浅谈钢储罐环墙式基础设计
浅谈3000立方米储油罐环墙基础的设计
浅谈3000立方米储油罐环墙基础的设计摘要:钢储罐主要用于存储原油、中间产品及成品油等石油化工行业中的产品,其所作用的荷载强度大、分布面积大。
钢制储罐基础的设计是石油化工行业构筑物设计中的重要内容,并且储罐基础是保证储罐正常投入使用、安全生产的关键环节。
对于大型储罐而言,环墙式储罐基础是应用较多的一种基础形式。
关键词:基础选型;环墙设计;构造措施;防渗措施本文主要介绍的环墙式基础是目前国内应用最多的一种钢储罐基础形式,以期给以后的工程提供一定的参考。
一、工程概况此次以实际工程项目中某一3000立方米内浮顶钢储裂解汽油罐基础的设计为例进行分析。
工程地处广东省惠州市大亚湾石化区。
1、储油罐参数油罐为3000 m3内浮顶裂解汽油罐,罐壁内径15 m,罐壁高度17.82 m,罐底板直径15.15 m,罐体自重900 kN,充水水重31540 kN,罐底层壁厚12 mm。
罐内介质温度65ºС。
2、地质条件1)场地抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度值为0.05 g,设计地震分组为第一组,场地特征周期为0.35 s。
2)本单体坐落在能级为8000 kN·m的强夯区,有效加固深度约6~9 m,地基承载力特征值为220 kPa。
强夯层下层土为中粗砂层,地基承载力特征值为230 kPa。
中粗砂层以下为卵砾石土层,地基承载力特征值为460 kPa。
3)场地土标准冻结深度小于0.3 m。
二、环墙基础设计1、地震作用、风荷载作用根据规范[1],不设置地脚螺栓的非桩基储罐基础可只需符合相应的抗震措施要求,不再进行抗震验算;不设置锚固螺栓的储罐基础,风荷载作用可不考虑。
2、环墙厚度在设计中需要达到一个目标是使环强底压强与环墙内同一水平地基土压强相等,因此采用规范[2]如下环墙厚度计算公式以达到此目标:(3-1)其中,(gk为罐壁底端传至环墙顶端的线分布荷载标准值)(γL为罐内使用阶段存储介质的重度),(hL为环墙顶面至罐内最高储液面高度),(γC为环墙的重度),(γm为环墙内各垫层的平均重度),(β为罐壁伸入环墙顶面宽度系数),(基础埋深0.8 m,基础高出地面1.057 m),则环墙厚度为:取。
大型钢储罐基础设计
基与基
础设计规范》SH/T3068 -2007和《钢制储罐地基基础设计规范》GB50473 -2008在环墙基础环向拉力计算工
、
公 和参数取值等方面存在的差异,并通过某装置中的6座20000m3重油
例,
对结
果的 。
关键词大型钢储罐环墙基础规范
1工程概况
某工程新建6台20000m3立式重油储罐,储罐 平面布置如图1
力系数,一般土取K=0. 33,软土取K=0. 50; ,w
为水的重度,可取9.8kN/m3计算;hw为充水试
m R 压时环墙基础顶面至最高水位高度, ;
为罐半
m 径, 。
计算得:
F, = (1.1X9.8X17.82 + 1.0X18X2) h 0. 33 X 20 = 1505. 46 kN
4.1.3 按国标第
21
4.0
16
8.0
21
4.0
18
4.5
19
5.0
20
7.0
21
4.5
20
5.0
11.0
5.5
力 值 qP (kPa)
500 550 600 600
, 、, I 式中,
为环墙基础单位高度环向力设计值,
kN/m; qm
qm分别为水、环墙内各层填料自重
1.1 1.0 K 分项系数,分别取
和
;
为环墙基础侧压
黄褐色,含氧化铁,见姜石,夹多层粉土,硬塑-可塑。无摇
振反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。
170
黄褐色,含氧化铁,夹粘土薄层,夹粉土薄层,可塑。无摇振
反应,稍有光泽,干强度中等,韧性中等。
155
压缩模量 E]1 -2 (MPa)
浅谈环墙基础施工质量控制要点
浅谈环墙基础施工质量控制要点1、引言随着石油化工行业的快速发展,储罐正日益朝着大型化趋近,因此,储罐基础的质量尤为重要。
在储罐基础的多种选型中,环墙基础具有自身刚度大、沉降均匀、保护罐底垫层、占地面积小等优点,因此应用得越来越多。
钢筋混凝土环墙基础不同于一般建筑的条形基础,环墙基础本身承受的荷载很小,对于浮顶罐,只承受罐壁重量,对于固定顶罐,只承受罐壁及罐顶的重量和小部分介质的重量。
而绝大部分的重量则由环墙内的各个垫层直接承受并传到地基。
2、工程概况本次新建储罐为5000m3原料水罐,罐体最大直径23600mm,环墙宽度450mm,高度2200mm,环墙内分层回填砂,顶面为90厚沥青砂垫层。
3、施工方法及质量控制要点3.1基槽开挖3.1.1开挖时为防止机械开挖对地基扰动,离底标高200mm时采用人工开挖。
换填垫层厚度约1.5m,采用中粗砂回填,压实系数不小于0.97.换填垫层底面宽出基础外边线宽度不小于1000mm,垫层顶面宽出基础外边线宽度不得小于300mm。
垫层分层铺厚度300mm一层,人工分层夯实,土方开挖误差应符合规范要求。
3.1.2基槽开挖完毕后,基坑内均布设置3个集水坑。
集水坑坑底标高在基槽设计标高下1.0m,直径1.5米,集水坑底铺碎石滤水层300mm厚。
在基槽四周人工挖排水沟,宽0.5m,深0.5m,长度为基坑周长。
每个集水坑采用水泵抽水。
3.2 混凝土垫层3.2.1垫层为C15混凝土100厚,浇筑前先在基层上洒水湿润,摊铺厚度略高于模板,随即用平板振捣器振捣密实,然后用木抹子抹平。
3.2.2垫层在浇筑12小左右进行养护,养护不少于7天。
