化 工 大 陈 １７ 一 ， １ ９ 学 机 械 工 程 系 化 工 机 械 与 设 备 专 业 ， 学 士 学 位 ， 业 后 在 获 毕 中 国石 化 工 程 建设 公 司 设 备 一 室 从 事 大 型 储 罐 和 压 力 容 器
２ １ 国 外 研 究 机 构 的 研 究 成 果 ．
径超 过 ３ 时 ， 有 罐顶 用 的板 肋 式 结 构 其 受 ０ｍ 原
大型外浮顶储罐密封结构对比和安全性研究
在我国的化工行业中，通常采用储罐形式存储原油等化工类产品，而此类产品大多数采用外浮顶结构。
通过外浮顶与罐体间良好的密封，使得其整体存储效果更好，减少消耗，给化工企业的经济效益带来最大程度保障。
1 外浮顶密封形式概述在探讨储罐的外浮顶密封时，需要了解其基本的密封形式，实际工作中，可以将其分为一次密封和二次密封。
一般来说，一次密封采用的主要是机械密封等，当然也可以通过向外浮顶填充气体实现一次密封。
二次密封也就是双层密封形式，通过增加一层密封装置充分减少对应的油气损耗和油气挥发。
二次密封增加在一次密封外部，进而确保一次密封挥发掉的油气不会再次泄漏，并且通过减少油的蒸发使得油的存储更加健全。
通过对比，机械密封所采取的形式主要是通过机械装置压紧进而造成密封钢板仅仅贴在罐身，并且通过纤维物作为防止空气流动的主体；弹性密封便是通过弹性物质的滑动接触，保证一定的密封效果；管式充液密封便是通过在橡皮管中增添液体，通过此类液体保证密封效果，此橡皮管通常安装在浮盘外边缘与耐磨带之间，密封效果较为理想。
2 泄漏类型概述储罐的油气挥发一方面可能由于自然挥发，另外一方面便是由于储罐的日常维护中，未能有效地保证密封系统的正常有效性。
而且实际的管理过程中，还存在一些工序属于专门针对外浮顶施工，在此类施工中，都可能由于各种操作不当进而造成密封出现问题，并且在密封工序中也可能出现各种操作失误造成整体出现问题。
通过不断地总结泄漏发生的原因，一般情况下，泄漏发生的原因主要为：油气浓度、温度和压力变化等。
因此，为了保证泄漏储罐不发生泄漏，需要从几方面入手，一方面维护好日常此类参数，另外一方面一旦出现异常及时处理，做好储罐的日常维护工作。
3 密封的安全性概述在储罐的日常管理中，保证储罐属于密封状态十分重要，一方面要求密封装置和罐体本身的联系比较密切，另外一方面需要保证整体的升降并无影响。
因此，储油罐的整体密封比较重要，无论是对于企业的经济效益保证，或者对于整体安全都有着巨大帮助。
大型储罐常用网壳结构型式的对比分析
大型储罐常用网壳结构型式的对比分析摘要：文章主要介绍了成品油库中大型储罐罐顶网壳结构的几种类型，对最常用的双向子午线网壳和三角形网壳从结构型式及特点、非线性屈曲研究结论、实际应用情况、耗钢量、施工难度、施工周期、工程投资等多方面进行了综合分析比较，为今后大型储罐罐顶结构的选取提供了设计依据。
关键词：大型储罐网壳双向子午线网壳三角形网壳1.前言球面拱顶是立式圆筒形储罐中使用很广的一种罐顶型式，常用容积范围为100～5×104m3。
球面拱顶是球的一部分，它由中心顶板、扇形顶板组成。
当储罐直径较大、顶板较薄时，顶板内侧（或外侧）还焊有加强肋或采用球面网壳。
网壳顶是构架支撑式的自支撑式拱顶，由空间杆件预制成为球面网架，然后在球面网架上面铺设钢板形成球壳，组成完整的密封罐顶。
