大型储油罐基础环梁设计与讨论
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Ａ Ｔ Ｔｆ ＝ ｏ／ ， （） ２
呈可塑 ～坚 硬 状 态 ， 中等 压 缩 性 ； 淤泥 质 亚 粘 土 ， ⑤ 厚度 大 于 ２ 土 的性质同第③层土相接近 ， ４ｍ， 压缩性高 。各土层参数见表 １ 。
表 １ 土层主要物理力学参数
土层名称 重度／ Ｎ・ ０ 内摩擦角／ 。 ｋ ｍ一 （ ） 粘聚力／ Ｐ ｋａ
大 型 储 油 罐 基 础 环 梁 设 计 与 讨 论
秦
摘
凯
王成 玉
２ ６２ ７ ８６）
（ 日照港集团有限公司， 山东 日照
要： 分别采 用规范法和非线性方法对不同直径 的储油罐基础环梁环向拉力进行了计 算对比 ， 研究表明 ， 油罐直径较 小时 ， 储 基
础环梁的环向拉力随直径增大而增大 ， 当油罐直径较大 时， 基础 环梁的环 向拉 力并不与储罐直 径成正 比， 并建 议在大型 储油罐 基 础设计计算时应进行非线性数值分析校核。
位高度的环向力简化计算公 式中都包含储罐直径的一次项 ， 说明环 向 力与储罐直径成正比关系 。 本文针对这一问题 ， 采用非线性数值 的方法对实例工程 的基础环梁环 向拉 力进行计算 ， 与简化方法 的计 算结果对 比， 以分析各种方法的差异 ， 并提出合理的设计指导意见。
图 １ 环梁基础与受力图示
第３ ８卷 第 ８期
・
６ ・ ４
２ ０ １２年 ３月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ８ １３ ． Ｍａ ． ２ ２ ｒ ０１
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ ０ －０ ４ ０ １０ ． ８ ５ ２ １ ） ８０ ６ － ２
０４ ．５ｍ。环梁 内垫 层分 吹填 土 和砂垫 层两层 。主要场 地 由人工 吹填而成 ， 地质勘查报告显示 ， 区 自上 而下主要 为 ： 罐 ①人 工吹填
Ｔ＝（ ｐ
＋ 彻 ）Ｒ ７ ｍ Ｋ
（） １
其中， 为单位高环梁环 向拉 力的设 计值 ，Ｎ ｍ； ， 分别 ｋ／
３ 内环梁式基础 。 整 体刚度较 小的特点。出于经济方 面的考虑 ， 备库 油罐 的容 积 环梁式基础 ；） 储 根据罐 区场地的地质情况 ， 地层土 中含 有较厚 的高压缩 性土 越来越大 ， 向大 型化 、 特大 型化 的发展趋 势 明显 。与其 他构 筑
本项工程采用 钢筋混 凝土 内环梁基 础 ， 油罐 直接安 装 在环 储 物相 比， 大型储油罐 能经受 住较 大 的整 体沉 降变形 ， 因此 它对 地 层 ， 见图 １ ， ） 环梁 内采 用砂石垫层 。 基承载力要求较低 ， 但它抵 御地 基不 均匀沉 降 的能 力有 限 ， 就 梁上 （ 这
是设计基础环梁需要考虑 的重要参数 。
目前 ， 大型储罐基础环梁设计与计算 主要按 Ｓ ／ ０８ ０７石 Ｈ Ｔ３６－ ０ ２
油化工企业钢储罐地基 与基础设计规范规定执行， 另外 Ｓ Ｊ１５ － Ｈ ０８８ ４ 炼油厂钢油罐基础设计技术规定 、 石化总公司洛阳设计 院等也提供
了计算公式可供参 考。在具体执行过程中 ， 我们发现这几种环梁单
图 ２ 环粱受力分析 图示
１ 工 程概 况
本工程为某油品码头油库扩建工程 ， 拟建 ｌ 浮顶储油罐 ， ２个
３ 基 础环 梁环 向拉力 计算
对基础环梁环 向拉力 主要按 照 Ｓ ０ ８２ ０ Ｈ ３６ －０７石油 化工 企业 单罐容积为 ５ ５×１ ｍ ， １． ， ． ０ 高 ５ ９ｉ 罐内直径 ６ ． ｎ ６ ６ｍ。采用钢筋 钢储罐地基与基础设计规范规定执行 ， 它采用 朗肯 土压力公 式计 混凝土环梁基础 ， 环梁 高度 为 ２ ８ 地下埋 深为 １ ８ ， ．５ｍ， ． ５ｉ 厚度 算 土的侧压力 ， ｎ 建立环梁每米 高环 向力设计值计算公式 ｌ
