RU2734751C1 - Earthquake-resistant tank for storage of toxic and explosive and fire hazardous products - Google Patents

Earthquake-resistant tank for storage of toxic and explosive and fire hazardous products Download PDF

Info

Publication number
RU2734751C1
RU2734751C1 RU2019137238A RU2019137238A RU2734751C1 RU 2734751 C1 RU2734751 C1 RU 2734751C1 RU 2019137238 A RU2019137238 A RU 2019137238A RU 2019137238 A RU2019137238 A RU 2019137238A RU 2734751 C1 RU2734751 C1 RU 2734751C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tank
gap
earthquake
reservoir
construction
Prior art date
Application number
RU2019137238A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Руслан Петрович Кулов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ)
Priority to RU2019137238A priority Critical patent/RU2734751C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2734751C1 publication Critical patent/RU2734751C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H7/00—Construction or assembling of bulk storage containers employing civil engineering techniques in situ or off the site
    • E04H7/02—Containers for fluids or gases; Supports therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

FIELD: construction.
SUBSTANCE: invention relates to construction and can be used for construction of storage facilities for oil and gas in earthquake-prone areas. Earthquake-resistant tank includes a bottom and a pile grillage, between which a structural gap is formed, by means of support elements in the form of metal balls located in coaxial metal bowl-shaped cells with possibility of their free movement in horizontal plane, at that diameter of cells is more than value of standard seismic displacements. Upper bowl is attached to the bottom of the tank, and the lower one - to the pile grillage. Between the reservoir and the ground there is a gap, the value of which corresponds to the diameter of the metal bowl-shaped cell. Gap is covered with a blind area, one end of which is fixed on the tank body, and the other end has a sliding seam in places of contact with soil.
EFFECT: technical result consists in elimination of hydraulic impacts on reservoir.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для возведения хранилищ токсичных и взрывопожароопасных продуктов типа нефть, газ в сейсмоопасных районах без образования аварийных ситуаций вследствие разрушения объекта и утечки нефтепродуктов с необратимыми последствиями для окружающей среды.The invention relates to construction and can be used for the construction of storage facilities for toxic and explosive products such as oil, gas in earthquake-prone areas without the formation of emergencies due to the destruction of the facility and the leakage of oil products with irreversible consequences for the environment.

Известен фундамент под резервуар, включающий сваи, расположенные по кольцу, кольцевой ростверк, песчаную подготовку, а для упрощения возведения и уменьшения материалоемкости ростверк выполнен разрезным и состоит из сборных плит, каждая из которых опирается одним концом на сваю, другим концом на песчаную подготовку [см. патент на изобретение №1188251, МПК2000.01 E02D 27/38, опубл. 30.10.1985 г.].Known foundation for the reservoir, including piles located in a ring, ring grillage, sand preparation, and to simplify the construction and reduce material consumption, the grillage is split and consists of prefabricated slabs, each of which rests on one end on the pile, the other end on the sand preparation [see ... patent for invention No. 1188251, IPC 2000.01 E02D 27/38, publ. 10/30/1985].

Недостатком такого резервуара со свайным фундаментом является его не сейсмостойкость и ограниченность в применении, так как при сейсмических воздействиях возможны деформации резервуара и его фундамента.The disadvantage of such a reservoir with a pile foundation is its non-seismic resistance and limited application, since deformations of the reservoir and its foundation are possible under seismic influences.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является сейсмостойкий резервуар, который содержит цилиндрический корпус с необходимыми элементами эксплуатации и снабжен системой гасителей его колебаний. Система состоит из размещенных внутри и снаружи корпуса кольцевых, продольных и поперечных гасителей, а также дополнительных гасителей, в том числе, гасителей колебаний жидкости в резервуаре, вызывающих дополнительные нагрузки на резервуар в виде гидродинамических ударов о крышку и корпус сооружения [Патент на изобретение №2460865, МПК2006.01 Е04Н 7/16, опубл. 11.09.2012].The closest in technical essence to the claimed technical solution is an earthquake-resistant reservoir, which contains a cylindrical body with the necessary elements of operation and is equipped with a system of dampers of its oscillations. The system consists of annular, longitudinal and transverse dampers placed inside and outside the body, as well as additional dampers, including dampers of fluid oscillations in the tank, causing additional loads on the tank in the form of hydrodynamic impacts on the cover and the structure of the structure [Patent for invention No. 2460865 , IPC 2006.01 E04N 7/16, publ. 11.09.2012].

