大型钢储罐的沉降与结构性能的关系

建造在软土地基上的大型钢储罐易产生各种沉降变形,其中罐周不均匀沉降的影响最为不利。在各类大型储罐沉降变形的大量实测数据基础上,利用傅立叶分解分析罐周不均匀沉降的组成及特点,利用分析得到的谐波沉降对储罐结构进行有限元分析。分析表明,储罐在不均匀沉降下的应力和变形均与其几何参数有关,因此目前基于工程经验且与储罐参数无关的地基变形允许值控制标准,从结构的角度看不尽合理。     

变刚度调平在大型储罐基础设计中的应用

建造在软土地基上的大型储罐基础,由于地基土的压缩变形会产生各种沉降变形,其中罐周不均匀沉降即沉降差对其影响最为不利.通过变刚度调平设计,可以大大降低储罐基础的不均匀沉降,工程实践证明这种方法是切实可行的.     

基础局部沉陷下大型储罐变形形态与应力分析

大型钢制储罐是一种地基沉降十分敏感的特种结构,尤以沿罐周的不均匀沉降即基础局部沉陷对罐体的影响最为关键。本文采用有限元方法,研究分析了大型钢制储罐沿罐周相邻点不均匀沉降达到临界值的情况下,钢储罐的变形形态以及其应力分布特征。结果表明,在基础局部沉陷情况下,储罐的变形形态表现为褶皱式扭曲凹凸,具谐波状特征;罐壁内最大Mises应力点对浮顶罐主要发生在罐壁的中下部,对拱顶罐主要发生在罐壁底部。结果同时也表明,基础局部沉陷对浮顶罐的危害影响主要为浮盘的升降困难,对拱顶罐为罐底部局部应力的加剧。     

不同沉降方式下大型储罐的变形与应力分析

大型石油储罐是一种短柱圆形薄壁壳体结构,对地基沉降十分敏感,其中地基局部不均匀沉降和地基整体倾斜对罐体的影响最为关键.采用有限元方法,研究分析了在地基整体倾斜1.5°和地基局部不均匀沉降达到20mm的情况下,大型石油储罐的变形形态以及应力分布特征.结果表明,地基整体倾斜沉降最大变形发生在储罐中下部,最大Mises应力发生在罐壁下部;局部不均匀沉降最大变形发生在敞口顶部,变形形态表现为褶皱式扭曲凹凸,并且具有简谐波形的特性;罐壁内最大Mises应力位于局部沉降区域内的罐壁和底板焊接处.结果同时也表明,地基整体倾斜沉降和局部不均匀沉降都会造成储罐较大的径向变形而导致浮盘升降困难,减小储罐的容量;罐周局部不均匀沉降还会造成罐壁与底板的焊缝撕裂,导致储液泄漏.     

某10万m^3钢储罐罐体变形的修复措施

地基不均匀沉降和安装不当均会引起钢储罐罐体变形,安装不当引起的罐体变形比罐基础不均匀沉降造成的罐体变形对浮船升降影响可能更大。通过对某10万甜钢储罐产生罐壁变形的原因分析和纠偏措施介绍,提出了一些大型储罐在安装过程中应注意的问题,给出了罐体顶升后间隙采用高压吹填的处理措施,对同类工程设计有一定的借鉴意义。     

大型油罐软土地基容许倾斜值控制标准建议

<正> 大型油罐容许倾斜值控制标准问题是工程设计中急待解决的重要课题。目前我国地基规范中,对油罐不均匀沉降容许值尚无统一规定。本文结合我们近十年来在浙江、上海等沿海软土地区所进行的大型油罐软土地基试验研究工作,并通过对60座油罐工程现场实测沉降资料分析研究,参考了国外有关文献,提出了罐体倾斜、罐周差异沉降和罐基拱度估算经验公式。并按照油罐基础沉降三种模式分别给出浮顶罐和固定顶罐不均匀沉降容许值。供今后工程设计参考。     

