CN103306531B - 网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系 - Google Patents
网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及的是网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，它包括组合球罐、网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑、橡胶球-阻尼器减震耗能装置；环形桁架环绕在网壳外，环形桁架与异型组合柱连接；组合球罐设置在网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑上，在网壳节点和组合球罐之间布置橡胶球-阻尼器减震耗能装置；橡胶球-阻尼器减震耗能装置由阻尼器、橡胶球构成，橡胶球设置在阻尼器的一端，组合球罐外壁有内凹滑道，橡胶球位于内凹滑道中，阻尼器的另一端与网壳的节点固定；异型组合柱由实腹式型钢和钢筋混凝土构成，实腹式型钢置于钢筋混凝土内，组合柱的顶端具有L型支撑座。本发明在强震或强风下任意方向可发生微小移动，具有良好的耗能减震与抗风性能。
Description
一、 技术领域：
本发明涉及的是存储油品的储罐，具体涉及的是网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系。
二、背景技术：
众所周知，石油在世界经济和人们生活中扮演着重要角色，随着全球经济的迅速发展，无可置疑石油已成为全球最重要的战略能源，生产更多的石油加工品来满足社会的需要亦迫在眉睫。不论是原油还是成品油都需要储存设备来临时存储或运输，储罐以其自身的优点作为存储设备被广泛应用于各大油田和化工企业。储罐的结构形式主要有卧式储罐、立式储罐和球形储罐三种。卧式储罐主要用于运输和地下存储液体，体积小，受地理条件的约束较大，而立式储罐和球形储罐是石化行业用于储存介质的主要设备。已有的储罐罐体通过高强钢材焊接而形成，立式钢制储罐座于地面或地面以下，受地面周围环境的影响很大，尽管采取相应的防侵蚀的措施，但由于多年土的冻融和盐碱地区土壤对罐壁的长期腐蚀，致使罐壁往往达不到设计使用年限就遭到破坏。
球形储罐多为群柱支撑体系，将钢柱与球罐焊接或铆接在一起，通过支柱悬在空中，受地面的干扰小，有利于液体的注入和输出，同时便于对罐体进行检查与维修。但像大庆油田、胜利油田和新疆克拉玛依油田等大型油田地理位置偏于北方，油田采用的存储设备不可避免的经历冻融阶段，金属储罐经反复冻融后容易变形，对温度变化敏感性较大。目前球形储罐基本为单体形式，在强风或强震下柱与球罐连接部位耗能过程中容易撕开，导致球罐失稳或屈曲破坏，造成巨大的经济损失和次生灾害，因此结构体系在地震耗能过程中适当的释放约束，让球罐产生微小位移，可避免球罐发生破坏，从而大大减小经济损失和次生灾害。
三、发明内容：
本发明的目的是提供网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，它用于解决目前单体形式的球形储罐抗震性能不好的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系包括组合球罐、网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑、橡胶球-阻尼器减震耗能装置；网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑，环形桁架环绕在网壳外，环形桁架与异型组合柱连接；组合球罐设置在网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑上，在网壳节点和组合球罐之间布置橡胶球-阻尼器减震耗能装置；橡胶球-阻尼器减震耗能装置由阻尼器、橡胶球构成，橡胶球设置在阻尼器的一端，组合球罐外壁有内凹滑道，橡胶球位于内凹滑道中，阻尼器的另一端与网壳的节点固定；异型组合柱由实腹式型钢和钢筋混凝土构成，实腹式型钢置于钢筋混凝土内，组合柱的顶端具有L型支撑座。