3.3 钢筋工程3.3.1在混凝土垫层浇筑时埋设马镫(Ф14钢筋L=650mm,沿环墙的方向@150mm设置),用于固定纵筋骨架,严格控制每根马镫筋径向、环向位置,允许偏差±5,并保证垂直度。
3.3.2环筋采用焊接接头,接头相互错开,焊接接头连接区段长度为35d(d 为纵向受力钢筋较大直径)且不小于500mm,凡接头中点位于该区段长度内的接头均属同一连接区段,同一区段内搭接钢筋截面面积占钢筋总截面面积的百分率小于50%。
钢储罐外环墙基础的设计探讨
钢储罐外环墙基础的设计探讨陈喜峰【摘要】结合工程实例,从外环墙基础的计算公式及结果两方面,对比分析了SHT3068-2007石油化工钢储罐地基与基础设计规范和GB50473-2008钢制储罐地基基础设计规范的差异性,并给出了钢储罐外环墙基础设计的建议,旨在确保工程设计的经济合理性.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2016(042)027【总页数】3页(P42-44)【关键词】钢储罐;外环墙基础;计算公式;配筋【作者】陈喜峰【作者单位】中国中材国际工程股份有限公司,江苏南京211100【正文语种】中文【中图分类】TU471在中东沙特阿拉伯地区,石油储量极为丰富,重油量多且价格便宜,这类国家的水泥厂通常会建设以重油为燃料的自备电站,工厂所用的全部电能由自备电站供应。
重油一般都是用钢罐来储存,需要根据地质情况选择基础形式,基础设计除了要满足《建筑地基基础设计规范》外,还要满足行业和国家的设计规范。
根据地质条件的不同,钢储罐基础有三种选择:护坡式、环墙式和外环墙式(钢筋混凝土)基础。
涉及到钢储罐的规范有两本:SHT 3068—2007石油化工钢储罐地基与基础设计规范和GB 50473—2008钢制储罐地基基础设计规范。
两本规范的适用范围,计算图形和公式基本相同,但是在钢储罐的环墙式基础计算方面有一定的区别。
由于本工程选用的是外环墙式基础,籍此对两本规范的外环墙计算内容进行了深入的比较,找出了不同规范的适用范围,以供广大设计者参考。
为方便起见,在下文中,两本规范分别以规范号代替。
外环墙尺寸示意图见图1。
规范6.2.4节,当罐壁位于环墙内侧一定距离时(即外环墙式),外环墙单位高环向力设计值可按下列公式计算。
1)当b1≤H时:a.在45°扩散角以下的部分,可按式(1)计算:b.在45°扩散角以上的部分,可按式(2)计算:2)当b1>H时:其中,Ft0为外环墙单位高环向力设计值,kN/m;γ为罐体自重分项系数,可取1.2;b1为外环墙内侧至罐壁内侧距离,m;Rh为外环墙内侧半径,m;Rt为储罐底圈内半径,m;H为罐底至外环墙底高度,m;R为外环墙中心线半径,m。
谈钢储罐环墙基础的设计与构造
F= h +寺 伽 )R (Q — y^ 。 7
正常使用时 , 可按下式计算 :
[ ] G 0 3 -0 2 建筑边坡工程技术规 范[ ] 3 B5 302 0 , s.
Ab t a t h o g ei t d ci n o ep e t s e n h rg a l o sr cin o u d t n p ts p otn e ie c ul i g i a g s r c :T ru h t n r u t ft rsr s d a c o a ec b ec n t t f n ai i u p r go ar sd n eb i n Gu n . h o o h e u o f o o i f d n
3 储罐基础顶 面应设 置厚度宜为 8 m~10 m 的沥青砂 大质量 5 8 . N, ) 0m 5 m 62 17k 储罐平均壁厚为 9m m。罐基础顶面高于地 面 基础埋深 15m, . 修正后 的地基承载力特征值 为 20k a 0 P 。 绝缘层 , 压实系数不应小于 0 9 。中砂 与石油沥青 的重量 配 比宜 标高 lm, .5
,
te s d a c o a e c l n p c o e t r s e n h r g a e i s e t n ts. b i Ke r s:p e te s d a c o a e c l ,c n tu t n t s n y wo d r sr s e n h r g a e o sr c o , e t g b i i
谈 钢 储 罐 环 墙 基 础 的 设 计 与 构 造
陈 敬 洪
( 中海油研 究总院 , 北京 10 2 ) 0 0 7
大容量储油罐钢筋混凝土环墙式基础设计
大容量储油罐钢筋混凝土环墙式基础设计
大容量储油罐钢筋混凝土环墙式基础设计
摘要:随着石油储备的重要性日益突出,大型、大容量石油储罐的建设日益增加,但同时也面临着许多技术难题,而储油罐基础设计就是其一。
本文结合具体储油罐工程,对几种基础型式进行了比较,并依据安全经济原则,选择了钢筋混凝土环墙式基础方案,并详细介绍了其设计思路,其设计经验可供类似工程参考。
关键词:大容量储油罐;钢筋混凝土;环墙;配筋计算
1 前言
随着我国经济对石油的需求大幅度增长,我国的大型、大容量储油罐的建设也越来越普遍。
储油罐基础施工难度、施工造价在整个工程建设中占有较大的比重,并对保证储油罐的正常使用和安全至关重要。
基于以上几点,在储油罐基础选型进行设计时,要考虑各方面因素的综合影响,为保证基础的安全与稳定,采用正确的基础型式和设计方法,可加快工程施工进度、保证工程质量、降低工程造价。
2工程概况
某大容量储罐为立式圆筒形的钢罐、自支撑式拱顶罐结构,直径36.14m,溢流口高13m,拱顶距罐底高18.17m,有效容积约12700m3。
罐底距油罐区地面1.20m高。
3储油罐基础设计
3.1大型储罐基础设计要求及特点
大型储罐基础的主要作用是支撑罐体。
