ICS 93. 020
P 72
备案号:J869-2018
SH/T 3062—2017
代替SH/T 3062—2007
SPeCifiCatiOn for design Of SPhere tank foundation in PetrOChemiCal industry
2017-07-07 发布
2018-01-01 实施
附荥B (规范性附录) 环形基础底面部分出现零应力区时基底压力计算系数『、
附录C (规范性附录) 连续水平圆弧梁在均布荷载作用F的弯矩、剪力和扭矩的计算
COntentS
APPendiX A (NOrmatiVe) CaICUlatiOn Of IOad efleets On the SUrfaCe Of foundation
APPendiX B (NOrmatiVe) CalCUIatiOn COeffiCient Of PreSSUre Under appearance Of ZerO-StreSS Zone at
bottom Of CirCUIar foundation, η
APPendiX D (InfbnTlatiVe) CaICUIatiOn Of natural VibratiOn PeriOd Of SPhCre Iank
EXPIanatiOn Of WOrding in this SPCCiflCatiOn
-Aɪ. —A—
根据中华人民共和国工业和信息化部《2014年第四批行业标准修订计划》(工信厅科[2014]236号) 的要求,规范编制组经广泛调查研究,认真总结实践经验,参考有关国际标准和国外先进标准,并在广 泛征求意见的基础上,修订本规范。
本规范共分七章和四个附录。
本规范的主要技术内容是:石油化I:球罐基础设计的基本规定、荷载与地震作用、地基与基础、构 造要求。
本规范是在SH/T 3062—2007《石油化工球罐基础设计规范》的基础上修订而成,修订的主要技术 内容是:
——增加“基本规定”章;
——根据SH 3147-2014《石油化工构筑物抗震设计规范》,修订地震作用计算方法;
——修订附录A中球罐基础顶面荷载效应计算方法;
——根据现行国家规范和原规范在执行过程中各有关単位反馈的意见,对原规范进行了全面修订和 补充。
本规范由中国石油化工集团公司负责管理,由中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站负责日常 管理,由中国石化工程建设有限公司负责具体技术内容的解释。执行过程中如有意见和建议,请寄送日 常管理单位和主编单位,以便今后修订时参考。
本标准日常管理单位:中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站
通讯地址:河南省洛阳市中州西路27号
邮政编码:471003
电 话:0379-64887187
传 真:0379-64881787
本规范主编单位:中国石化工程建设有限公司
通讯地址:北京市朝阳区安慧北里安园21号
邮政编码:IoOloI
本规范参编单位:中石化宁波工程有限公司
中石化上海工程有限公司
本标准主要起草人员:髙捷 |
刘洪坤 黄左坚 陈瑞金 押现中 |
王耀东 |
应付钊 |
本标准主要审查人员:何国富 |
王松生 黄钟喜 杨晓红 嵇转平 |
张亚新 |
黄月年汪宁扬 |
熊英 |
王超刘德文崔忠涛王留生 |
马振明 |
郑强唐健 |
路来光 |
周蓉黄英周兴辉赵福运 |
本规范F 1994年首次发布,本次为第2次修订。
1范围
本规范规定了石油化工球罐基础设计的基本规定、荷载与地震作用、地基与基础的设计以及构造要 求等。
本规范适用于石油化工行业由钢架支承的钢制球形储罐(以下简称球罐)基础的设计。
2规范性引用文件
■]
卜.列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注H期的引用文件,仅注日期的版本适用于本规范。 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本规范。