上述方案中环形桁架与异型组合柱之间通过双向板式橡胶耗能支座连接，双向板式橡胶耗能支座由节点支撑件、橡胶板和垫板通过锚栓固定在一起形成，节点支撑件、橡胶板和垫板共有二对，一对为水平设置的，另一对为竖直设置的，双向板式橡胶耗能支座通过锚栓与组合柱的L型支撑座连接起来；双向板式橡胶耗能支座通过节点支撑件与环形桁架的节点焊接连接。通过双向板式橡胶耗能支座可实现可靠连接，该支座可起到耗能减震的作用。
上述方案中网壳为单层下凹式网壳。
上述方案中的球罐顶部设置网壳穹顶，网壳穹顶安装在异型组合柱的柱顶，钢绞线吊杆一端固定在环形桁架上，钢绞线吊杆另一端连接于异型组合柱顶或网壳穹顶的节点上，该类预应力网壳支撑体系不但可充分利用高强材料，实现荷载的多路径传递化，而且在天气恶劣的情况下可不间断介质的出入。
上述方案中单层下凹式网壳为单层下凹式无顶点网壳或单层下凹式有顶点网壳。
上述方案中网壳为单层有顶点整体网壳或单层无顶点整体网壳。
上述方案中网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑有多个，相邻的两个网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑共用一个异型组合柱，该共用异型组合柱的横截面为十字形的，异型组合柱之间设置连梁；每个网壳均设置有组合球罐。这样，本发明不但可以支撑单罐，通过共用组合柱，在组合柱之间设置连梁，可以将多个单体连接起来，形成群罐体系。本发明还可以通过采用变截面组合柱的形式可以实现二层群罐或多层群罐体系，此时，异型组合柱在柱身处和柱顶处分别设置有L型支撑座。不但可节省占地，集中输油，而且群罐体系中单体之间相互关联，整体抗震性好，同时便于检修工人集中作业。
上述方案中组合球罐由单层球弧形GFRP板连接而形成，球弧形GFRP板之间设置连接卡槽，对接后通过螺栓实现可靠连接。
上述方案中组合球罐由内、外两层球弧形GFRP板连接而形成，双层球弧形GFRP板之间设置连接键，可使两层GFRP板共同受力，提高球罐的刚度和强度。
上述方案中组合球罐由内填轻骨料混凝土或活性粉末混凝土的双层球弧形GFRP板连接而形成，形成组合球罐壁，当球罐的直径需更大时，通过在两层或GFRP板之间填充轻骨料混凝土或活性粉末混凝土，可提高球罐的稳固性。
有益效果：
1.本发明摆脱常规群柱与球罐的固接方式，采用橡胶球-阻尼器减震耗能装置和双向板式橡胶耗能支座，使得球罐在强震或强风下任意方向可发生微小移动，通过阻尼器可消耗掉部分能量，将剩余能量有效的传递给支撑体系，具有良好的耗能减震与抗风性能。
2.本发明网壳-异型组合柱联合支撑体系是三维受力的空间对称结构，可等强承担任意方向的地震力和风载。
3.本发明中的下凹式网壳结构受力合理，与常规缺陷敏感性较强的上凸式网壳正好相反，不存在结构失稳，其荷载-位移曲线是一直上升的，不出现跳跃现象，因此该体系安全可靠；整体网壳支撑体系下部分网壳主要承受荷载，而上部分网壳起到稳定和限移的作用，可有效耗掉竖向振动带来的能量。
4.本发明通过网壳-异型组合柱联合支撑可形成群罐体系，这是群柱支撑体系所不能实现的。不但可节省占地，集中输油，而且群罐体系中单体之间相互关联，整体抗震性好，同时便于检修工人集中作业。
5.本发明由于球罐可采用FRP弧形板拼接而成，网壳由杆件和节点构成，因此可实现的球罐直径跨度大，支撑体系不受跨度的限制；
6. 本发明适应性强。该体系经历地震或强风后，球罐破坏几率小，可对受损的支撑体系进行修复，从而确保体系回复到最初状态。因此该类体系可在地震区和非地震区建设，南北各大油田和石化企业均可采用；
7.本发明制作、安装方便，球罐和网壳结构杆件可在工厂预制，现场安装，尺寸单一，便于制成标准件，可在工厂成批生产。橡胶球-阻尼器减震耗能装置制作方便，安装容易，轻小便于运输。
8.本发明FRP板与金属板材相比，密度小，结构整体重量轻，在地震作用下产生的地震力较小，从而避免球罐破坏或使破坏减小到最低。GFRP储罐采用纤维增强塑料板材构成，对外界温度变化不敏感，密闭性和保温性较好。
9.本发明外形美观新颖，达到组合结构与网壳结构的有机结合，在球罐的映衬下，形成一道亮丽的风景，同时该群罐体系形成一个网壳的建筑群，通透而不臃肿，给人以美的享受。