基础对罐体可靠度起决定。
石油化工企业钢储罐环墙基础设计中的设计体会
石油化工企业钢储罐环墙基础设计中的设计体会作者:李娟来源:《山东工业技术》2014年第23期摘要:本文通过对实际项目中罐基础的设计,分析了在石油化工企业钢制储罐地基基础设计中如何对设计条件、基础选型、环墙宽度及配筋、地基承载力及稳定性、地基变形、罐基础构造与材料等因素进行综合考虑,并由此得出一些结论。
关键词:石油化工;罐基础;地基;构造与材料1 工程概况此次分析的污水缓冲罐系“塔河油田奥陶系注水工程(一期)一号联污水处理系统扩建工程”单体之一,公称容积500m3,充水后最大重量6000KN,罐壁内径为8920mm,总高度8938mm。
工程区位于塔里木盆地北部边缘,地貌单元属塔里木河中、下游冲积平原;地表植物以红柳、芦苇为主。
2 设计条件2.1 地质条件从本工程岩土工程勘察报告中可以看出,该污水缓冲罐基础设计时应注意以下地质问题:拟建场区抗震设防烈度为6度,设计基本地震加速度为0.05g,场地土类型为中软土,场地类别为Ⅲ类场地。
在勘探深度20.0m深度范围内,地层按物理力学性质自上而下可分为三大层,分述如下:(1)杂填土:干,较为松散,主要由粉砂、粉土组成,含有少量油污。
层厚0.70~1.80m。
(2)粉质粘土:可塑~硬塑状态,表层30~50cm被原油污染。
含有氧化铁斑纹,局部夹有粉土团块和粉砂薄层。
无摇震反应,有光泽反应,干强度中等,韧性中等。
压缩系数0.105 MPa-1、压缩模量15.66MPa,承载力特征值fak=140kPa。
层厚0.60~3.50m。
(3)粉砂:稍湿~饱和,稍密~中密,局部夹有薄层粉土及粉质粘土。
颗粒级配不良,颗粒形状以亚圆形为主,混粒结构,成份以长石、石英及暗色矿物为主,含粘粒较少。
承载力特征值fak=160kPa。
本工程中最大勘探深度为18.1m,该层末穿透。
场地土及地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋、混凝土均为强腐蚀性。
本场地地下水埋深2.8~6.3m。
本地区最大冻结深度按1.12米考虑,标准冻结深度为0.63m。
浅析大型储罐基础设计与地基处理
工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald68随着国民经济的快速发展,人们对化学品、油品以及清洁燃料的依赖程度超过以往任何时候。
因此近年来各地新建、扩建各种化学品库、油库、燃料油库。
油库总容量亦呈上升趋势。
单个储罐的容量也是越来越大,特别是大型储罐,直径、高度大,对地基土的承载能力和变形要求高,影响深度大,尤其是软土地基、山区地基以及特殊性土地基,地层复杂。
1 大型储罐基础的型式选择储罐基础的选型,应根据储罐的形式、容积、地质条件、材料供应情况、业主要求及施工技术条件、地基处理方法和经济合理性等条件综合考虑。
储罐基础一般做法是在紧邻罐底板之下做一层沥青砂绝缘层用于阻断地下潮气对罐底板的腐蚀,在沥青砂垫层之下做一层砂垫层,调节罐底板受力状态,其下是压实填土层。
储罐基础的形式基本上有如下两种。
1.1 环墙式基础(图1)当地基土为软土且不满足承载力的要求、计算沉降及沉降差也不在允许范围之内或地震作用下地基土有液化时,宜采用环墙基础。
这种基础是将钢筋混凝土环墙设在储罐壁板之下,利用该环墙将罐体传来的压力传至地基。
1.2 护坡式基础(图2)当地基土能满足承载力设计值和沉降差要求及建罐场地不受限制时,可采用护坡式基础。
护坡式基础一般用于硬和中硬场地土,多用于固定顶罐,近年来也有用于大型浮顶储罐的成功实例。
2 大型储罐基础的特点与设计原则大型储罐的类型很多,下面就简单介绍储罐基础的特点与设计原则。
(1)储罐基础的特点不同于一般建筑物的基础,其基础特点主要是以下几方面。
①对于地基承载力的要求不是很高;根据储罐的容量不同,地基承载力达到80~250 kPa一般就可满足要求。
②工艺生产对基础沉降的要求不很严格。
储罐基础均匀①作者简介:赵荣超(1983,6—),汉,陕西岐山人,本科,工程师,研究方向:工业与民用建筑结构设计及研究。
DOI:10.16660/ki.1674-098X.2015.29.068浅析大型储罐基础设计与地基处理①赵荣超(中油辽河工程有限公司 辽宁盘锦 124010)摘 要:进入21世纪,我国的储罐建设得到了飞速发展。
谈谈储油罐基础设计及沉降计算
谈谈储油罐基础设计及沉降计算1、引言随着世界石油工业的迅速增长和能源需求的不断增加,原油和成品油的储备受到了各国的普遍关注,对各类油库储备能力的要求也越来越高,因而使各类储罐的数量剧增,对储油罐基础的安全设计有了更高要求。
本文以春风油田二号联合站建设工程5000立方储油罐(拱顶罐)基础设计为例,简单介绍了钢储罐环墙式基础的设计步骤。
2、钢储罐基础设计2.1储油罐参数油罐为5000m3拱顶罐,罐壁内径23.64m,罐底直径23.8m,高度12.518m,罐体自重(不含罐底板)1700kN,罐底板自重300kN,保温重230kN,运行重量50250kN。
罐的设计温度为95℃,操作温度为93℃。