罐顶上的外部载荷全部由网架承受，球壳只是起密封作用的蒙皮，在设计中不考虑球壳板的承载能力。
大型储罐的罐顶经常采用网壳顶结构。
目前，随着成品油库建设规模的不断增大，所要求的储罐单罐容量也不断扩大，储罐罐顶除了采用带肋球壳之外，单层网壳结构正在得到广泛应用。
尤其是当大型储罐拱顶的曲率半径大于40米时，采用带肋式球壳结构在受力性能和用料方面已不能满足规范等各方面的要求，必须采用球面网壳结构才能满足结构及安全的要求。
2.网壳的结构型式及特点大型储罐罐顶网壳常用的结构型式有经纬向网壳、双向子午线网壳、三角形网壳等，目前在中石油、中石化等项目中经常使用的有两种结构，即三角形网壳和双向子午线网壳。
两种网壳的结构特点如下：三角形网壳：采用装配式短程线单层球形网壳（网格呈平面三角形），三角形网壳的网架杆件，在空间全部组成三角形，三角形的三个顶点位于球面上，其网杆为直杆，节点型式是杆件端头由一组螺栓孔并通过钢板制成的板式节点连接而组成空间三角形结构体系。
双向子午线网壳：网格呈空间四边形，网壳由双向连续的子午线网杆相交而成，所有网格均接近正方形，大小也比较接近，其网杆为连续的圆弧形曲杆，上下网杆之间的节点采用全焊接结构，形成刚节点。
扬子石化直径39m罐顶钢网壳结构方案的分析比较
系 统和 建 筑行 业 中 已开始 大 量 使用 各 种 型 式 的钢 制 和 铝 制 网壳 。 目前 欧美 等 国 ８％的大 型储 罐 顶盖 均 ５ 采 用 了各 种 型式 的 网壳 。我 国从 上世 纪 ８ 代 开始 ０年
研 制 开 发用 于 大 型储 罐 顶 盖 的 网壳 结 构 ，并在 九 十
Ａｎａｙｓｓ ｍ ｐ ｒｓ ｎｏ Ｄｉ ． ９ Ｓ ｅ ｌ ｍ ｅ ｌ ｉ Ｃｏ ａ ｉｏ ｆ ａ ３ ｍ ｔ ｅ Ｄｏ
Ｔａ ｋＲｏ ｆ ｏ ｉ ｐｅ ｎ ｚ ｔｏ ｈ ｍ ｉａ ｎ ｏ ｆ ｒ ｎｏ ｃＹａ ｇ ｉ ｒ ｃ ｅ ｃ ｌ Ｓ Ｐｅ
完 工标 志 着 我 国 自行研 究 开发 的 大 型储 罐 顶盖 网壳
ａｅ ｃ ｃ ｏ ｃｏ ｎ ｐ ｃ ｎｚ ｅ ｏ ｈｍｉａ ｃｍｐｎ ｄ ｃｔ ｉ ｐ ｊ ｔ ｆ ｉｏ ｅ ｇ ｉ ｔ ｃｅ ｃｌｏ ａ ｙｌ ． ｉａ ｄ ｒ ｅ Ｓ Ｙａ ｐ ｒ ｔ
Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒｐ ｉｔｏ ｔ ｓ ｅ ｇｈ ｔｂｌ ，ｓｃ ｒｔ ｓｕ ｓ ｏ ｅ ｈｓ ａ ｅ ｏｎ ｕ ｔ ｎ ｔ，ｓａ ｉｔ ｅ ｕ ｉ ｉｓ ｅ ｆｔ ｒ ｉ ｙ ｙ ｈ
ｍｅ ｉ ｉ ｏ ｏ ｉ ｅｄ ｍｅ ｔ ｒ ｅ ｎ ｓ ｄ Ｔｈ ｒ ｒｄ ａ ｄ ｍｅ ｏ ｆｎ ｔ ｏ ｓｉ ｌ ｇ ｋｕ ｅ ． ｅｔ ｆ ｍｓ ｎ ｒ ｈ ｃａ ａ ｔ ｗｏ ｏ ｏ ｓｅ ｌ ｏ ｗａ ｉ ｔ ｄ ｃ ｄｃ ａ ａ ｔｒｓｉｓ ｆ ｔ ｅ ｄ ｍｅ ｓｎ ｒ ｕ ｅ ｈ ｃｅ ｉｔ ． ｏ ｒ ｃ
存在的强度及稳 定等安全性 问题 ，同时对 两种 网格形式 的网 壳进行 了工程应 用上的特点归纳。 【 关键词】 网壳； 钢 结构 ； 安全性； 经济性 【 中图分类号】 ｕ３ ３ Ｔ ９ 【 文献标志码】 Ａ