10. 本发明FRP材料在石化工程中的广泛应用，节省了大量的钢材，在经济战略上实现了可持续发展；在环保方面，体现了建设绿色构筑物的特色；在材料方面，实现了高强度新材料在结构中的应用。
四、附图说明：
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是图1中异形组合柱的示意图；
图4是本发明中减震耗能装置分布图；
图5是本发明中减震耗能装置的示意图；
图6是本发明中滑道的示意图；
图7是本发明中组合球罐与减震耗能装置关系示意图；
图8是本发明中双向板式橡胶耗能支座示意图；
图9是本发明第二种实施方式的示意图；
图10是本发明第三种实施方式的示意图；
图11是本发明第四种实施方式的示意图；
图12是图11的俯视图；
图13是本发明第五种实施方式的示意图；
图14是本发明第六种实施方式的示意图；
图15是两个网壳-异型组合柱联合支撑的示意图；
图16是图15中异型组合柱的示意图；
图17是四个网壳-异型组合柱联合支撑中网壳的示意图；
图18是竖向桁架的示意图；
图19是四个网壳-异型组合柱联合支撑的示意图；
图20是多层网壳-异型组合柱联合支撑的示意图。
1组合球罐 2网壳 3环形桁架 4异型组合柱 5橡胶球 6阻尼器 7滑道 8实腹式型钢 9钢筋混凝土 10节点支撑件 11橡胶板 12穹顶 13钢绞线 14 GFRP板 15连梁 16垫板 17锚栓 18网壳节点。
五、具体实施方式：
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
结合图1、图2所示，这种网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系包括组合球罐1、网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑、橡胶球-阻尼器减震耗能装置；网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑，环形桁架3环绕在网壳2外，环形桁架3与异型组合柱4连接；组合球罐1设置在网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑上，在网壳节点18和组合球罐1之间布置橡胶球-阻尼器减震耗能装置。环形桁架3设置在网壳2与异型组合柱4之间，球罐和网壳2荷载通过环形桁架3传给异型组合柱4，异型组合柱4将荷载进而传递到基础。
本发明中组合球罐1由单层球弧形GFRP板14连接而形成，球弧形GFRP板14之间设置连接卡槽，对接后通过螺栓实现可靠连接。
本发明中组合球罐1还可由内、外两层球弧形GFRP板14连接而形成，双层球弧形GFRP板14之间设置连接键，可使两层GFRP板14共同受力，提高球罐的刚度和强度。
本发明中组合球罐1还可由内填轻骨料混凝土或活性粉末混凝土的双层球弧形GFRP板14连接而形成，形成组合球罐壁，当球罐的直径需更大时，通过在两层GFRP板14之间填充轻骨料混凝土或活性粉末混凝土，可提高球罐的稳固性，如图7所示的组合球罐即为双层球弧形GFRP板连接而形成的。
结合图4、图5、图6、图7橡胶球-阻尼器减震耗能装置由阻尼器6、橡胶球5构成，橡胶球5设置在阻尼器6的一端，组合球罐1外壁有内凹滑道7，橡胶球5位于内凹滑道7中，阻尼器6的另一端与网壳节点18固定；橡胶球-阻尼器减震耗能装置在力的作用下可来回收缩，达到耗能减震的目的，不但可将球罐荷载传递给网壳结构，而且可确保罐体在任意方向发生微小移动，从而将球罐自身能量传递出去，确保球罐完好无损。
参阅图3所示，异型组合柱4由实腹式型钢8和钢筋混凝土9构成，实腹式型钢8置于钢筋混凝土9内，组合柱的顶端具有L型支撑座，L型支撑座可给双向板式橡胶耗能支座提供支撑。异型组合柱4不但承载力高，而且抗震性能好。选择异形柱同时为满足功能的需要，在柱顶或者变截面处将水平和竖向的支座锚栓可焊接在内置型钢上。