土 ， ｍ一 １ ， 缩 性高 ； 黄褐 色 淤泥 质 亚 土 ， 度 ９ ｍ 一 为水 和垫层 的重力密度 ， Ｎ ｍ ；， ’ ４ ５Ｉ 厚 压 １ ② 厚 ｋ ／ ， ，彻分别 为水 和垫层 自重 的 ９ ， １ ③深灰色淤泥质粘 土 ， 度约 １ ．５ｍ～１． 呈软可 塑 分项系数 ； ２ｍ； 厚 ２ １ ３ ３ｍ， Ｋ为环梁内侧 压力 系数 。 以至流动状态 ， 高压缩性 ； ④黄褐色亚粘土 ， 厚度为 ４ ２ｍ～ ． ． ５ ６ｍ， 配筋面积按 下式计算 ：
关键词 ： 大型储油罐 ， 环梁基础 ， 环梁拉 力 中图分类号 ： Ｕ ７ Ｔ ４６ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
大 型储油罐是一 种特殊 的工业 结构 ， 由钢板 焊接 而成 ， 具有
２ 基础 环梁 受力分 析
大型储油罐常采用 的基 础形式 有三种 ： ） １ 护坡式 基础 ； ） ２ 外
对储油罐基础的选型和设计有 了很 高的要求 。
环梁 的受力情 况较为复 杂 ， 主要有 ： ） １ 环墙 顶面油罐 壁荷重
２ 储罐及罐 内液体 自重荷载 ｇ（ ＿ ， ） 环基 内侧大面积储 液荷重 十 多年实践表 明， 在软 土场地建造储 油罐采用钢 筋混凝 土环梁 Ｐ ； ） ｚ ；） 式基础具有 明显 优势 。钢筋 混凝 土环梁 与经过 压密 的砂垫 层形 及砂垫层 自重产生 的侧 向水平侧 压力 ｑ （ ） ３ 环基 内壁砂 垫层 的竖 向摩擦力 ｒ ｚ ， （ ） 这是 由于在沉降过程 环基 与砂 垫层 之间 出现 成储油罐整体基础 ， 两者共 同作用 ， 组成具有ຫໍສະໝຸດ Baidu较大 刚度的 圆柱 体 ， ４ 环基底面地基反力 ｑ （ ；） ） ５ 环梁外侧土 其直径与储罐直径相 同或稍大 ， 一般可作 为弹性体考 虑。环梁 因 竖向剪切变形 引起 的 ；） ２ｚ ， 约束砂 垫层 的侧 向变形 ， 内部产 生较大 的环 向拉力 ， 向拉力 压力 ｑ（ ） 如图 ２所示 。 其 环
呈可塑 ～坚 硬 状 态 ， 中等 压 缩 性 ； 淤泥 质 亚 粘 土 ， ⑤ 厚度 大 于 ２ 土 的性质同第③层土相接近 ， ４ｍ， 压缩性高 。各土层参数见表 １ 。
表 １ 土层主要物理力学参数
土层名称 重度／ Ｎ・ ０ 内摩擦角／ 。 ｋ ｍ一 （ ） 粘聚力／ Ｐ ｋａ
大 型 储 油 罐 基 础 环 梁 设 计 与 讨 论
秦
摘
凯
王成 玉
２ ６２ ７ ８６）
（ 日照港集团有限公司， 山东 日照
要： 分别采 用规范法和非线性方法对不同直径 的储油罐基础环梁环向拉力进行了计 算对比 ， 研究表明 ， 油罐直径较 小时 ， 储 基
础环梁的环向拉力随直径增大而增大 ， 当油罐直径较大 时， 基础 环梁的环 向拉 力并不与储罐直 径成正 比， 并建 议在大型 储油罐 基 础设计计算时应进行非线性数值分析校核。
位高度的环向力简化计算公 式中都包含储罐直径的一次项 ， 说明环 向 力与储罐直径成正比关系 。 本文针对这一问题 ， 采用非线性数值 的方法对实例工程 的基础环梁环 向拉 力进行计算 ， 与简化方法 的计 算结果对 比， 以分析各种方法的差异 ， 并提出合理的设计指导意见。
图 １ 环梁基础与受力图示
第３ ８卷 第 ８期
・
６ ・ ４
２ ０ １２年 ３月
山 西 建 筑
Ｓ ＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ８ １３ ． Ｍａ ． ２ ２ ｒ ０１
文章编号 ：０ ９ ６ ２ （０ ２ ０ －０ ４ ０ １０ ． ８ ５ ２ １ ） ８０ ６ － ２
０４ ．５ｍ。环梁 内垫 层分 吹填 土 和砂垫 层两层 。主要场 地 由人工 吹填而成 ， 地质勘查报告显示 ， 区 自上 而下主要 为 ： 罐 ①人 工吹填