LNG储罐罐顶施工全过程分析的网壳结构优化设计
１ ３ 差异 化计 算模 型 的确定 ．
浇筑混 凝 土 的方法 ，但 由于 Ｌ Ｇ储 罐 一般 跨 度大 、 Ｎ
距 离地 面高 ，采 用 此 方 法 施 工 时 不 但 脚 手 架 的 装
卸 工程 量非 常 大 ，而且 施 工 时 间 较 长 ，影 响 工 程
进 度 ，故工 程 建 设 中 一 般 不 采 用 此 种 方 法 。考 虑 到 罐顶 钢 筋 混 凝 土壳 底 附 有 蒸 汽 屏 障 钢 板 ，可 将 钢 板先 与单 层 钢 网壳 焊 接 在 一 起 形 成 密 闭 的 网壳 结 构 ，然后 通 过 吹气 顶 升 的 方 式 把 网壳 结 构 整 体
由于不 同施 工 阶段 ，网 壳 结 构 的 边 界 约 束 条
件 和荷 载条 件 是 不 同 的 ，故 在 计 算 过 程 中 ，应 考 虑 不 同施 工 阶 段 的结 构 状 态 来 建 立 不 同 的计 算 模 型 和施 加对 应 的荷 载 工况 。 １４ 计 算分 析压 力 应 保 持 一 定 的 时 问 以 支撑 罐顶 的混 凝 土 浇 筑 ，待 完 成 相 应 的混 凝 土 浇 筑 和养 护工 作 后 再 泄 掉 罐 内 的压 力 。采 用 该 方 案 时 ，要 求做 到 结构设 计 经 济 合 理 ，施 工 安 全 可 靠 ，
用 ，单层 钢 网壳 则 起 到 支 撑 作 用 。 当 混 凝 土 壳 浇 筑完 成并 硬 化 后 ， 内衬 钢 板 通 过 栓 钉 与 混 凝 土 共 同作 用 ，形成 钢与 混凝 土叠合 穹顶 结构 。
罐 顶 的施 工 方 案 一 般 可采 用 立 柱 、桁 架 支 模
合 理划 分等 。 为 节 省 作 业 时 间 ，网壳 结 构 一 般 采 取 在罐 体外 制 作 ，罐 体 内 拼 装 的施 工 方 案 ；罐 顶 混凝 土采 用 分 段 浇筑 和 罐 体 内 充气 减 载 的 施 工 方 法 ，当罐 顶混 凝土 达 到 一 定 的强 度 时 ，卸 压 开 始 ，
大型储罐的结构形式浅析
２０２２，３２（１）蒲 弦等 大型储罐的结构型式浅析 大型储罐的结构型式浅析蒲 弦 沈 结 中国成达工程有限公司 成都 ６１００４１摘要 本文对国内外立式圆筒形平底储罐的结构型式进行较全面的介绍，总结各类储罐的结构型式在大型储罐设计中的应用及注意事项，为大型储罐标准体系的选用和储罐结构设计提供借鉴与参考。
关键词 大型储罐 储罐分类 结构型式 储罐设计蒲弦，高级工程师。
２００２年毕业于沈阳化工学院化工机械专业。
主要从事化工设备设计及工程项目管理工作。
联系电话：０２８ ６５５３００８１Ｅ ｍａｉｌ：Ｐｕｘｉａｎ＠ｃｈｅｎｇｄａ．ｃｏｍ。
储罐广泛用于油品和各种液体化学品等的存储，如石化装置的原料罐区、中间罐区、成品罐区等的储罐或大型商业罐区、大型石油储备库、ＬＮＧ液化工程及大型ＬＮＧ接收站等储存设备。
大型储罐的建造需考虑两个基本的原则，即安全可靠性和经济合理性。
国内外的储罐设计日趋大型化，充分了解储罐的种类以及结构型式，掌握储罐的设计基础理论对储罐建造的经济性和安全性有着至关重要的作用。
储罐的结构型式种类繁多，按安装形式可分为立式储罐或卧式储罐等；按外形可分类圆筒形、球形、锥形、双曲面型储罐等。