如图8所示，环形桁架3与异型组合柱4之间通过双向板式橡胶耗能支座连接，双向板式橡胶耗能支座由节点支撑件10、橡胶板11和垫板16通过锚栓17固定在一起形成，节点支撑件10、橡胶板11和垫板16共有二对，一对为水平设置的，另一对为竖直设置的，双向板式橡胶耗能支座通过锚栓17与组合柱的L型支撑座连接起来；双向板式橡胶耗能支座通过节点支撑件与环形桁架的节点焊接连接。通过双向板式橡胶耗能支座可实现可靠连接，该支座可起到耗能减震的作用，大大减小地震作用下网壳的地震力。
本发明中网壳2可分为单层下凹式有顶点网壳支撑体系（如图9所示）和单层下凹式无顶点网壳支撑体系（如图1所示），考虑到球罐上下端进油和出油的方便，可采用单层下凹式无顶点网壳支撑体系。对于存储介质出入罐体的周期较长的储罐，可采用单层下凹式有顶点网壳支撑体系，在储罐两端网壳空格处开洞作为出入口。在高地震烈度区尚可采用单层有顶点整体网壳支撑体系（如图11所示）和单层无顶点整体网壳支撑体系（如图10所示）。在所有网壳节点和球罐之间布置橡胶球-阻尼器减震耗能装置，既可以使球罐发生微小位移，同时还有效的限制了球罐的竖向振动。
对存储的介质有特殊要求的球罐，可以在球罐顶部设置网壳穹顶12，从而可避免在罐顶进入雨雪和杂质等。可采用单层下凹式预应力网壳支撑体系（如图13所示）和单层下凹式预应力网壳多点支撑体系（如图14所示），单层下凹式预应力网壳多点支撑体系还通过竖向桁架进行支撑，竖向桁架如图18所示，竖向桁架一侧与异型组合柱4固定，另一侧与网壳节点18相连。采用钢绞线吊杆一端固定在球罐支撑环形桁架上，另一端连接于异型组合柱顶，或者通过在柱上设置拉杆体系与网壳节点相连，将荷载传递给组合柱。该类预应力网壳支撑体系不但可充分利用高强材料，实现荷载的多路径传递化，而且在天气恶劣的情况下可不间断介质的出入。
网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑有多个，相邻的两个网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑共用一个异型组合柱4，参阅图16，该共用异型组合柱4的横截面为十字形的，异型组合柱4之间设置连梁15；每个网壳2均设置有组合球罐1。
图15是两个网壳-异型组合柱联合支撑的示意图，此为单层网壳-异型组合柱联合支撑体系，两个网壳-异型组合柱联合支撑在同一层上。
图19提供了四个网壳-异型组合柱联合支撑的示意图，此为单层网壳-异型组合柱联合支撑体系，四个网壳-异型组合柱联合支撑在同一层上，图17是四个网壳-异型组合柱联合支撑中网壳的示意图。
图20是多层网壳-异型组合柱联合支撑的示意图，此为两层网壳-异型组合柱联合支撑体系，下层中两个网壳-异型组合柱联合支撑，上层中也有两个网壳-异型组合柱联合支撑。
本发明中单层下凹式网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑体系施工方法：
首先将内置实腹式型钢异型组合柱4下的钢筋混凝土基础做好，将内置型钢固接在基础中，然后在外围绑扎钢筋，支模，浇筑混凝土。由于异型柱较高，一般需分段浇筑，当浇筑到顶部时，将水平和竖向的8根双向板式橡胶耗能支座的锚栓17与内置型钢焊好预埋在混凝土中，当混凝土抗压强度达到设计值后，安装双向板式橡胶耗能支座，通过拧紧8组锚栓的螺帽将双向板式橡胶耗能支座固定于组合柱上。
将工厂预制的圆钢管杆件和节点运输到现场，在地面组装成上凸式网壳2，有顶点或者无顶点均可，然后将环形下钢桁架与网壳节点焊接，此时的结构体系放置正好与使用时相反，这样做的目的是施工方便，而且体系可平稳放置在地面场地上，稳定性好。焊接好后，将提前预制好的橡胶球-阻尼器耗能减震装置安装于网壳内侧节点上，方向指向球心。调试橡胶球-阻尼器减震耗能装置和节点连接全部正常后，用吊车将网壳2倒置过来，平移吊起放置在双向板式橡胶耗能支座上，调整后将环形桁架的节点与节点支撑件10焊接完好。
组装GFRP组合球罐1，将单层球弧形GFRP板14连接卡槽对接后通过专用螺栓实现可靠连接，将螺母粘结在对应的内侧螺栓口处，同时拧紧后螺杆端面与内侧螺母齐平，将单层球弧形GFRP板14标准件依次准确连接好。
若采用双层球弧形GFRP板14组成的球罐，将双层标准件连接卡槽对接后通过专用螺栓实现可靠连接，将内侧螺母粘结在对应的螺栓口处，专用螺栓从外向内拧入，对螺杆长度要求很高，要能实现2层GFRP板14的可靠连接，同时拧紧后螺杆端面与内侧螺母齐平。将双层球弧形GFRP板14标准件依次准确连接好。