2.2、地质条件表1 各土层一览表地层编号岩土名称土层厚度(m)压缩模量Es(MPa)内摩擦角(°)黏聚力(kPa)桩的极限侧阻力标准值qsik(kPa)桩的极限端阻力标准值qpk (kPa)地基承载力特征值(kPa)①粉质黏土0.5~3.4 13.47 20.9 19.1 40 300 140①1 粉土0.7~2.6 17.5 22.3 19.1 53 400 140②粉砂 1.2~5.6 8 25 0 46 400 140③粉质黏土最大揭露厚度24.50m 13.02 22 18.5 53 400 140③1 粉砂0.7~7.0 8 25 0 35 600 160③2 粉砂1.2~7.9 10 27 0 50 750 160③3 粉砂0.5~5.6 10 27 0 50 900 180③4 粉砂1.5~1.8 14 30 0 64 1100 180场地土对混凝土结构具有中腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋有强腐蚀性。
场区地下水埋深在8.55~8.94m。
2.3、基础环墙设计规范指出,当地基土不能满足承载力设计值要求,但计算沉降差不超过规范允许值,场地受限制时,采用环墙式基础[1]。
图1 储油罐及罐基础图2 罐基础断面详图(1)环墙厚度根据规范计算环墙厚度[1]:,取0.60m。
浅议消防钢储罐基础设计
浅议消防钢储罐基础设计一、工程概况本工程位于四川省眉山市东坡区象耳镇金象化工园区内,眉山地区抗震设防烈度为7度,设计基本加速度值为0.10g,设计地震分组外为第三组,场地土类型为中硬场地土,建筑场地类别为II类,修正后的地基承载力特征值180 ,消防水罐自身重量为24.5t,充水重为630t,平台梯子及保温质量为1.5t,罐体高度为10.5m,罐体直径为8.6m,罐体底板直径为8.72m,消防水罐顶部采用拱顶形式。
二、消防水罐基础计算2.1环墙宽度计算由于本工程消防水罐受场地限制,根据《钢制储罐地基基础设计规范》GB50473-2008[1]中3.2.3-4条,采用钢筋混凝土环墙基础。
因为罐壁位于环墙顶面,环墙厚度计算根据《钢储罐地基基础设计规范》GB50473-2008中4.1.2条公式:取b=300mm,其中,b为环墙厚度,g为钢儲罐底端传至环墙顶端的竖向线分布荷载标准值,当有保温层时,尚应包括保温层的荷载标准值),为罐壁伸入环墙顶面宽度系数,可取0.5,为环墙的重度,取25 ,为环墙内各层土的平均值,取18 ,为罐体内试用阶段储存介质的重度,取9 ,为环墙顶面至罐内最高储液面高度,为环墙高度,取2m.2.2环墙内力计算因为罐体高宽比很小,消防水罐基础所承受的竖向荷载远大于水平荷载,所以在计算环墙内力时只考虑竖向荷载对环墙的作用,不考虑水平荷载的影响作用。
环墙基础所承受竖向荷载分为两个部分,一部分是消防水罐壁传给环墙顶面的罐体自重荷载,对环墙基础产生的竖向压应力;另一部分是由消防水罐底传给环墙内垫层的罐内水自重和环墙内各层自重荷载,环墙在上部荷载作用下产生侧压力,从而使得环墙外侧受拉应力影响,由于消防水罐本身的自重远远小于充满水的重量,因此,我们只需计算在拉应力作用下所需要配置的钢筋,而在竖向压应力作用下只需按照构造要求配置钢筋即可。
按《石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范》SH/T3068-2007[2]中6.2.3式计算环墙单位高度下的环向应力设计值:式中,为环墙基础单位高度环向应力设计值,、分别为水、环墙内各层自重分项系数,可取1.1,可取1.0,、分别为水的重度、环墙内各层的平均重度,可取9.8,可取18,为环墙顶面至罐内最高储水面高度,为侧压力系数,一般地基可取0.33,软土地基可取0.5,为环墙中心线半径。
立式钢储罐环墙基础设计
壁 的变形 。
米。因此 ,储罐基础的设计也显的尤为重要 。在 储罐基础的多种选型中 ,环墙基础应用的越来越 多。因此 ,本文将结合 自身的设计施工经验 , 对
钢筋 混凝 土 环墙基 础进 行探讨 。
地 基 。环墙 基 础一 般应 用 于 中软 、软或 较不 均匀
() 4 混凝土环墙基础为罐壁的安装提供 了一
个平整坚实的表面,利于罐壁的安装。
( )当罐体 出现不均匀沉降时 ,可 以通过对 5
环墙的调整来平衡不均匀沉降。因此环墙的设置
有利 于事故 的处理 。
的场地 , 适用于大型储罐 、 高位储罐和浮顶罐等。
环墙宽度的计算一般是先假定 p ,求出 b , 值
环墙最小宽度不小于 20 m。环墙刚度大小对调 5m
将基底放在同一土层上 , 并放在非液化 的稳定图
层上。
节地基变形有很大关系,当地基土不是很好时 , 可以适当增大环墙刚度,但环墙刚度的增大与地
基不均匀沉降并无绝对的线性关系,因此用环墙
及9 度区的环墙基础,需进行抗震验算。 为防止储罐在地震作用下倾覆或滑移 ,一般 对储罐采用锚固螺栓进行加 固。另外 ,在地震区
力设计值要求 , 且计算沉降差不能满足 7 .条规 .1 3
定 的允许值或地震作用地基土有液化时。
4 0
对 环墙采 用 的抗 震措施 一般有 :
新疆化工
21 0 0年第 2期
新疆化工
3 9
立 式钢 储 罐 环 墙基 础 设计
宋益 斌
( 新疆化工设计研 究院 。乌鲁木齐 8 00 3 0 6)
钢储罐地基处理方案设计
钢储罐地基处理方案设计【摘要】油品钢储罐设计现状:近年来,随着国民经济的快速发展,国家对原油、成品油的需求日益增大。
各地相继新建了许多大型油罐,另外,石化装置钢储罐的数量、单罐容量及总容量也越来越大。
如2005年投入使用的中石化白沙湾油库15万立方米储油罐、2012年建成的曹妃甸国储库15万立原油罐组,大型油罐建设遍地开花。
大型储罐基础荷重大、因工艺要求对沉降要求敏感,需要更高的地基承载力和地基稳定性。
目前建于软土、湿陷性黄土、岩石土等各种复杂地质条件上的罐基础已愈发普遍。
这就对储罐基础的设计提出了更高的要求。
【关键词】石化钢储罐软土地基湿陷性黄土刚性桩刚、柔性复合地基处理目前单罐规模在1万-5万立方的钢储罐一般采用环墙基础,既能满足基础的强度、刚度调节不均匀沉降又节省造价。