本文主要介绍建造于地面上的立式圆筒形平底储罐（下文简称“储罐”）。
１ 按材质分类按储罐的材质分类，可分为金属储罐、非金属储罐和复合材料储罐。
（１）常用的金属类储罐如碳钢、不锈钢、碳钢与不锈钢复合材质、铝材及铝合金储罐等。
（２）常用的非金属储罐如玻璃钢（ＦＲＰ）、聚氯乙烯（ＰＶＣ）、聚乙烯（ＰＥ）、聚丙烯（ＰＰ）储罐等，通常用于容积较小且有耐腐蚀性要求的场合，且使用的温度和压力范围相对金属储罐较小。
（３）常见的复合材料储罐如钢衬橡胶、钢衬聚四氟乙烯、钢衬树脂类、预应力混凝土储罐等，一般用于大型储罐中有耐腐蚀性要求工况中，并具有较好的经济性。
２ 按建造位置分类按储罐的建造位置划分，有地上罐、半地下罐、地下罐。
（１）通常设计的储罐为地上罐。
大跨度超长非对称储煤棚网壳结构分析
大 跨度 超 长 非对 称 储煤 棚 网壳 结构 分析
王 克 政
摘 要： 某电厂全封 闭大型储煤棚采用 了三心圆柱 面网壳结构 与端部 网架结构的组合 形式 ， 通过 用 ＭＳ Ｔ空间网格 结构
分析与设计软件对该结构进行 计算分析 ， 对结构的受力特点、 动力特性等有 了充分的 了解 ， 为以后进 一步的优化设计提
源 Ｊ 。它可 以高效的激发表面波 ， 由此 可以认为短周期微 动中表 主 ， 或者两者兼而有 之 ， 两者相 差不 大 ， 只强调一 种形式 ， 都难 免 面波比实体波更 占优 势。微 动 的长周期分 量主要 是 由波 浪扰 动 有认 识上的偏颇 。 和低气压等引起 的， 微动源一 般是位于场地之外 。当微动源 为实 ２ 结语 体波入射 时 ， 可在场地 内 同时引起实 体波 和表 面波 ， 当表 面波 而 本文对地 脉动 的机理进行论述分 析 ， 认为对 场地地脉 动有影 入射 时 ， 场地的反应 为转换 的表 面波。长周期微 动中包含 了丰 富 响的是体 波和（ 面波 ， 或） 而体波和 （ 面波对场地地 脉动影响与 或）
大跨度网壳结构优化设计研究
大跨度网壳结构优化设计研究【摘要】近年来，随着经济的发展，特别是改革开放以来，我国的建筑业取得了巨大的发展和进步。
与此同时，在建筑业中，大跨度网壳结构也得到了比较普遍的应用。
但是对于大跨度网壳结构的优化设计，一直是该种结构的重中之重，是该结构应用的关键。
储罐网壳分子午线和三角形的，用于直径30米以上的，1万立以上的储罐上。
随着大跨度网壳结构应用广泛，本文扼要介绍了国内2万m，大型固定顶储罐首次工程应用穿形网壳设计、临界载荷计算、网格梁划分以及安装要点等。
主要将复形法和满应力法引入大跨度三圆弧面网壳结构的化设计中，建立了网壳结构用钢量最低为目标函数，以网壳结构的上弦杆长、网壳厚度、结点个数为形状设计变量，以杆件截面面积为尺寸设计变量，以强度稳定等为约束条件，编制了相应的程序。
最后通过算例验证了该方法与程序的可行性和有效性，希望对于该领域的研究和实践具有一定的作用。
【关键字】大跨度，网壳结构，优化设计，研究一．前言随着人类物质文明与精神文明的发展与提高，人们从事社会活动和生产需要建造大跨度的会堂、展览馆、体育馆、餐厅、飞机库、候车厅、工业厂房等建筑。