当球罐的直径需更大时，可在两层GFRP板14之间填充轻骨料混凝土或者活性粉末混凝土，形成组合球罐壁，大大增加球罐的承载力和刚度。
球罐组装完毕后，将其吊到网壳-环形桁架-组合柱支撑体系上，完成主体结构施工。
本发明中单层整体网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑体系施工方法：
首先将内置实腹式型钢异型组合柱下的钢筋混凝土基础做好，将内置型钢固接在基础中，然后在外围绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土，由于异型柱较高，一般需分段浇筑，当浇筑到顶部时，将水平和竖向的8根双向板式橡胶耗能支座的锚栓17与内置型钢焊好预埋在混凝土中，当混凝土抗压强度达到设计值后，安装双向板式橡胶耗能支座，通过拧紧8组锚栓的螺帽将双向板式橡胶耗能支座固定于组合柱上。
将工厂预制的圆钢管杆件和节点运输到现场，在地面组装设计好的A组和B组共二组上凸式网壳，有顶点或者无顶点均可，其中A组将作为下凹式网壳放置在球罐下，B组仍作为上凸式网壳，放置在球罐上。将环形下钢桁架与A组网壳焊接，此时的网壳体系放置正好与使用时相反，这样做的目的是施工方便，而且体系可平稳放置在地面场地上，稳定性好。焊接好后，将提前预制好的橡胶球-阻尼器耗能减震装置安装于A组和B组网壳内侧节点上，方向指向球心。调试橡胶球-阻尼器耗能减震装置和节点连接全部正常后，用吊车将A组网壳倒置过来，平移吊起放置在异形柱双向板式橡胶耗能支座上，调整后将环形桁架的节点与节点支撑件焊接完好。
组装GFRP组合球罐1，将单层球弧形GFRP板14连接卡槽对接后通过专用螺栓实现可靠连接，将螺母粘结在对应的内侧螺栓口处，同时拧紧后螺杆端面与内侧螺母齐平，将单层球弧形GFRP板14标准件依次准确连接好。
若采用双层球弧形GFRP板14组成的球罐，将双层标准件连接卡槽对接后通过专用螺栓实现可靠连接，将内侧螺母粘结在对应的螺栓口处，专用螺栓从外向内拧入，对螺杆长度要求很高，要能实现2层GFRP板14的可靠连接，同时拧紧后螺杆端面与内侧螺母齐平。将双层球弧形GFRP板14标准件依次准确连接好。
当球罐的直径需更大时，可在两层GFRP板14之间填充轻骨料混凝土或者活性粉末混凝土，形成组合球罐壁，大大增加球罐的承载力和刚度。
网壳-环形桁架-组合异形柱联合支撑球罐体系质量集中于球罐上，在高地震烈度区易发生多向震动，球罐将发生滚动，球罐的正常工作受到影响，为使球罐不发生滚动，只发生移动，在组合球罐外壁与耗能减震装置对应的位置设置内凹滑道，安装时将球罐上的滑道7与装置橡胶球5一一对应，有效的限制球罐的滚动。
球罐组装完毕后，将其吊到A组网壳内就位。然后将组装好的B组网壳吊起来，放置到A组上，将B组网壳的杆件和A组的节点焊接起来，形成整体网壳体系包裹住球罐。尽管B组网壳不承担GFRP球罐荷载，但由于橡胶球-阻尼器耗能减震装置的安装，对地震引起的球罐竖向振动有较好的约束耗能作用，大大限制了球罐的竖向位移，有效防止了球罐对网壳的冲撞。然后将环形上钢桁架与环形下钢桁架及网壳节点之间实现可靠焊接。环形桁架3除提供支撑外，还可作为检查和维修该体系的平台，完成主体结构施工。
本发明中单层下凹式预应力网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑体系施工方法：
首先将内置实腹式型钢异型组合柱下的钢筋混凝土基础做好，将内置型钢固接在基础中，然后在外围绑扎钢筋，支模，浇筑混凝土。由于采用穹顶网壳做屋盖，异形柱需作成变截面柱，变截面处设置支撑球罐体系支座，以下采用1-1截面，柱顶支撑穹顶屋盖，采用3-3截面。由于异型柱较高，一般需分段浇筑，当浇筑到变截面处时，将水平和竖向的8根双向板式橡胶耗能支座的锚栓与内置型钢焊好预埋在混凝土中。当浇筑到柱顶时将承受预应力的预埋件预埋在混凝土中，当混凝土抗压强度达到设计值后，安装双向板式橡胶耗能支座，通过拧紧8组锚栓的螺帽将双向支座固定于组合柱上。