单罐规模10万立及以上的钢储罐,直径大、地基的抗压缩性能和承载力要求较高,一般采用筏形基础、护坡式基础。
本文根据笔者近年来对储罐基础的设计经验,通过典型案例对软弱土层地基、湿陷性黄土地基等复杂地基上进行钢储罐基础设计作出的一些探讨和经验总结,并希望对以后储油罐设计提供一些经验。
图1 工程设计实例图具体工程场地概况及设计方案选择如下:1.1 新疆奎山宝塔石化公司项目位于新疆奎屯-独山子石化工业区,勘探结果表明,该场地处于奎屯河冲击区,由新生代沉积物组成,厚度巨大,主要为第三系硬质岩。
上部第四系主要堆积物卵石、砾石为主,厚度800米以上。
卵石层承载力fa=450kPa,压缩模量Es=45MPa。
经分析,该场地属硬质场地,地基承载力和稳定性良好,均能满足基础设计的需要,且土层开挖浅,无超开挖。
故决定采用天然地基,选用卵石层为持力层,基础采用环墙基础。
1.2 山东天弘化学公司项目位于山东东营港经济开发区,勘探结果表明,该场地为第四纪河流冲积及海陆交互相沉积物所覆盖,以粘性土、粉土、粉细砂等中软土为主,局部分布有软土地层。
勘探结果表明,在罐基础影响深度范围内各主要土层的地基承载力fa介于90-100 kPa之间,压缩模量Es介于4-8 MPa之间。
石油化工企业钢储罐环墙基础设计中的设计体会
因此 ,可取 环 墙 宽 度 为 :b = 0 . 3 0 m 4 . 2 环 墙 上 作 用 效 应
地 基承载力设计值 :
f:1 . 1 :1 . I x 1 4 0 =1 5 4 印 ) p
钢筋 混凝土 环墙采用 C 4 0 级 混凝土 ( 采 用抗硫 酸盐水泥 ) H P B 3 0 0 、H R B 4 0 0 级钢筋现浇 ,混凝土保护层厚 4 5 m m。
环 向受 力钢筋接 头 , 应 采用焊 接连 接或机 械连接。 钢筋混凝土环墙宜 留后浇缝 ,在保证钢筋连续 的原则下均分三 段 浇灌 , 缝 宽宜为 3 0 0~ 5 0 0 a r m,接缝应采用 C 4 5 级微膨胀混凝土浇 灌
环墙单位高环向力设计值 :
=
(
+y  ̄z . h ) KR
式中 :
F 环墙单位高环 向力设计值 ( K  ̄ / m); Y Q Y Q 分 别为水 、 环墙 内各层 自 重分项 系数 , 分别取 1 . 1 、 1 0 ; h 一环墙顶面至罐 内最 高储液面高度 ( m) ,取 8 . 9 3 8 m;
并捣 实或采取 其他 有效措施 。 混凝土 浇筑后 必须加 强养 护 ,严 防干裂 ,顶 面抹 3 0 a r m厚 1 : 2 水
4 . 3 环墙截面 配筋
根据环墙 单位 高环向力设计值进行环墙配筋计算 。
环墙单位 高环 向钢 筋截 面面 积 :
:
泥砂 浆找平 ,顶表面的水平度每 9 m 圆周长不得超过 ±3 m m。
由此 可见 ,地基承 载力满足要求。
5 . 2 软 弱 下 卧 层 验 算
浅谈钢储罐环墙式钢筋混凝土基础设计
浅谈钢储罐环墙式钢筋混凝土基础设计
印晓武
【期刊名称】《江苏建材》
【年(卷),期】2007(000)003
【摘要】结合在钢储罐环墙式钢筋混凝土基础方面的工程实践及对中石化行业标准《石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范》( SH3068- 95)的理解,介绍钢储罐环墙式钢筋混凝土基础在工程实践中需注意的几个问题及设计计算所采用的方法.【总页数】3页(P43-45)
【作者】印晓武
【作者单位】江苏省化工设计院有限公司,江苏,南京,210000
【正文语种】中文
【中图分类】TU7
【相关文献】
1.15万立方米原油储罐环墙钢筋混凝土基础施工 [J], 郭国贵
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3.石油化工企业钢储罐环墙基础设计中的设计体会 [J], 李娟
4.立式钢储罐环墙基础设计 [J], 宋益斌
5.立式钢储罐环墙基础设计 [J], 宋益斌
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浅谈钢储罐环墙式基础设计
浅谈钢储罐环墙式基础设计摘要:钢储罐基础设计是储罐稳定的关键技术问题,本文针对钢储罐钢筋混凝土环墙基础的特点、作用、设置环墙的地基条件、采用的设计方法及环墙的构造要求进行了介绍,提出环墙基础在平时设计及施工中应考虑的因素及步骤。
关键词:钢储罐,环墙基础,设计,构造1、概述目前,随着工艺设计条件及建设方对建设条件的控制,储罐正日益朝着大型化趋近,由原先的几十上百立方米,渐变为今天的几千上万立方米。
因此,储罐基础的设计也显的尤为重要。
在储罐基础的多种选型中,环墙基础应用的越来越多。
因此,本文将结合自身的设计经验,对钢筋混凝土环墙基础进行探讨。
钢筋混凝土环墙基础不同于一般建筑的条形基础,钢储罐环墙式基础本身承载的荷载很小,对于浮顶罐只承受储罐壁重量;对于固定顶罐,只承受罐壁及罐顶和小部分介质的重量,而绝大部分的介质重量是由环墙内各个垫层直接承受并传到地基。
环墙基础一般应用于中软、软或较不均匀的场地,适用于大型储罐、高位储罐和浮顶罐等。
2、环墙的适用条件根据SH/T3068-2007《石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范》规定,下列地质条件宜采用钢筋混凝土环墙式基础。
(1)当地基土不能满足承载力设计值要求,但计算沉降差不超过规范规定的允许值时。
(2)当地基土为软弱土,地基土不能满足承载力设计值要求,且计算沉降差不能满足规范规定的允许值时或地震作用地基土有液化时。