Недостатком известного сейсмостойкого резервуара является то, что сейсмостойкость достигается за счет большого количества (более 16) гасителей, расположенных вдоль и поперек резервуара внутри и на наружной поверхности с использованием демпферов, что значительно усложняет конструкцию. Но несмотря на такую сложную конструкцию, эффект гашения сейсмических колебаний ограничен, ввиду того, что область действия любого гасителя колебаний ограничена определенными пределами. Отсюда невозможность полной изоляции сооружения от сейсмических колебаний, следовательно, при значительных колебаниях земли деформации резервуара неизбежны с последующим образованием аварийной ситуации: утечка нефтепродуктов, взрывопожароопасность, экологическая опасность.The disadvantage of the known seismic resistant reservoir is that seismic resistance is achieved due to a large number (more than 16) absorbers located along and across the reservoir inside and on the outer surface using dampers, which greatly complicates the design. But despite such a complex design, the effect of damping seismic vibrations is limited, due to the fact that the area of action of any vibration damper is limited to certain limits. Hence, the impossibility of complete isolation of the structure from seismic vibrations, therefore, with significant fluctuations in the ground, deformations of the reservoir are inevitable with the subsequent formation of an emergency situation: leakage of oil products, explosion and fire hazard, environmental hazard.

Техническим результатом предлагаемого технического решения является упрощение конструкции, полная изоляция сооружения от наиболее разрушительных горизонтальных сейсмических колебаний, соответственно устранение горизонтальных инерционных сил и сохранение инерции покоя сооружения, устранение гидроударов о резервуар, исключение взрывопожароопасной ситуации, обеспечение эксплуатационной безотказности и экологической безопасности, а также уменьшение трудоемкости и сроков возведения объекта.The technical result of the proposed technical solution is to simplify the structure, completely isolate the structure from the most destructive horizontal seismic vibrations, respectively, eliminate horizontal inertial forces and maintain the inertia of the structure at rest, eliminate water hammer on the reservoir, exclude an explosive and fire hazardous situation, ensure operational reliability and environmental safety, as well as reduce labor intensity and the timing of the construction of the facility.

Этот технический результат достигается тем, что в сейсмостойком резервуаре для хранения токсичных и взрывопожароопасных продуктов, включающее днище резервуара и свайный ростверк, установленный в грунте, согласно изобретению, между днищем резервуара и свайным ростверком образован конструктивный зазор, посредством опорных элементов в виде металлических шаров, расположенных в соосных металлических чашеобразных ячейках с возможностью их свободного перемещения в горизонтальной плоскости, причем диаметр ячеек больше величины нормативных сейсмических перемещений, при этом верхняя чаша закреплена к днищу резервуара, а нижняя к свайному ростверку, между резервуаром и грунтом, защищенным бетонной стенкой, образован зазор, величина которого соответствует диаметру металлической чашеобразной ячейки, а зазор перекрыт отмосткой.This technical result is achieved by the fact that in an earthquake-resistant tank for storing toxic and explosive-fire hazardous products, including the bottom of the tank and a pile grillage installed in the ground, according to the invention, a structural gap is formed between the bottom of the tank and the pile grillage, by means of supporting elements in the form of metal balls located in coaxial metal bowl-shaped cells with the possibility of their free movement in the horizontal plane, and the diameter of the cells is greater than the value of the standard seismic displacements, while the upper bowl is fixed to the bottom of the tank, and the lower one to the pile grillage, a gap is formed between the tank and the soil protected by a concrete wall, the value of which corresponds to the diameter of the metal bowl-shaped cell, and the gap is closed by a blind area.

Один конец отмостки закреплен на корпусе резервуара, а другой конец имеет шов скольжения в местах контакта с грунтом.One end of the blind area is fixed to the tank body, and the other end has a sliding seam at the points of contact with the ground.