将工厂预制的圆钢管杆件和节点运输到现场，在地面组装成上凸式网壳，有顶点或者无顶点均可，然后将环形下钢桁架与网壳节点焊接，此时的结构体系放置正好与使用时相反，这样做的目的是施工方便，而且体系可平稳放置在地面场地上，稳定性好。焊接好后，将提前预制好的橡胶球-阻尼器耗能减震装置安装于网壳2内侧节点上，方向指向球心。调试减震装置和节点连接全部正常后，用吊车将网壳2倒置过来，平移吊起放置在双向板式橡胶耗能支座上，调整后将环形桁架的节点与节点支撑件10焊接完好。
组装GFRP组合球罐，将单层球弧形GFRP板14连接卡槽对接后通过专用螺栓实现可靠连接，将螺母粘结在对应的内侧螺栓口处，同时拧紧后螺杆端面与内侧螺母齐平，将单层球弧形GFRP板14标准件依次准确连接好。
若采用双层球弧形GFRP板14组成的球罐，将双层标准件连接卡槽对接后通过专用螺栓实现可靠连接，将内侧螺母粘结在对应的螺栓口处，专用螺栓从外向内拧入，对螺杆长度要求很高，要能实现2层GFRP板14的可靠连接，同时拧紧后螺杆端面与内侧螺母齐平。将双层球弧形GFRP板14标准件依次准确连接好。
当球罐的直径需更大时，可在两层GFRP板14之间填充轻骨料混凝土或者活性粉末混凝土，形成组合球罐壁，大大增加球罐的承载力和刚度。
球罐组装完毕后，将其吊到网壳-环形桁架-组合柱支撑体系上准确就位。然后安装网壳穹顶12，将网壳2在地面组装好后。将其吊起放置在柱顶，与支座固接在一起实现可靠连接，鉴于这部分施工属于常规做法，不做详细阐述。
然后采用高强钢丝吊杆一端固定在球罐支撑环形桁架3和网壳2共用节点上，另一端与异型组合柱顶的预埋件连接，将4组预应力钢丝张拉、锚固。
为将球罐传给网壳的荷载通过多途径传给组合柱，除张拉预应力钢丝外，在柱上设计好的位置设置预埋件，形成贴壁竖向桁架，在竖向桁架与网壳之间设置拉杆，将荷载分散传递给组合柱，进而完成主体结构施工。该类预应力网壳支撑体系不但可充分利用高强材料，实现荷载的多路径传递化，而且在天气恶劣的情况下可不间断介质的出入。
本发明中网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑二层群罐体系施工方法：
首先将内置实腹式型钢异型组合柱下的钢筋混凝土基础做好，将内置型钢固接在基础中，然后在外围绑扎钢筋、支模、浇筑混凝土。由于组合柱需支撑2层球罐，因此异形柱需进行2次变截面，分别在变截面处设置支撑球罐体系支座。由于异型柱较高，一般需分层浇筑，在设计好的位置浇筑框架梁，与组合柱的翼缘连接在一起，当浇筑到变截面处时，将水平和竖向的8根双向板式橡胶耗能支座的锚栓17与内置型钢焊好预埋在混凝土中，当混凝土抗压强度达到设计值后，安装双向板式橡胶耗能支座，通过拧紧8组锚栓的螺帽将双向板式橡胶耗能支座固定于组合柱上。然后继续浇筑组合柱，完成二层框架梁的浇筑，当浇筑到二层变截面处时，将水平和竖向的8根双向板式橡胶耗能支座的锚栓与内置型钢焊好预埋在混凝土中，当混凝土抗压强度达到设计值后，安装双向板式橡胶耗能支座，通过拧紧8组锚栓17的螺帽将双向板式橡胶耗能支座固定于组合柱上，依次完成所有支座的安装。
将工厂预制的圆钢管杆件和节点运输到现场，由于2层网壳支撑体系跨度不一样，所以要组装2个跨度的网壳结构。首先组装一层支撑网壳，在地面组装成上凸式无顶点网壳，然后将环形下钢桁架分别与网壳节点焊接，此时的结构体系放置正好与使用时相反，这样做的目的是施工方便，而且体系可平稳放置在地面场地上，稳定性好。焊接好后，将提前预制好的橡胶球-阻尼器耗能减震装置安装于网壳内侧节点上，方向指向球心。调试减震装置和节点连接全部正常后，用吊车将网壳倒置过来，平移吊起放置在一层异形柱双向板式橡胶耗能支座上，调整后将环形桁架的节点与节点支撑件焊接完好。
组装GFRP组合球罐，将单层球弧形GFRP板14连接卡槽对接后通过专用螺栓实现可靠连接，将螺母粘结在对应的内侧螺栓口处，同时拧紧后螺杆端面与内侧螺母齐平，将单层球弧形GFRP板14标准件依次准确连接好。
若采用双层球弧形GFRP板14组成的球罐，将双层标准件连接卡槽对接后通过专用螺栓实现可靠连接，将内侧螺母粘结在对应的螺栓口处，专用螺栓从外向内拧入，对螺杆长度要求很高，要能实现2层GFRP板14的可靠连接，同时拧紧后螺杆端面与内侧螺母齐平。将双层球弧形GFRP板14标准件依次准确连接好。