特别是本世纪以来，大跨度、大空间的建筑在许多国家中得到了迅速的发展，大跨度空间结构已成为当前发展较快的一种结构形式，世界各地建造了成千上万的大型体育馆、飞机库、展厅，采用的各类空间结构展示着优美的造型，成为一道道亮丽的风景；更有无数的厂房、仓库等因采用了空间结构，实现了经济、合理的完美统一。
因此，利用优化设计对于减轻空间结构自重、降低用钢量和结构造价都有着明显的意义。
文章对不同跨度、不同网壳型式采用多种不同方法分别进行了形状或尺寸优化，得到了较为满意和可信的结果，对同一跨度、同样网壳型式、不同网格尺寸和节点个数未作优化比较，本文应用复形法和满应力法相结合的方法对此问题进行形状和杆件截面尺寸进行优化设计。
二．储罐网壳结构的形式和优化设计分析1．形式球面网壳的网格形状有正方形(如上述的空间四边形)、梯形(如肋环形网壳)、菱形(无纬向杆的联方型网壳)、三角形(如施威德勒型、凯威特型、有纬向杆的联方型、三向格子型、短程线型等)和六角形网壳等，从受力性能考虑，最好选用三角形网格。
浅谈三角形网壳顶在20000M3储油罐上的应用
浅谈三角形网壳顶在20000M3储油罐上的应用摘要：随着石油工业的飞速发展，油罐生产制造越来越趋向大型化，对于容量大于10000m3的储罐，用传统的桁架拱顶结构来制造已不适应大跨度的要求，且罐顶钢材用量大，安全性差。
以网壳顶取而代之是储罐大型化发展的必然趋势。
网壳顶是一种全新的专有技术，整个罐顶由网架和蒙皮组成。
因其受力合理，具有较大的刚度，结构变形小，稳定性高，节省材料，目前在多领域被广泛应用。
关键词：三角形网壳储罐一、概述长庆石化分公司成品油外输管道首站配套储罐工程，设计20000m3内浮顶储罐四具，其中我单位承建的1#、2#罐储存介质为0#柴油，储罐设计直径40.5m，高17.5m，罐顶采用双向子午线网壳顶或三角形网壳顶安装。
网壳顶是一种全新的专有技术，整个罐顶由网架和蒙皮组成。
将一系列的钢杆件用节点按一定规律组成网格，使其成为一个完整的整体。
它兼具杆系和壳体的性质，其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力，受力合理。
目前我们常见应用于储罐上的网壳结构有双向子午线网壳顶、三角形承插式网壳顶、三角形板式网壳顶等。
二、网壳顶安装1.三角形承插式网壳结构图示以长庆石化分公司成品油外输管道首站配套储罐工程为例，本网架由设计单位设计，指定厂家加工，现场组装完成。
网壳组合件型号L YSH-40.5，网壳重41.23T，蒙皮采用Q235δ=5mm重53.981T。
网壳由毂形承插式节点、盖板、螺栓螺母弹簧垫片及承插式杆件组成，该节点零件两端面为平面，承插式杆件插入槽孔后盖板与节点平面结合。
钢网壳的边缘节点由专用焊接模具加工好的钢板与节点焊接而成。
2.网壳组装网壳零部件到场后，根据上图将所有零部件编号，分类摆放整齐。
待储罐最顶圈壁板及边环梁安装完成后即可开始安装网壳。
在安装网壳前，须在边缘支座处的壁板上焊接背杠，以防止网壳自重使壁板变形影响罐体垂直度。
依次安装36处边缘支座（J-1）和杆件（G-1）。
储罐采用三角形网壳和子午线网壳的优劣对比
储罐采用三角形网壳和子午线网壳的优劣对比
刘生奎;王俊卿
【期刊名称】《石油化工建设》
【年(卷),期】2010(032)001
【摘要】详述三角形网壳和子午线网壳的各自特点,推荐选用三角形网壳.