(3)当建筑场地受限制时。
3、环墙基础的作用及优点(1)可以减少罐周边土不均匀沉降。
钢筋混凝土环墙平面抗弯刚度大,能很好地调整在地基下沉过程中出现的不均匀沉降,减少罐壁的变形,避免浮顶或内浮顶罐发生浮顶不能上浮的现象。
(2)可以将上部罐体传来的荷载均价传递到地基上。
(3)可以增强基础的稳定性,抗震性能好。
环墙基础像一道挡土墙可以保护内部垫层不被冲刷、侵蚀,保持罐底下垫层基础的稳定性。
(4)利于罐壁安装。
环墙为罐壁底端提供了一个平整而坚实的表面,为较平储罐基础面和保持外形轮廓提供有利条件。
石油储罐区钢储罐基础设计探析
石油储罐区钢储罐基础设计探析钢储罐用以储存原油、中间产品油和成品油等石油化工产品;罐基础是指将罐体及罐内介质的重量传到地基持力层上的部分。
本文以内蒙古某原油商业储备库的石油罐区钢储罐基础设计为研究对象,结合工程案例,对钢储罐基础设计中遇到的问题与矛盾进行了分析与探讨。
标签:钢储罐基础;混凝土环墙;计算;构造;材料一、工程概况内蒙古某能源集团公司新建30000m3成品油库,本文仅以其中一个5000m3柴油钢储罐基础为研究对象。
钢储罐罐底直径22.85m,高度为12.68m,设备满水总重量为424吨。
本工程抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g,设计分组为第一组;拟建场地为II类场地,结构设计使用年限为50年,地基基础的设计等级为丙级。
本工程场地标准冻深为2.50m,在该场地内未遇见地下水,本工程采用钢筋混凝土环墙式罐基础。
场地地层结构及岩性特征如下:①人工填土:杂色,0.7-1.0m。
②淤泥质粘土:灰黑色,层厚0.5-0.8m,地基承载力特征值为90kPa。
③中砂:黄褐色,层厚0.6-0.9m,地基承载力特征值为170kPa。
④角砾:黄褐色,层厚2.9-3.8m,地基承载力特征值为230kPa。
⑤全风化泥岩:黑褐,灰褐,灰绿色,未揭穿,地基承载力特征值为280kPa。
本工程持力层采用④角砾层,地基承载力特征值为230Kpa。
二、环墙式罐基础分析与计算1.环墙式罐基础等截面的宽度按下式计算式中:b——环墙宽度,m;gk——罐壁底端传至环墙顶端的线分布荷载标准值,KN/m;β——罐壁伸入环墙顶面宽度系数;可取0.4~0.6,宜取0.5;γc——环墙的重度,KN/m3;γL——罐内使用阶段储存介质的重度,KN/m3;γm——环墙内各层的平均重度,KN/m3;hL——环墙顶面至罐内最高储液面高度,m;h——环墙高度,m.2.环墙单位高环向设计值按下式计算式中:Ft——环墙单位高环向设计值宽度,KN/m;γQW和γQm——分别为水和环墙内各层自重分项系数,γQW可取1.1,γQm 可取1.0;γW和γm——分别为水的重度和环墙内各层的平均重度,KN/m3;γW可取9.8,γQm可取18.0;hW——环墙顶面至罐内最高储水面高度,m;K——侧压力系数,一般地基可取0.33;软土地基可取0.5;R——环墙中心线半径,m.3.环墙单位高环向钢筋的截面面积按下式计算式中:AS——环墙单位高环向钢筋的截面面积,mm2;γ0——重要性系数,取1.0;fy——普通钢筋的抗拉强度设计值,KN/mm2;4.地基承载计算4.1罐基础底面处压力的确定,对于天然地基或处理后的地基,应符合下式要求:≤式中:pK——相当于荷载效应标准组合时,基础底面的平均压力值,KN/m2;fa——修正后的地基承载力特征值,KN/m2.4.2罐基础底面处的平均压力设计值可作为轴心荷载考虑,按下式计算:式中:FK——相当于荷载效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值,KN;GK——基础自重和基础上的土重,KN;A——罐基础底面面积,m2.5.罐基础地基变形计算本工程地基基础的设计等级为丙级,地基土均匀且无软弱下卧层故根据《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》可不做地基变形计算。
钢制储罐混凝土环墙基础设计中美规范对比
1071 前言随着石油化工行业的发展,作为主要存储构筑物的储罐也越来越规模化、大型化。
目前针对混凝土环墙基础设计,国内所依据的规范主要是《钢制储罐地基基础设计规范》(GB50473-2008)[1],而美国主要依据的规范是由PIP协会编制的《Guidelines for Tank Foundations Designs》(PIP STE03020)[2]。
本文将针对这两本规范中有关混凝土环墙基础厚度的计算、配筋等方面进行对比,找出中美规范的差异,加深对储罐环墙基础设计的理解。
2 关于钢制储罐混凝土环墙基础基础设计中美规范对比2.1 环墙厚度的计算国标规范GB50473-2008中有关钢制储罐环墙基础厚度的计算公式,是根据环墙底面的压强与环墙内侧同一深度处地基土的压强相等推导出来的。
假定罐壁深入环墙顶面的宽度系数为β,即有(式中各参数具体释义详见国标规范GB50473-2008):(1)从而推导出环墙基础的厚度b的计算公式如下:(2)图1 中国规范环墙受力示意 图2 美国规范环墙受力示意美标规范PIPSTE03020中有关钢制储罐环墙基础厚度的计算公式,是由环墙底面的附加压强需满足土体的承载力条件推导而来,即(式中各参数具体释义详见美标规范PIPSTE03020):(3)由此式推导出环墙基础的厚度b的计算公式如下:(4)2.2 环墙环向钢筋的配筋计算国标要求计算充水试压以及正常操作这两种工况下的环墙环向力设计值Ft,具体公式见GB50473-2008式(4.1.3-1)及(4.1.3-2),并取二者中的大值来计算环向钢筋。