Данный сейсмостойкий резервуар позволит упростить конструкцию, полностью изолировать его от наиболее разрушительных горизонтальных сейсмических колебаний, устранить гидроудары о резервуар, исключить взрывопожароопасные ситуации, обеспечить эксплуатационную безотказность и экологическую безопасность, а также уменьшить трудоемкость и сроки возведения объекта.This seismic-resistant reservoir will simplify the structure, completely isolate it from the most destructive horizontal seismic vibrations, eliminate water hammer on the reservoir, exclude explosive and fire-hazardous situations, ensure operational reliability and environmental safety, and also reduce the labor intensity and terms of the facility construction.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. изображен фрагмент поперечного разреза сейсмостойкого резервуара.The essence of the invention is illustrated by a drawing, where FIG. depicts a fragment of a cross-section of an earthquake-resistant reservoir.

Сейсмостойкий резервуар для хранения токсичных и взрывопожароопасных продуктов состоит из корпуса 1, опирающегося на свайный ростверк 2, расположенный радиально или концентрично относительно центра резервуара 1. Между днищем 3 резервуара 1 и свайным ростверком 2 образован конструктивный зазор 4 для независимой работы свайного ростверка 2 и резервуара 1 посредством опорных элементов в виде металлических шаров 5, расположенных в соосных металлических чашеобразных ячейках 6 и имеющих свободу перемещений в горизонтальной плоскости, причем их диаметр больше величины нормативных сейсмических перемещений. При этом верхние чашеобразные ячейки 5 закреплены к днищу 3 резервуара 1, а нижние к свайному ростверку 2.An earthquake-resistant tank for storing toxic and explosive-fire hazardous products consists of a housing 1 resting on a pile grillage 2, located radially or concentrically relative to the center of the tank 1. Between the bottom 3 of the tank 1 and the pile grillage 2, a structural gap 4 is formed for the independent operation of the pile grillage 2 and the tank 1 by means of supporting elements in the form of metal balls 5 located in coaxial metal cup-shaped cells 6 and having freedom of movement in the horizontal plane, and their diameter is greater than the value of the standard seismic movements. In this case, the upper bowl-shaped cells 5 are fixed to the bottom 3 of the tank 1, and the lower ones to the pile grillage 2.

Между корпусом резервуара 1 и прилегающим грунтом, который укреплен бетонной стенкой 7, образован зазор 8. Зазор перекрыт отмосткой 9, один конец которой закреплен на корпусе резервуара 1, а другой конец имеет шов скольжения 10 в местах контакта с грунтом.A gap 8 is formed between the tank body 1 and the adjacent soil, which is reinforced with a concrete wall 7. The gap is bridged by a blind area 9, one end of which is fixed to the tank body 1, and the other end has a sliding seam 10 at the points of contact with the ground.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При сейсмических проявлениях колебания земной поверхности передаются на размещенный в грунте свайный ростверк 2, вследствие чего опорные металлические шары 5 свободно прокатываются в металлических чашеобразных ячейках 6 в любом горизонтальном направлении соответственно направлению горизонтальных сейсмических колебаний. Так как конструктивный зазор 4, образованный между свайным ростверком 2 и резервуаром 1, исключает их конструктивное единство, то свободно прокатывающиеся в этом зазоре 4 металлические шары 5 не могут переместить опирающийся на них корпус резервуара 1. И как следствие - сооружение сохраняет инерцию покоя при горизонтальных сейсмических колебаниях любой направленности, любых ускорений и перемещений земной поверхности. Конструктивная система универсальна и, корректируя соответствие величины диаметра металлических чашеобразных ячеек 6 для шаров 5 с величиной перемещения нормативной сейсмичности, ее можно применять для районов с различной сейсмической активностью: от минимальной до весьма значительной - 9 баллов и более.In case of seismic manifestations, vibrations of the earth's surface are transmitted to the pile grillage 2 placed in the ground, as a result of which the supporting metal balls 5 freely roll in the metal cup-shaped cells 6 in any horizontal direction in accordance with the direction of horizontal seismic vibrations. Since the structural gap 4, formed between the pile grillage 2 and the tank 1, excludes their structural unity, the metal balls 5 freely rolling in this gap 4 cannot move the tank body 1 resting on them. And as a consequence, the structure retains its rest inertia at horizontal seismic vibrations of any direction, any acceleration and displacement of the earth's surface. The structural system is universal and, by adjusting the correspondence of the diameter of the metal cup-shaped cells 6 for balls 5 to the magnitude of the displacement of the normative seismicity, it can be used for areas with different seismic activity: from minimal to very significant - 9 points or more.