大型油罐软土地基容许倾斜值

<正> 一、前言 在软土地基上建造大型油罐,容许倾斜值控制标准问题是工程设计中亟待解决的重要课题。目前,我国现行地基规范对不均匀沉降容许值尚无统一规定。 本文根据近十几年来,在浙江、上海等沿海软土地区所进行的大型油罐软土地基试验研究工作的经验,通过对60座油罐工程现场实测资料分析研究,参考了国外有关文献,提出了油罐整体倾斜,罐周差异沉降和罐基拱度的经验公式。并按照油罐地基沉降三种模式分别给出了在软土地基上浮顶油罐和拱顶油罐不均匀沉降容许值。以便供今后工程设计参考。     

大型原油储罐地基沉降安全性分析

地基沉降是大型储罐建造或生产过程中面临的重大风险之一,尤其是地基不均匀沉降会造成大型储罐罐壁椭圆化,严重时造成浮盘卡阻。文章根据某10万m3原油罐的实测沉降数据,利用傅里叶级数方法对沉降数据进行谐波提取和曲线拟合,开展了实测地基沉降储罐的结构有限元分析。有限元模型考虑了储罐与地基相互作用及罐体与罐底沉降的耦合作用,研究讨论了罐壁危险区域每层壁板的应力和变形分布规律。研究结果为企业开展储罐地基沉降安全评估提供了一定技术指导。     

上海高桥ST102储罐充水预压储罐地基变形测量与分析研究

利用常规测量方法，对储罐建成后采用充水预压加固时的地基变形进行了监测和分析，测量项目包括储罐底板变形、基础边缘变形和地基表面土体变形。储罐底板变形测量分析结果可知，采用储罐中心预抬高补偿地基沉降的方法效果良好，实测罐基拱度为1．26％，储罐地基锥面坡度为17‰；地表沉降测量结果说明分级的充水预压法有效加固了储罐地基土体，充水预压地基最大沉降量达940mm。放水后回弹量为24mm，占最大沉降量的2．55％；不均匀沉降测量数据分析表明储罐间的合理净间距为大于等于1．0D。     

大型油罐软土地基变形允许值的建议

在编制国家行标：《石油化工钢储罐地基基础设计规范》中根据本人在浙江，上海，天津等沿海软土地区所进行油罐软土地基试验研究与工程实践经验，通过对１００余座油罐工程现场实测资料分析，参考了国内外有关文献资料，提出油罐地基变形三种模式，并分别给出在软土地基上浮顶油罐，内浮顶油罐和拱顶油罐地基不均匀变形的允许值。     

储罐地基变形允许值

作者根据近廿多年来在浙江、上海、天津等沿海软土地区 ,所进行的油罐软土地基试验研究与工程实践 ,通过对 1 0 0座油罐工程现场实测资料分析[1～4] ,并参考了国外有关文献资料[5～ 8] ,提出油罐地基变形 3种模式 ,分别给出在软土地基上的浮顶罐、内浮顶罐和拱顶罐地基变形允许值。     

Harmonic settlement effects on uniform and tapered tank shells

For economic reasons, foundations of large tanks for fluid storage tend to be shallow and may consequently suffer differential settlement under load. But these tanks are ductile and are able to tolerate limited settlement without distress. For an economic limitation of settlement, the structure should be analyzed rationally. In this paper, the effects of peripheral differential settlement on the shell are evaluated for the practical case of a tapering wall thickness in floating roof tanks which have a relatively flexible response to warping displacements. Previous research has centred on walls of uniform thickness, and is therefore of more limited relevance. Settlement of harmonic form is imposed at the base, and shell deformations and stresses determined in accurate finite element analysis. The significance of stresses in the primary wind girder, adjoining shell and at the bottom is assessed in relation to radial displacement at the top arising from the warping displacement. Results of recent laboratory tests particularly relevant to stress distribution are reported.     