GB 50007建筑地基基础设计规范
GB 50009建筑结构荷载规范
GB 50010混凝土结构设计规范
GB 50046工业建筑防腐蚀设计规范
GB 50051烟囱设计规范
SH 3147石油化工构筑物抗震设计规范
JGJ 94建筑桩基技术规范
3主要符号
下列主要符号适用于本规范。
3.1作用和作用效应
F ——相应于荷载效应基本组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力设计值;
Fk —一相应于荷载及作用效应标准组合时,上部结构传至基础顶面的竖向力值;
FEk——作用于球罐中心处的水平地震作用标准值;
FWk——作用于球罐中心处的总水平风荷载标准值;
Fl——相应于荷载效应基本组合时,冲切破坏锥体以外的基底净反力设计值;
G ——考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重;
Gk ——基础自重及其上的土自重标准值;
Geq——球罐在正常操作状态时的等效总重力荷载:
M——相应于荷载效应基本组合时,作用于基础底面的力矩设计值;
Mk ——相应于荷载及作用效应标准组合时,作用于基础底面的力矩值;
Pk——相应于荷载及作用效应标准组合时,基础底面处的平均压力值;
S——荷载组合的效应值;
SGkl——按正常操作时永久荷载标准值计算的荷载效应值;
SQlk——按正常操作时球雄内储液重力荷载标准值计算的荷载效应值;
SWk——按正常操作时风荷载标准值计算的荷载效应值;
Sgk——按液压试验时永久荷载标准值计算的荷载效应值;
SQ2k——按液压试验时球罐内液体的重力荷载标准值计算的荷载效应值:
SWIk——按液压试验时风荷载标准值计算的荷载效应值:
SEhk ——水平地震作用标准值的效应:
K——相应于荷载效应基本组合时,基础圆环梁与底板交接处的剪力设计值;
VVO ---基本风压;
3.2
3.3
—— 垂直作用于2川顷Jwg乂
ʃ 女载力特征值;
'亢震承载力:
/ I 泣强度设计值。
A —基
D —側环形瓜础底板外仃径;
D.—球壳外仃彳
// ,氐面至球靈中心的商度:
// M :"总板 至拉杆与支桃中心线交点处的距离:
、.、 亍向 力缘的最终沉降量;
W_基础底面门抵心:
θ——基础倾斜方向沉降差与水平面的夹角。
3.4
计算系数及其他
T一球罐的城本
,——球罐在正常損
——相应「球錯
——球罐中心处世
——正常操作时∕>BBBB∣项系%
―液JkiΛ½∣H 久荷,的分,!系"
FΛl^yGyGlyQlyQyw
状态下的
成振系数
:折内储液
(U-♦体的分项
—一液压试验时淞
——风荷我的分攻 m——水平地震作片 μs——风荷载体型系 μz——球罐中心处的
正常操作时的风荷载组合值系数: 液压试验时的风荷载组合值系数;
WW
Uq
地震作用时的风荷我组合值系数;
正常操作时球踊内储液的准永久值系数。
4基本规定
4. 1 一般规定
4.1.1球罐基础的结构安全等级应为二级,结构设计使用年限应为50年。
4.1.2球罐基础的抗震设防类别为乙类。当抗震设防烈度为6度时,球罐基础可不进行地震作用计算, 但应符合抗震措施要求。
4.1.3球罐基础的地基基础设计等级不应低于乙级。
4.1.4球罐基础结构混凝土耐久性应符合GB 50010的有关规定。处于腐蚀环境的球罐基础,其耐久 性应符合GB 50046的有关规定,并应按GB 50046的有关规定釆取防腐措施。
4.1.5球罐的基础型式,宜采用带有圆环梁的柱下钢筋混凝上圆环形基础:当釆用钢筋混凝土独立基
础时,宜设置连系梁。 ■
4 1 6 :、 關,L .H ..194的仃关规定进像⑵I,承LW
4 2
42 1 丄等级,不应低Γ C30.华层小应低「CUL
,'’ 一m和H 不低■. HRB400 ■的此i'*S r-筋
Ci D 或 Q
J宜设置连系梁。
主采用 HRB400. HRB335.
HRBF400级的热轧钢筋,也可采用HPB3
4. 2.3地脚螺栓可釆用未经冷拉的Q235B、
5B、C、D级钢或符合主体专业委托要求。
5荷载与地震作用
1
I』勺荷我.