Полученный эффект полной изоляции сооружения от горизонтальных колебаний подтвержден лабораторными испытаниями модели сооружения на горизонтальные колебания.The obtained effect of complete isolation of the structure from horizontal vibrations is confirmed by laboratory tests of the structure model for horizontal vibrations.

Использование сейсмостойкого резервуара для хранения токсичных и взрывопожароопасных продуктов позволит по сравнению с прототипом упростить конструкцию, полностью изолировать резервуар от наиболее разрушительных горизонтальных сейсмических колебаний, соответственно устранить горизонтальные инерционные силы и сохранить инерцию покоя сооружения, устранить гидроудары о резервуар, исключить взрывопожароопасную ситуацию, обеспечить эксплуатационную безотказность и экологическую безопасность, а также уменьшить трудоемкость и сроки возведения объекта.The use of an earthquake-resistant tank for storing toxic and explosive-fire-hazardous products will allow, in comparison with the prototype, to simplify the structure, completely isolate the tank from the most destructive horizontal seismic vibrations, accordingly eliminate horizontal inertial forces and maintain the inertia of the structure at rest, eliminate hydraulic shocks on the tank, exclude an explosive and fire-hazardous situation, ensure operational reliability and environmental safety, as well as to reduce the labor intensity and terms of construction of the facility.

Claims (2)

1. Сейсмостойкий резервуар для хранения токсичных и взрывопожароопасных продуктов, включающий днище резервуара и свайный ростверк, установленный в грунте, отличающийся тем, что между днищем резервуара и свайным ростверком образован конструктивный зазор, посредством опорных элементов в виде металлических шаров, расположенных в соосных металлических чашеобразных ячейках с возможностью их свободного перемещения в горизонтальной плоскости, причем диаметр ячеек больше величины нормативных сейсмических перемещений, при этом верхняя чаша закреплена к днищу резервуара, а нижняя – к свайному ростверку, между резервуаром и грунтом, защищенным бетонной стенкой, образован зазор, величина которого соответствует диаметру металлической чашеобразной ячейки, а зазор перекрыт отмосткой.1. An earthquake-resistant tank for storing toxic and explosive and fire hazardous products, including the bottom of the tank and a pile grillage installed in the ground, characterized in that a structural gap is formed between the bottom of the tank and the pile grillage, by means of supporting elements in the form of metal balls located in coaxial metal cup-shaped cells with the possibility of their free movement in the horizontal plane, and the diameter of the cells is greater than the value of the standard seismic displacements, while the upper bowl is fixed to the bottom of the tank, and the lower one - to the pile grillage, between the tank and the soil protected by a concrete wall, a gap is formed, the value of which corresponds to the diameter a metal bowl-shaped cell, and the gap is covered with a blind area. 2. Резервуар по п. 1, отличающийся тем, что один конец отмостки закреплен на корпусе резервуара, а другой конец имеет шов скольжения в местах контакта с грунтом.2. The reservoir according to claim 1, characterized in that one end of the blind area is fixed to the body of the reservoir, and the other end has a sliding seam at the points of contact with the ground.
RU2019137238A 2019-11-19 2019-11-19 Earthquake-resistant tank for storage of toxic and explosive and fire hazardous products RU2734751C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137238A RU2734751C1 (en) 2019-11-19 2019-11-19 Earthquake-resistant tank for storage of toxic and explosive and fire hazardous products

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019137238A RU2734751C1 (en) 2019-11-19 2019-11-19 Earthquake-resistant tank for storage of toxic and explosive and fire hazardous products

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2734751C1 true RU2734751C1 (en) 2020-10-23

Family

ID=72949085

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137238A RU2734751C1 (en) 2019-11-19 2019-11-19 Earthquake-resistant tank for storage of toxic and explosive and fire hazardous products