Buckling of fixed-roof aboveground oil storage tanks under heat induced by an external fire

This paper presents computational modeling and results of steel storage tanks under heat induced by an adjacent fire. In this research, modeling is restricted to the structural behavior of the tank, with emphasis on thermal buckling of the shell. Two tanks that buckled under a huge fire in Bayamón, Puerto Rico in 2009, are investigated in detail: a small tank with a self-supported conical roof, and a large tank in which the conical roof is supported by a set of rafters and columns. For a tank that is empty, the results show that a relatively low temperature is enough to produce static buckling of the shell. In pre-buckling states, the cylindrical shell has thermal expansion; at the critical state the displacements reverse and inwards displacements are observed at advanced post-buckling states. Parametric studies are performed to understand the influence of the shell thickness, the level of fluid stored in the tank, the area affected by fire in the circumferential direction, and the temperature gradient through the thickness. The buckling modes are compared with real deflection of tanks that were affected by fire.     

大型储罐CFG桩复合地基变形性状和变刚度调平设计

大型储罐对地基的承载力要求高,对不均匀沉降量有严格限定,天然地基不能满足要求,需要进行地基处理。通过现场试验和数值分析相结合的手段研究了大型储罐CFG桩复合地基的变形性状,揭示了大型储罐CFG桩复合地基的沉降呈内大外小的碟形分布,距储罐地基中心0.7R(半径)范围内沉降值较大且变化幅度不大(约为20%),定义为储罐地基沉降核心区,影响沉降最主要的因素是CFG桩的桩长,在此基础上提出大型储罐复合地基空间变刚度调平设计方法,即增加沉降核心区的地基刚度或同时减小沉降非核心区的地基刚度,以有效减小储罐地基的差异沉降,改善储罐结构的受力状态。     

粉细砂夹层的软粘土上建造大型油罐

大型油罐软土地基的稳定与变形问题是工程设计中急待解决的重要课题。本文结合我们近十几年来在沿海地区所进行的大型油罐软土地基试验研究工作,通过对油罐充水预压期间所作的多种项目的实测资料进行分析研究,并参考国外有关资料,提出对油罐地基稳定控制方法,根据油罐地基沉降三种不同模式给出其不均匀沉降容许值及环基侧压力系数建议值。     

谐波沉降下开顶罐的屈曲分析

研究有关谐波沉降下开顶罐的屈曲性能。首先,研究各种谐波数下开顶罐的极限谐波沉降和屈曲性能。结果显示受小波数影响的上壳体发生屈曲,而受大波数影响时则在壳体的其他地方发生屈曲。随着谐波数的增加,在壳体底部也出现越来越多的屈曲点。此外,对开顶罐来说,受小波数影响时其极限谐波沉降大大降低,而受大波数影响时其极限谐波沉降降低极少。对开顶罐的屈曲性能进行数值研究,考察高径比(h/r)和径厚比(r/t)的影响。可知:在某种特定的谐波数下,极限谐波沉降与高径比(h/r)为单调递减的关系。同样的,随着谐波数的增加,极限谐波沉降的降低变化越来越小。而在某种特定的谐波数下,极限谐波沉降与径厚比(r/t)也为单调递减的关系。此外,随着谐波数的增加,极限谐波沉降的降低变化也越来越小。最后,将开顶罐和锥形顶罐的屈曲结果进行比较。结果显示,受小波数影响的开顶罐比不受锥形顶约束的锥形顶罐更能承受大的谐波沉降。然而,受大波数影响时,开顶罐与锥形顶罐的沉降持续能力有所不同。     

加载顺序对软土地区储罐群地基沉降的影响分析

在软土地区修建的储罐群在使用过程中,不均匀沉降成为工程的主要控制因素之一,由于群罐效应,使得分析及解决沉降问题趋于复杂。运用FLAC 3D数值模拟软件,建立三维非线性有限差分模型,利用流固耦合分析方法,考虑孔隙水压力和有效应力共同作用,研究加载(向储罐中加入储存物)顺序对储罐群地基沉降的影响。结果表明,对角(1—3—2—4)的加载顺序所引起的最大沉降差和非平面倾斜均满足相应规范要求。