【总页数】2页(P54-55)
【作者】刘生奎;王俊卿
【作者单位】中国石油工程建设公司,北京,100011;中国石油工程建设公司,北京,100011
【正文语种】中文
【中图分类】TU74
【相关文献】
1.储罐双向子午线网壳的安装 [J], 李刚
2.3万m3储罐双向子午线网壳安装施工工艺 [J], 韩大龙
3.钢储罐顶盖子午线型单层球面网壳模态分析 [J], 何国富
4.子午线型单层网壳在大型储罐顶盖应用中的规范执行问题 [J], 何国富
5.储罐双向子午线网壳顶设计与安装 [J], 王丰华
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5.2_储罐的结构详解
5.2 储罐的结构
13
过程设备设计
图5-4 支撑 式锥顶罐简 图
1-锥顶板 2-中间支柱 3-梁 4-承压圈 5-罐壁 6-罐底
锥顶荷载主要 靠梁或檀条(桁 架)及柱来承担
5.2 储罐的结构
14
过程设备设计
图5-5 自支撑拱顶罐简图
1-拱顶 2-包边角钢 3-罐壁 4-罐底
可承受较高的饱和蒸气 压，蒸发损耗较少。它 与锥顶罐相比耗钢量少 罐顶气体空间较大，制 作时需用模具，是国内 外广泛采用的一种储罐 结构
40
5.2 储罐的结构
过程设备设计
支柱与球壳 的连接
直接连接结构形式 加托板的结构形式 U形柱结构形式 支柱翻边结构形式
41
5.2 储罐的结构
直接连接结构形式
对大型球罐 比较合适
过程设备设计
加托板的结构型式
可解决由于 连接部下端 夹角小，间 隙狭窄难以 施焊的问题
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5.2 储罐的结构
U形柱结构型式
5.2.1 卧式圆柱形储罐
过程设备设计
卧式圆柱形储罐
地面卧式储罐 地下卧式储罐
5
5.2 储罐的结构
过程设备设计
图5-1 100m 3 液化石油气储罐结构示意图
1-活动支座；2-气相平衡引入管；3-气相引入管；4-出液口防涡 器；5-进液口引入管；6-支撑板；7-固定支座；8-液位计连通管； 916-4支-管撑托；架1；0-椭15圆-筒形体封头；11-内梯；12-人孔；13-法兰接管；
）优点——受力均匀，弹性好，能承受热膨胀的 变形，安装方便；
缺点——球罐重心高，相对ຫໍສະໝຸດ 言，稳定性差。35 裙式支座
5.2 储罐的结构
支柱的结构
大型油气储罐的结构型式与变化趋势
由于大直径内浮顶储罐投资费用高， 双层顶的投资相当单顶投 资的1. 5倍左右，而且在油气储运的密闭流程工艺中己经解决了油品 挥发损失问题，因此笔者认为大直径内浮顶储罐用于原油储存很不
经济，在我国不宜提倡。
表1 各种结构型式储罐技术经济特性比较
匡
自然
科学
从 LLEY
SI L I C O N
二 纂 墓
大型储罐是储存油气产品最方便和廉价的方式之一。由于世界
油价的不确定性，出于政治、经济战略及安全角度考虑，许多国家 相继建设了许多地上油气储存库。我国已从石油出口国变位油品进
如果按照储罐容积为l l 04o3计算的话，需要上千座大型储罐。所以 x 大型储罐的需求是必然的，保证其设计建造经济安全意义重大.