当球罐的直径需更大时，可在两层GFRP板14之间填充轻骨料混凝土或者活性粉末混凝土，形成组合球罐壁，大大增加球罐的承载力和刚度。
球罐组装完毕后，将其吊到一层网壳-环形桁架-组合柱支撑体系上，完成一层主体结构施工。
组装二层支撑网壳，同样在地面组装成上凸式无顶点网壳，然后将环形下钢桁架分别与网壳节点焊接，此时的结构体系放置正好与使用时相反。焊接好后，将提前预制好的橡胶球-阻尼器耗能减震装置安装于网壳内侧节点上，方向指向球心。调试减震装置和节点连接全部正常后，用吊车将网壳倒置过来，平移吊起放置在二层异形柱双向板式橡胶耗能支座上，调整后将环形桁架节点与节点支撑件10焊接完好。
按照同样的方法组装二层GFRP组合球罐，二层球罐直径比一层的要大些，
二层球罐组装完毕后，将其吊到二层网壳-环形桁架-组合柱支撑体系上，完成二层主体结构施工。在二层球罐下口和一层球罐上口之间设置连接带，可通过二层入口直接注入液体介质，达到集中输油的目的。
Claims (10)
1.一种网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：这种网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系包括组合球罐（1）、网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑、橡胶球-阻尼器减震耗能装置；网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑由网壳（2）、环形桁架（3）、异型组合柱（4）构成，环形桁架（3）环绕在网壳（2）外，环形桁架（3）与异型组合柱（4）连接；组合球罐（1）设置在网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑上，在网壳节点（18）和组合球罐（1）之间布置橡胶球-阻尼器减震耗能装置；橡胶球-阻尼器减震耗能装置由阻尼器（6）、橡胶球（5）构成，橡胶球（5）设置在阻尼器（6）的一端，组合球罐（1）外壁有内凹滑道（7），橡胶球（5）位于内凹滑道（7）中，阻尼器（6）的另一端与网壳节点（18）固定；异型组合柱（4）由实腹式型钢（8）和钢筋混凝土（9）构成，实腹式型钢（8）置于钢筋混凝土（9）内，异型组合柱（4）的顶端具有L型支撑座。
2.根据权利要求1所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：所述的环形桁架（3）与异型组合柱（4）之间通过双向板式橡胶耗能支座连接，双向板式橡胶耗能支座由节点支撑件（10）、橡胶板（11）和垫板（16）通过锚栓（17）固定在一起形成，节点支撑件（10）、橡胶板（11）和垫板（16）共有二对，一对为水平设置的，另一对为竖直设置的，双向板式橡胶耗能支座通过锚栓（17）与组合柱的L型支撑座连接起来；双向板式橡胶耗能支座通过节点支撑件（10）与环形桁架（3）的节点焊接连接。
3.根据权利要求2所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：所述的网壳（2）为单层下凹式网壳。
4.根据权利要求3所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：所述的组合球罐（1）顶部设置网壳穹顶（12），网壳穹顶（12）安装在异型组合柱（4）的柱顶，钢绞线（13）吊杆一端固定在环形桁架（3）上，钢绞线（13）吊杆另一端连接于异型组合柱顶或网壳穹顶（12）的节点上。
5.根据权利要求3所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：所述的单层下凹式网壳为单层下凹式无顶点网壳或单层下凹式有顶点网壳。
6.根据权利要求2所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：所述的网壳（2）为单层有顶点整体网壳或单层无顶点整体网壳。