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2734751C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767819C1 (en) * 2021-06-09 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт(государственный технологический университет) Seismic resistant building
RU2767842C1 (en) * 2021-09-22 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) Seismic-resistant dome structure
RU217842U1 (en) * 2023-03-11 2023-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)" Seismic cooling tower of nuclear power plant

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1428891A1 (en) * 1986-09-29 1988-10-07 Государственный Проектный Институт "Днепрпроектстальконструкция" Variable-volume gas-holder
RU2187598C2 (en) * 2000-10-19 2002-08-20 Самарская государственная архитектурно-строительная академия Foundation of earthquake-proof building, structure
RU2217559C1 (en) * 2002-03-11 2003-11-27 Левагин Владимир Михайлович Shock-proof seismic facility
RU2293160C2 (en) * 2004-11-01 2007-02-10 Кубанский государственный аграрный университет Foundation for vertical steel tank to be built in seismic zone
RU2558559C1 (en) * 2014-07-29 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Vertical cylindrical tank for storage of liquids and gases
CN108708386A (en) * 2018-07-12 2018-10-26 大连民族大学 Vertical storage tank ring beam rolling shock insulation device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1428891A1 (en) * 1986-09-29 1988-10-07 Государственный Проектный Институт "Днепрпроектстальконструкция" Variable-volume gas-holder
RU2187598C2 (en) * 2000-10-19 2002-08-20 Самарская государственная архитектурно-строительная академия Foundation of earthquake-proof building, structure
RU2217559C1 (en) * 2002-03-11 2003-11-27 Левагин Владимир Михайлович Shock-proof seismic facility
RU2293160C2 (en) * 2004-11-01 2007-02-10 Кубанский государственный аграрный университет Foundation for vertical steel tank to be built in seismic zone
RU2558559C1 (en) * 2014-07-29 2015-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" Vertical cylindrical tank for storage of liquids and gases
CN108708386A (en) * 2018-07-12 2018-10-26 大连民族大学 Vertical storage tank ring beam rolling shock insulation device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2767819C1 (en) * 2021-06-09 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт(государственный технологический университет) Seismic resistant building
RU2767842C1 (en) * 2021-09-22 2022-03-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) Seismic-resistant dome structure
RU217842U1 (en) * 2023-03-11 2023-04-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)" Seismic cooling tower of nuclear power plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2734751C1 (en) Earthquake-resistant tank for storage of toxic and explosive and fire hazardous products
JP3646926B2 (en) Earthquake countermeasures that support buildings and objects with a long-period virtual pendulum
JP3973666B2 (en) Seismic isolation device
WO2014193328A1 (en) Natural rubber or synthetic rubber elastomer-based earthquake isolator with rigid polyurethane core
Carydis et al. The Emilia Romagna, May 2012 earthquake sequence. The influence of the vertical earthquake component and related geoscientific and engineering aspects
US4250671A (en) Anti-seismic constructions, in particular constructions with basements forming anti-atomic shelters
RU2743724C1 (en) Mining structure of the increased seismic resistance launcher unit
CN101532316B (en) A parallel motion lead core rubber friction pendulum compound vibration isolator
JP2014163216A (en) Base isolation structure and base isolation raw material by plastic colloid of heavy construction
Tafheem et al. Seismic isolation systems in structures-the state of art review
RU2767842C1 (en) Seismic-resistant dome structure
RU2477353C1 (en) Guncrete aseismic pad
Martelli et al. State-of-the-art of development and application of anti-seismic systems in Italy
RU2773487C1 (en) Kinematic pipe-concrete seismic isolation support on a monolithic reinforced concrete foundation
JP2002201816A (en) Base isolation foundation structure of building
EA029449B1 (en) Earthquake proof building system
Shah et al. Comparative study of base isolation in multistoried RC irregular building
JP2007154558A (en) Pile head base-isolating structure
Olarewaju Study on the impact of varying degrees of underground accidental explosions on underground pipes by simulation
RU2774527C1 (en) Hydro-circulation foundation on swinging supports
RU128211U1 (en) SEISMIC ISOLATING FOUNDATION (OPTIONS)
CN211597163U (en) Prefabricated shock insulation component
JP3999364B2 (en) Seismic isolation structure for bridges
RU2764902C1 (en) Seismic resistant mine structure for launcher
RU2776544C1 (en) Earthquake resistant building