目前我国建造了一本世纪大直径固定顶油罐会有长足发展也是各发达工业国家些野花煤气液化天然气以及液化石油气各类卧罐球罐及低压立首选的主要石油储存型式尤其是无支承的固定顶储油罐会得到更式圆筒形储罐尤其以各类储罐为最多在我国服役的最大容积液普遍地采用在中等容积以下的储罐主要以析架式锥顶罐为主大化气常温球罐仅为lxl40ni3
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大型油气储罐 的结构型式与变化趋势
左 涛
( 江汉油田 石油工程公司 湖北 武汉 430073 ) 〔 要〕 摘 大型储罐分为外浮顶储鸽和固定顶储罐，固定顶储罐包括锥顶储罐和拱顶储罐两种型式。目 前国际上储存原油是浮顶储罐和固定顶储罐并用，但外浮 顶已逐渐减少: 储存液化气主要用球罐和立式圆筒型低压储罐。中国储存原油主要用外浮顶储罐，储存液化气的方式与国际上一致。 【 关键词〕 大型 浮顶镶 固定顶罐 液化气罐 趋势分析 中图分类号: TE6 文献标识码: 人 文章编号: 1671一7597 (20 8) 0 100 5一 0 4 0 02
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大型储罐常用网壳结构型式的对比分析
摘要：文章主要介绍了成品油库中大型储罐罐顶网壳结构的几种类型，对最常用的双向子午线网壳和三角形网壳从结构型式及特点、非线性屈曲研究结论、实际应用情况、耗钢量、施工难度、施工周期、工程投资等多方面进行了综合分析比较，为今后大型储罐罐顶结构的选取提供了设计依据。
关键词：大型储罐网壳双向子午线网壳三角形网壳
1.前言
球面拱顶是立式圆筒形储罐中使用很广的一种罐顶型式，常用容积范围为100～5×104m3。
球面拱顶是球的一部分，它由中心顶板、扇形顶板组成。
当储罐直径较大、顶板较薄时，顶板内侧（或外侧）还焊有加强肋或采用球面网壳。
网壳顶是构架支撑式的自支撑式拱顶，由空间杆件预制成为球面网架，然后在球面网架上面铺设钢板形成球壳，组成完整的密封罐顶。
罐顶上的外部载荷全部由网架承受，球壳只是起密封作用的蒙皮，在设计中不考虑球壳板的承载能力。
大型储罐的罐顶经常采用网壳顶结构。
目前，随着成品油库建设规模的不断增大，所要求的储罐单罐容量也不断扩大，储罐罐顶除了采用带肋球壳之外，单层网壳结构正在得到广泛应用。
尤其是当大型储罐拱顶的曲率半径大于40米时，采用带肋式球壳结构在受力性能和用料方面已不能满足规范等各方面的要求，必须采用球面网壳结构才能满足结构及安全的要求。
2.网壳的结构型式及特点
大型储罐罐顶网壳常用的结构型式有经纬向网壳、双向子午线网壳、三角形网壳等，目前在中石油、中石化等项目中经常使用的有两种结构，即三角形网壳和双向子午线网壳。
两种网壳的结构特点如下：
三角形网壳：采用装配式短程线单层球形网壳（网格呈平面三角形），三角形网壳的网架杆件，在空间全部组成三角形，三角形的三个顶点位于球面上，其网杆为直杆，节点型式是杆件端头由一组螺栓孔并通过钢板制成的板式节点连接而组成空间三角形结构体系。
双向子午线网壳：网格呈空间四边形，网壳由双向连续的子午线网杆相交而成，所有网格均接近正方形，大小也比较接近，其网杆为连续的圆弧形曲杆，上下网杆之间的节点采用全焊接结构，形成刚节点。
3.研究内容
假设网壳的节点均为刚性节点，从网壳稳定性、实际应用情况、耗钢量、工程投资、施工难度以及施工周期等方面对5×104m3储罐、3×104m3储罐、2×104m3储罐等三种罐型的三角形网壳和双向子午线网壳进行对比分析，主要内容如下：
（1）网壳的非线性屈曲研究结论。
（2）网壳的实际应用情况总结与对比分析。
（3）网壳的耗钢量、施工难度、施工周期以及工程投资对比分析。
（4）根据三角形网壳和双向子午线网壳的不同特点，总结和归纳网壳选择的依据。
3.1 网壳的非线性屈曲研究结论
通过采用非线性屈曲研究等力学分析方法，得到了以下结论：
（1）三角形网壳的失稳变形过程中，分网壳的连接处在变形过程中变形最大，首先发生失稳，最终导致网壳整体失稳。
三角形网壳失稳时分网壳连接处向下凹，形成8个波谷，并以网壳中心线为轴，呈对称分布，而网壳顶则向上凸，形成波峰。