由此得到环墙单位高度上的环向钢筋截面面积:(5)此外还需要满足最小配筋率的要求:环向受钢制储罐混凝土环墙基础设计中美规范对比孙琪晶中国石化工程建设有限公司 北京 10010摘要:在全球化大潮的背景下,越来越多的项目走出国门。
混凝土环墙基础是钢制储罐常采用的基础形式之一,通过钢储罐环墙基础的设计实例,对中美规范中有关混凝土环墙基础的厚度、配筋等计算进行对比,找出差异,加深对储罐环墙基础设计的理解,更好的进行储罐环墙基础的设计。
大型储罐的基础设计及构造研究 丁园
大型储罐的基础设计及构造研究丁园摘要:大型储罐在实际应用过程中,由于这种类型储罐的本体大多数都是利用钢板来进行焊接,所以其在外形尺寸方面比较大,荷载比较大,沉降量也比较大。
与此同时,这种类型的储罐在实际应用过程中,其整体刚度比较低,同时具有一定柔性特征。
储罐基础产生的不均匀沉降要求较高,如果基础有较大的不均匀沉降,就会直接影响到储罐的正常使用。
本文对大型储罐的基础设计及构造进行研究。
关键词:大型储罐;基础设计;构造1 大型储罐的基础设计形式1.1 护坡式基础当天然地基承载力特征值大于或等于基底平均压力、地基变形满足规范要求的允许值且场地不收限制时,可采用护坡式基础。
护坡式基础是在储罐底面四周用素土或碎石沿着基础砌成护坡。
其优点是工程投资少、施工方便;缺点是对调整地基不均匀沉降作用小效果差,且占地面积大。
如果基础大量沉降后,周围护坡破裂,罐底各层填料往往在大于后流失,造成基底局部掏空,所以在这种背景下,护坡式基础在设计已经不常见。
1.2 外环墙式基础外环墙式基础是将钢筋混凝土环墙离开储罐外壁一定距离,罐体坐落在由砂石土构成的基础上。
其优点是受力状态较好,具有一定的稳定性,较环墙式基础省钢筋和水泥;缺点是调整不均匀沉降的能力较差,当罐壁下节点处的下沉量低于外环墙顶时易造成两者之间的凹陷。
一般用于车间内部生产原料储罐,容积控制在1000m3以内。
1.3 环墙式基础环墙式基础在设计中使用较多,系将储罐壁板直接安装在钢筋混凝土环墙上,大部分用与软和中软场地的浮顶罐及内浮顶罐。
环墙式基础在实际应用过程中,其最明显的优点之一就是在平面抗弯的刚度程度上比较大,这样有利于调整不均匀沉降问题,减少罐壁的变形。
罐体自身的荷载在某种程度上可以给地基传递相对较均匀的压力。
与此同时,使用时可以调整中心和边缘的沉降,防止环墙内砂垫层或土的侧向变形或流散,整体的稳定性较好,抗震效果较理想,有利于为施工提供便利操作方式。
减少罐底潮气对罐底板的腐蚀,并且有利于事故的处理。
简述石油化工钢储罐基础设计
简述石油化工钢储罐基础设计根据设计规范和设计经验对石油化工钢储罐基础设计过程中会应注意的问题进行简单总结。
标签:钢储罐;基础设计;构造1 设计条件钢储罐应具备以下资料:1.1 岩土工程勘察报告;随着国民经济的发展,石油油品储罐的容量也越来越大,特别是大型储罐,直径、高度大,对地基土的承载力和沉降要求高,影响深度大,尤其是软土地基、山区地基以及特殊土地基,地层复杂。
储罐基础如果不均匀沉降过大,将导致储罐的倾斜或失稳,使浮顶罐的浮船不能升降,甚至产生储罐破裂,并造成严重的次生灾害。
所以规范特别强调储罐基础的设计必须具有建设场地的工程地质勘查报告。
1.2 罐区平面布置及设计竖向标高,罐中心坐标。
1.3 储罐的型式、容积、几何尺寸、罐底坡度及中心标高、环墙顶标高、设计地面标高。
1.4 罐体金属总重、保温及附件总重、罐壁、罐顶、罐底总重。
1.5 储罐内介质及最高储液面的高度、最高温度、介质重度。
1.6 储罐的罐前平台、排放口、沟、井、梯基础等辅助设施的位置及型式。
1.7 与储罐罐体有关的管道布置、预埋件、锚栓布置及罐周的排水设施等。
1.8 储罐施工安装、试压等方法对罐基础的要求。
1.9 对罐基础使用的要求2 地基的基本要求2.1 储罐基础下的耕土层、软弱土、暗塘、暗沟及生活垃圾等均应清除,并应采用素土、级配砂石或灰土分层压(夯)实,(夯)实后地基土的力学性质宜同一基础下未经处理的土层相一致,当清除有困难时,应采取有效措施。
2.2 储罐不宜建在部分坚硬、部分松软的地基上。
3 环境保护当储罐基础坐落在静流水源地或储存不可降解介质,且储罐存储介质泄露会污染地下水或附近环境时,储罐基础部分应采取防渗漏措施。
实际工程一般采用压实系数为0.97、厚度大于500mm的粘土层,不得采用淤泥、耕土、膨胀土、冻土,以及有机杂质含量大于5%的土料。
有时候会遇到有的业主提出用中粗砂代替粘土,因为有的地方砂往往取材方便,而且容易压实。
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浅谈钢储罐环墙式基础设计
摘要:钢储罐基础设计是储罐稳定的关键技术问题,本文针对钢储罐钢筋混凝土环墙基础的特点、作用、设置环墙的地基条件、采用的设计方法及环墙的构造要求进行了介绍,提出环墙基础在平时设计及施工中应考虑的因素及步骤。
关键词:钢储罐,环墙基础,设计,构造
1、概述
目前,随着工艺设计条件及建设方对建设条件的控制,储罐正日益朝着大型化趋近,由原先的几十上百立方米,渐变为今天的几千上万立方米。
因此,储罐基础的设计也显的尤为重要。
在储罐基础的多种选型中,环墙基础应用的越来越多。
因此,本文将结合自身的设计经验,对钢筋混凝土环墙基础进行探讨。
钢筋混凝土环墙基础不同于一般建筑的条形基础,钢储罐环墙式基础本身承载的荷载很小,对于浮顶罐只承受储罐壁重量;对于固定顶罐,只承受罐壁及罐顶和小部分介质的重量,而绝大部分的介质重量是由环墙内各个垫层直接承受并传到地基。
环墙基础一般应用于中软、软或较不均匀的场地,适用于大型储罐、高位储罐和浮顶罐等。