Ｔ＝（ ｐ
＋ 彻 ）Ｒ ７ ｍ Ｋ
（） １
其中， 为单位高环梁环 向拉 力的设 计值 ，Ｎ ｍ； ， 分别 ｋ／
３ 内环梁式基础 。 整 体刚度较 小的特点。出于经济方 面的考虑 ， 备库 油罐 的容 积 环梁式基础 ；） 储 根据罐 区场地的地质情况 ， 地层土 中含 有较厚 的高压缩 性土 越来越大 ， 向大 型化 、 特大 型化 的发展趋 势 明显 。与其 他构 筑
本项工程采用 钢筋混 凝土 内环梁基 础 ， 油罐 直接安 装 在环 储 物相 比， 大型储油罐 能经受 住较 大 的整 体沉 降变形 ， 因此 它对 地 层 ， 见图 １ ， ） 环梁 内采 用砂石垫层 。 基承载力要求较低 ， 但它抵 御地 基不 均匀沉 降 的能 力有 限 ， 就 梁上 （ 这
是设计基础环梁需要考虑 的重要参数 。
目前 ， 大型储罐基础环梁设计与计算 主要按 Ｓ ／ ０８ ０７石 Ｈ Ｔ３６－ ０ ２
油化工企业钢储罐地基 与基础设计规范规定执行， 另外 Ｓ Ｊ１５ － Ｈ ０８８ ４ 炼油厂钢油罐基础设计技术规定 、 石化总公司洛阳设计 院等也提供
了计算公式可供参 考。在具体执行过程中 ， 我们发现这几种环梁单
图 ２ 环粱受力分析 图示
１ 工 程概 况
本工程为某油品码头油库扩建工程 ， 拟建 ｌ 浮顶储油罐 ， ２个
３ 基 础环 梁环 向拉力 计算
对基础环梁环 向拉力 主要按 照 Ｓ ０ ８２ ０ Ｈ ３６ －０７石油 化工 企业 单罐容积为 ５ ５×１ ｍ ， １． ， ． ０ 高 ５ ９ｉ 罐内直径 ６ ． ｎ ６ ６ｍ。采用钢筋 钢储罐地基与基础设计规范规定执行 ， 它采用 朗肯 土压力公 式计 混凝土环梁基础 ， 环梁 高度 为 ２ ８ 地下埋 深为 １ ８ ， ．５ｍ， ． ５ｉ 厚度 算 土的侧压力 ， ｎ 建立环梁每米 高环 向力设计值计算公式 ｌ
土 ， ｍ一 １ ， 缩 性高 ； 黄褐 色 淤泥 质 亚 土 ， 度 ９ ｍ 一 为水 和垫层 的重力密度 ， Ｎ ｍ ；， ’ ４ ５Ｉ 厚 压 １ ② 厚 ｋ ／ ， ，彻分别 为水 和垫层 自重 的 ９ ， １ ③深灰色淤泥质粘 土 ， 度约 １ ．５ｍ～１． 呈软可 塑 分项系数 ； ２ｍ； 厚 ２ １ ３ ３ｍ， Ｋ为环梁内侧 压力 系数 。 以至流动状态 ， 高压缩性 ； ④黄褐色亚粘土 ， 厚度为 ４ ２ｍ～ ． ． ５ ６ｍ， 配筋面积按 下式计算 ：
关键词 ： 大型储油罐 ， 环梁基础 ， 环梁拉 力 中图分类号 ： Ｕ ７ Ｔ ４６ 文献标识码 ： Ａ
０ 引言
大 型储油罐是一 种特殊 的工业 结构 ， 由钢板 焊接 而成 ， 具有
２ 基础 环梁 受力分 析
大型储油罐常采用 的基 础形式 有三种 ： ） １ 护坡式 基础 ； ） ２ 外
对储油罐基础的选型和设计有 了很 高的要求 。
环梁 的受力情 况较为复 杂 ， 主要有 ： ） １ 环墙 顶面油罐 壁荷重
２ 储罐及罐 内液体 自重荷载 ｇ（ ＿ ， ） 环基 内侧大面积储 液荷重 十 多年实践表 明， 在软 土场地建造储 油罐采用钢 筋混凝 土环梁 Ｐ ； ） ｚ ；） 式基础具有 明显 优势 。钢筋 混凝 土环梁 与经过 压密 的砂垫 层形 及砂垫层 自重产生 的侧 向水平侧 压力 ｑ （ ） ３ 环基 内壁砂 垫层 的竖 向摩擦力 ｒ ｚ ， （ ） 这是 由于在沉降过程 环基 与砂 垫层 之间 出现 成储油罐整体基础 ， 两者共 同作用 ， 组成具有ຫໍສະໝຸດ Baidu较大 刚度的 圆柱 体 ， ４ 环基底面地基反力 ｑ （ ；） ） ５ 环梁外侧土 其直径与储罐直径相 同或稍大 ， 一般可作 为弹性体考 虑。环梁 因 竖向剪切变形 引起 的 ；） ２ｚ ， 约束砂 垫层 的侧 向变形 ， 内部产 生较大 的环 向拉力 ， 向拉力 压力 ｑ（ ） 如图 ２所示 。 其 环