子午线网壳的失稳变形过程中，变形最大处共4个点，其中两处为波谷，两处为波峰，波谷与波峰相间分布，并以网壳中心线为轴，呈对称分布。
（2）三角形网壳的安全系数平均为6.7，子午线网壳的安全系数平均为1.3。
相同直径时，三角形网壳的承载能力远大于子午线网壳，三角形网壳承载能力是子午线网壳承载能力的5倍。
（3）通过对网壳不同规格的网杆进行屈曲分析，对于三角形网壳，可适当降低网杆的规格，减少用钢量，降低使用成本。
对双向子午线网壳，应适当提高网杆规格，增大子午线网壳的安全系数，提高在使用中的安全性。
3.2 网壳的实际应用情况
从两种网壳应用情况的柱形图可以看到：
（1）从总的使用数量来对比，双向子午线网壳的实际应用数量大，而三角形网壳实际应用数量较少。
（2）从应用领域来对比，三角形网壳和双向子午线网壳均是在中石化及化工行业中应用较多，而在中石油行业中则应用相对较少；在中石化及化工行业双向子午线网壳的应用数量大于三角形网壳，在中石油行业双向子午线网壳的应用数量同样业多于三角形网壳。
（3）从网壳直径来对比，对于直径46米、37米的网壳，两种网壳在中石油领域应用基本相当，而在中石化行业双向子午线网壳应用较多。
对直径60米规格的网壳，双向子午线网壳应用明显多于三角形网壳。
4.结论
通过对网壳的屈曲应力计算、现场应用情况、耗钢量及投资对比、施工周期等因素的分析，得到以下结论：
4.1 三角形网壳
（1）空间三向传力，具有良好的稳定性，其结构本身具有自动成形、自动找圆功能，可以更好地控制安装质量和成形度。
（2）三角形网壳零部件可以实现工厂化、标准化生产，所有零件的质量、加工精度都可以由专用模板和工装模具来保证，零部件加工质量好、精度高。
（3）现场施工方便、快捷、效率高，基本无焊接操作，无防腐操作，可节省大量现场施工周期并实现不动火施工。
（4）现场施工简单，不需要大型起重设备。
（5）可以根据用户要求而选用不同的网壳及蒙皮板的材质。
蒙皮板可以呈三角形铺设在网杆上，与网壳没有焊接。
材质可以为不锈钢、碳钢、铝合金。
（6）尤其适用于老罐改造的场合，不需动火。
（7）37米以上的三角形网壳在中石油行业应用为48台，其中60米以上大直径网壳的实际应用业绩不多，仅为2台。
因此对于60米以上三角形网壳的实际使用情况应进行实地考察和现场追踪调研。
（8）在安全系数相同时，三角形网壳的耗钢量及工程投资较少。
（9）在网壳质量基本相等的前提下，短程线三角形网壳屈曲分析得到的安全系数较高，但是必须要保证其节点必须为刚性节点。
其网壳节点依靠多个螺栓抗剪来传递内力是否为刚性节点，需要通过以后的应力分析进行进一步验证。
（10）由于成千个螺栓孔的积累误差使安装很难避免强力组装与应力集中。
采用三角形网格网壳的罐顶一旦失稳往往发生大范围坍塌，修复工作量及难度也比较大，因此对于大直径网壳在选择厂家时应进行多方考察，同时在相应的规格书及数据单中提出对网杆及螺栓孔加工精度的详细要求。
若加工精度不能保证，则很难保证节点为刚性节点。
4.2 双向子午线网壳
（1）采用两向连续网杆相交形成相贯节点，沿交接面采用连续焊，在节点处无任何削弱，符合刚接要求。
（2）网杆在工厂进行预制，拉运至现场进行防腐、焊接，焊接后再对节点部位进行二次防腐，现场施工的工程量较大。
（3）37米以上的子午线网壳在中石油行业应用为76台，其中60米以上大直径网壳的实际应用为24台。
尤其对于60米以上子午线网壳的实际使用数量大于三角形网壳。
（4）在中石油行业的使用数量居多，得到较普遍的认可。
（5）在技术规格书及数据单中应提供详细的载荷情况，对其安全系数提出具体要求，以满足规范的要求。
（6）在安全系数相同时，子午线网壳的耗钢量及工程投资较高。
（7）采用连续网杆相贯节点的双向子午线网壳，对局部凹瘪修复比较容易。
因此对于大直径网壳在选择厂家时应进行多方考察，同时在相应的规格书及数据单中提出对网杆安全系数或型号的要求。
参考文献
[1] 徐英杨一凡朱萍等。
球罐和大型储罐，化工设备全书化学工业出版社
[2] 立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范GB50341-2003 中国计划出版社
[3] 空间网格结构技术规程JGJ7-2010 中国建筑工业出版社。