2、环墙的适用条件
根据SH/T3068-2007《石油化工企业钢储罐地基与基础设计规范》规定,下列地质条件宜采用钢筋混凝土环墙式基础。
(1)当地基土不能满足承载力设计值要求,但计算沉降差不超过规范规定的允许值时。
(2)当地基土为软弱土,地基土不能满足承载力设计值要求,且计算沉降差不能满足规范规定的允许值时或地震作用地基土有液化时。
(3)当建筑场地受限制时。
3、环墙基础的作用及优点
(1)可以减少罐周边土不均匀沉降。
钢筋混凝土环墙平面抗弯刚度大,能很好地调整在地基下沉过程中出现的不均匀沉降,减少罐壁的变形,避免浮顶或内浮顶罐发生浮顶不能上浮的现象。
(2)可以将上部罐体传来的荷载均价传递到地基上。
(3)可以增强基础的稳定性,抗震性能好。
环墙基础像一道挡土墙可以保护内部垫层不被冲刷、侵蚀,保持罐底下垫层基础的稳定性。
(4)利于罐壁安装。
环墙为罐壁底端提供了一个平整而坚实的表面,为较平储罐基础面和保持外形轮廓提供有利条件。
(5)有利于事故的处理。
当罐体出现较大倾斜时,可以通过环墙的调整来平衡不均匀沉降。
(6)起防潮作用。
钢筋混凝土环墙顶面不积水,减少罐底的潮气和对罐底板的腐蚀;
(7)相比其他罐基础,可以减少占地面积。
4、地震作用
一般抗震设防烈度为6度、7度或8度(容积较小的储罐),可不进行抗震强度验算,仅作构造处理。
但在抗震设防烈度8度区,容积大于5000m3及9度区的环墙基础,需进行抗震验算。
为防止储罐在地震作用下倾覆或滑移,一般对储罐采用锚固螺栓进行加固。
另外,在地震区对环墙采用的抗震措施一般有:
(1)环墙基础尽可能深埋,不应小于1.2m。
在严寒地区,还不应小于冻深。
(2)当储罐基础下有多个土层时,应尽可能将基底放在同一土层上,并放在非液化的稳定土层上。
(3)适当加大基底面积。
(4)适当加大环墙刚度。
5、环墙宽度的确定
环墙宽度是按环墙底压强与环墙内同一水平面地基上压强相等(标准值)的原则确定的。
主要是为了防止环墙内基础产生不均匀沉降。
b= gk/[(1-β)γL hL-(γC-γm)h]
式中,b为环墙的宽度m;gk罐壁底端传给环墙顶部的线分布荷载标准值(当有保温层式,应包括保温层荷载的标准值)KN/m;β罐壁伸入环墙顶面宽度系数,一般可取0.4~0.6,宜取0.5;γL使用阶段罐内储存介质的重度KN/m3;hL 环墙顶面至罐内最高液面(介质)高度m;γc环墙的重度KN/m3;γm环墙内各层土的平均重度KN/m3;h为环墙的高度m。
关于罐壁底端传给环墙的线分布荷载标准值,当为浮顶罐时,仅为罐壁的重
量,当为固定顶时,应包括罐壁和罐顶的重量。
环墙宽度的计算可先假定β值求出b,再根据选用的b值适当调整β值,
规范在构造中规定钢筋混凝土环墙宽度不宜小于250mm。
环墙调节地基局部变形的能力与环墙截面刚度的大小和地基土的好坏有关,选择截面尺寸是设计环墙的关键,一般当土质均匀性很差时,环墙的刚度适当加大,当土质很均匀沉降量很小时,环墙刚度可取的很小,有的基础可以不做环墙,环墙的刚度是有限的,调整差异沉降的能力也是有限的,利用它来调整差异沉降很大的局部地基变形是不经济的,设计环墙式基础不应盲目加大环墙截面尺寸和配筋。
6、环墙环向力计算方法
目前在设计环墙时,当罐壁位于环墙顶面时,按下式计算:
Ft=(γQWγW hW +γQMγm h)KR
式中,Ft环墙单位高环向应力设计值KN/m;γQW、γQM分别为水、环墙内各层自重的分项系数,γQW取1.1,γQM取1.0;γW、γm分别为水的重力密度,环墙内各层的平均重度,γW可取9.8 KN/m3,γm可取18.0 KN/m3;hW为环墙顶至罐内最高贮水面高度m;h为环墙截面的高度m;K为环墙侧压力系数,一般地基可取0.33,软土地基可取0.50;R为环墙中心线半径m。
此环向力的计算式是按照国标《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)及《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)以概率论为基础的结构极限状态设计的,是考虑了分项系数后的环向力设计值。
由于环墙边界约束条件的假设和地基条件的复杂性,计算结果与实际情况肯定会有出入。
但根据国内几十年的建罐经验,突出了侧压力系数按一般地基土和软土地基取值。
7、环墙竖向力计算
规范中规定,环墙可仅进行环向力计算。
即对环墙不做竖向力计算,主要是因环墙的径向位移沿竖向的分布趋于直线,所以环墙的竖向弯矩很小。
8、环墙截面配筋计算
环墙单位高环向钢筋的截面面积,按下式计算:
As=γ0Ft/ fy
式中,As为环墙单位高度环向钢筋的截面面积mm2;γ0为结构的重要系数;fy为普通钢筋的抗拉强度设计值N/ mm2。
环向受力钢筋的最小配筋率不应小于0.4%,环向受力钢筋的接头应采用焊接或机械连接,接头应相互错开。
在软土、软硬不一地基上的储罐,环墙顶端、底端宜各增加两圈附加环向钢筋,直径与环墙环筋相同。
竖向钢筋构造配置,竖向钢筋的截面最小配筋率不应小于0.15%(每侧)。
钢筋直径宜为12mm~18mm,间距宜为150~200mm,其上下两端宜为封闭式。
当混凝土环墙圆周长度大于40m时,应留宽度为900~1000mm后浇带,在保证钢筋连续的原则下分段浇灌,后浇带应采用提高一个强度等级的微膨胀混凝土浇灌并捣实或采取其他有效措施。
参考文献:
[1] GB 50473-2008 《钢制储罐地基基础设计规范》
[2] SH/T 3068-2007 《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》。