7.根据权利要求2所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑有多个，相邻的两个网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑共用一个异型组合柱（4），该共用异型组合柱（4）的横截面为十字形的，异型组合柱（4）之间设置连梁（15）；每个网壳（2）均设置有组合球罐（1）。
8.根据权利要求2所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：所述的组合球罐（1）由单层球弧形GFRP板（14）连接而形成，球弧形GFRP板（14）之间设置连接卡槽，对接后通过螺栓实现可靠连接。
9.根据权利要求2所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：所述的组合球罐（1）由内、外两层球弧形GFRP板（14）连接而形成，双层球弧形GFRP板（14）之间设置连接键。
10.根据权利要求2所述的网壳-环形桁架-异型组合柱联合支撑可微移的球罐体系，其特征在于：所述的组合球罐（1）由内填轻骨料混凝土或活性粉末混凝土的双层球弧形GFRP板（14）连接而形成。
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| CN113911891B (zh) * | 2021-10-11 | 2023-04-25 | 中国化学工程第六建设有限公司 | 大型球罐整体吊装移位辅助装置 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1378822A (en) * | 1971-05-04 | 1974-12-27 | Chicago Bridge & Iron Co | Structure for supporting a vessel or tank |
| US3977140A (en) * | 1973-12-12 | 1976-08-31 | Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha | Earthquake resistant structure for spherical tanks |
| CN201162369Y (zh) * | 2008-02-27 | 2008-12-10 | 张连友 | 带加强筋抗失稳的大型真空球罐 |
| CN202171122U (zh) * | 2011-04-08 | 2012-03-21 | 陈威 | 液化天然气(lng)大型储罐的双曲率钢制内罐体与保冷结构 |
| CN102877679A (zh) * | 2012-10-28 | 2013-01-16 | 东北石油大学 | 带浮顶的超大frp组合储罐结构及其施工方法 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1378822A (en) * | 1971-05-04 | 1974-12-27 | Chicago Bridge & Iron Co | Structure for supporting a vessel or tank |
| US3977140A (en) * | 1973-12-12 | 1976-08-31 | Ishikawajima-Harima Jukogyo Kabushiki Kaisha | Earthquake resistant structure for spherical tanks |
| CN201162369Y (zh) * | 2008-02-27 | 2008-12-10 | 张连友 | 带加强筋抗失稳的大型真空球罐 |
| CN202171122U (zh) * | 2011-04-08 | 2012-03-21 | 陈威 | 液化天然气(lng)大型储罐的双曲率钢制内罐体与保冷结构 |
| CN102877679A (zh) * | 2012-10-28 | 2013-01-16 | 东北石油大学 | 带浮顶的超大frp组合储罐结构及其施工方法 |
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