石油化工球罐基础设计规范.docx

石油化工球罐基础设计规范 　　篇一：10000立方米大型LPG球罐基础设计简介 　　10000m3大型LPG球罐基础设计简介  　　摘 要 本文介绍10000mLPG大型液化气球罐基础的结构设计方案、嵌岩灌注桩的应用，抗震设  　　计、抗震构造措施等，为建设在软土地基上的球罐基础设计提供了一种思路和方法。  　　关键词 大型LPG液化气球罐、嵌岩桩、抗震设计,抗震构造。  　　3  　　引言：  　　本文针对10000m3液化气大型球罐基础结构设计，球罐基础为钢筋混凝土环梁与大直径钢筋混凝土嵌岩桩的组合结构，为基础的设计提供了全面可靠的设计依据。球罐属于乙类构筑物，为重要的构筑物，球罐内存储高压液态液化气，如遭遇地震破坏会产生一些列灾难性后果。一个球罐的经济投入也很大，所以其基础必须具有良好的安全可靠性，既要满足球罐正常工作时的各项要求，同时又应具备必要的抗震能力和安全储备。  　　2 基础及地基处理方案  　　 工程地质简述  　　地面以下40m范围内均为淤泥，淤泥质土及含水率很高的高压缩粘性土，地基承载力特征值50～80kPa，地下水与珠江中的水通过沙性透水层互相滲透补给。只有在地面以下40m处出现微风化岩或中等风化岩，其饱和单轴抗压强度标准值frk=10MPa。 基础及地基处理  　　第一，根据现行国家行业标准，球罐基础型式宜采用圆环形钢筋混凝土基础。第二，球罐对地基的变形和倾斜的要求极为严格，其任意直径上的倾斜不能超过[1]，任意两相邻支腿之间的沉降差不能超过2mm  　　［2］  　　1 工程概况  　　 工程规模  　　建设在广东南沙开发区的LPG液化气球罐共有丁烷球罐4个（10000m3：3个，6500m3：1个），丙烷球罐6个（3500m3：4个，3000m3：2个），其中10000m3丁烷球罐是我国自行设计和建造的第一台超大型球罐，罐区建在距珠江南岸约100m的淤泥质土地基上。 10000m球罐简述  　　球罐由钢结构球壳与14根钢管立柱及其他构件组成，立柱间设有钢斜撑，钢立柱基础的连接为铰接形式的螺栓连接。该球罐的14个φ300mm直径的钢管支腿均匀的分布在直径为的园周上。（见图一）球罐圆心处直径，总高（含支腿），设备自重987kN（含管边爬梯等），正常运行状态的竖向荷载标准值90050kN，水压实验状态的竖向荷载标准值11540kN。 　　3 　　，第三，本场地土较  　　软，单柱水平荷载较大。经综合考虑设计中采用了1m直径的嵌岩灌注桩（主筋 16φ18，箍筋φ10间距150mm），桩尖嵌入微风化岩4d（）。每一个球罐支腿3根桩，采用等腰三角形布置且三角形的形心与球罐支腿的支点相重合。（见图 　　一）为增加群桩的水平抗侧刚度，采用了×断面的钢筋混凝土环形承台将桩顶连为一体，使桩与梁组合构成空间结构体系，具有良好的稳定性。（见图二）经计算，桩和承台的竖向承载力均能满足要求。 　　地震水平作用5200kN，连同桩身一起可承受地震水平作用。  　　（2）加强群桩整体性  　　在地震水平作用下，为使每根桩所承受的地震作用尽量均匀，除采用环形承台且桩顶与承台  　　有可靠的锚固外在圆心上另设一个单桩承台，设置了互成120度，断面×放射梁及附加次梁见图一中的JL-1、2、3。这就大大的提高了环形承台抵抗水平变形的能力，放射梁按压杆考虑其长细比为6。  　　3 抗震设计及抗震构造措施  　　在球罐基础的抗震设计中如何解决使基础（包括桩、承台及承台周侧土）能有效的承受地震水平作用是抗震设计的关键。根据《构筑物抗震设计规范》，球罐为乙类构筑物，该地区设防烈度为7度（），地震分组：第一组，场地类别：Ⅲ类。  　　为简化计算，忽球罐支腿的质量（误差仅%，设计过程从），按单质点体系，采用底部剪力法进行水平地震作用分析。经计算，球罐总的水平地震作用标准值为6780kN，全部桩只能承受地震作用的40％（2712kN），若用桩来承受全部的地震水平作用则需增加桩数26根，不但提高了工程造价而且在抵抗地震水平作用时，多根群桩又不可能均匀受力，很难与理论设计相符合。设计中采用了以下构造措施：  　　（1）充分利用大的被动土压力  　　因地基土均为软弱土，为增加承台周边土的密实性，从而提高土的抗剪强度，设计中采用承台周边换土，具体做法为：在承台边范围内将软土挖出，换填7:3砂夹石、压实系数λc≥。（见图三）按库仑被动土压力理论计算，可承受  　　4 结果分析与工程效果  　　基础环梁的力学特性为位移起控制作用，内力处于从属地位，位移控制是球罐基础设计的关键，其中竖向位移，尤其以2柱间的差异沉降控制是关键中的关键，环梁基础可以较好的满足设计要求。然而