a)水久布": 此丨,胃細重、⅛⅞k"r、,成的π ∙r -可拈人孔、花
管、液面计、rt#
可变荷载:包括球
]不考虑雪荷我於冰荷载。 〔
b)
5. 1.2
5.2风荷载
5.2.1垂直作用于球罐表i
n上的风荷車
£.应按卜式计境
>A∙ i
(5.2.1)
式中:
垂直作用于球_____ ____
中心处的Hi根
-般 I
顷时, 缺,淫:.0.45; ;
球罐中心处的土",(
基本风压,kN
,发而上的J
部准值,
ri/m2:
确定:木丽
时,口
«>的规定采用:
T (S) |
<0.25 |
0.5 |
1.0 |
1.5 |
2.0 |
2.5 |
3.0 |
4.0 |
N5.0 |
βz |
1.350 |
1.490 |
1.595 、 |
1.700 |
1.805 |
1.875 |
1.945 |
2.050 |
2.120 |
注:中间值用内插法计算。 |
5.2.2作用『球罐中心处的总水平风荷载标准值,应按式(5.2.2)计算:
≈-πD^wk ....................................................... (5.2.2)
4
式中:
DO ——球壳外直径(当有保温层、耐火层时为保温层、耐火层的外直径),m;
FWk——作用于球罐中心处的总水平风荷载标准值,kN。
5. 2.3风荷载应分别考虑A、B两个方向的水平作用(见图5.2.3)β
FWk 或 FEk
人向
们一球絲支柱的方位角(计算见附录A式(A.1.3-2)、式(A∙1.3-3))
图5.2.3风荷载或地震作用计算方向
5.3地震作用
5.3.1球罐基础,仅分别考虑X、8两个方向的水平地震作用(见图5.2.3),并进行作用效应计算。
5. 3-2球罐基础的水平地震作用可釆用单质点自由度体系计算,并应按SH 3147的有关规定确定地震 影响系数。
5. 3. 3球罐结构的阻尼比可取0.035。
5. 3.4作用于球罐中心处的总水平地震作用标准值,应按下式计算:
FEk=以IGCq ....................................................... (5.3.4T)
式中:
FEk —— 作用于球罐中心处的总水平地震作用标准值(见图5.2.3), kN;
«1 ——相应于球罐基本自振周期的水平地震影响系数,按SH 3147的有关规定釆用;
Geq——球罐在正常操作状态时的等效总电力荷载,kN,应按下列公式计算:
Geq=Zneqg ....................................................... (53.4-2)
Weq=mI +7W2÷O∙5W3÷w4+w5 .......................................... (5.3.4-3 )
n↑2=n∖∖jφ ........................................................ (5.3.4~4)
式中:
g——重力加速度,取9.81m∕s2;
WCq ——球罐在正常操作状态下的等效质量,t;
WI ---球壳质量,t;
m2 ——球罐内储液的有效质量,t;
巾3 --支柱和拉杆的质量,t:
m4 ——球罐其他附件的质量,包括各开口、喷淋装置、梯子平台等,t;
——球壳保温层、耐火层的质量,t;
mL --球罐储液质量,t;
φ ——储液的有效质量率系数,可根据球罐内液体的充满度按图5.3.4査取。
O 9 8 7 6 5 4 3 2 LoO.O.QO.O.O.O.
o.o 0.0 0.1 02 03 04 05 06 0 7 0.8 09
球罐内液体充满度mL/mloo
1.0
储液质届:Moo—100%充满储液时的储液质最
图5.3.4储液的有效质量率系数
5.4荷载与地震作用效应组合
5.4.1球罐基础顶面的荷载、地震作用效应组合,应符合表541的要求。
表5. 4.1荷载、地震作用效应组合
荷载作用状态 |
组合内容 |
正常操作 |
永久荷载(包括雄体自币:、保温币:、耐火层里、支柱和拉杆重、附件重〉、储液重、风荷载 |
液压试凝 |
永久荷载(包括罐体自重、支柱和拉杆重、附件重)、液压试验时的液体重、风荷载 |
地震作用 |
正常操作时的永久荷载、储液重、风荷载、水平地震作用 |
5. 4.2承载能力极限状态作用在基础顶面的荷载效应基本组合应按下列公式确定: a)正常操作时:
(5.4.2-1)
S=ToSGk I +/Ql Sqi k+Xw"w I SWk
式中:
S ——荷载组合的效应值;
SGid——按正常操作时永久荷载标准值计算的荷载效应值:
SQIk——按正常操作时球罐内储液重力荷载标准值计算的荷载效应值:
SWk ——按正常操作时风荷我标准值计算的荷我效应值;
yG——正常操作时永久荷载的分项系数,取1.2;
yQI——正常操作时球罐内储液的分项系数,取1.3:
yw——风荷载的分项系数,取1.40:
f —一正常操作时的风荷载组合值系数,取1.0。
b)液压试验时:
S=7g 1 SGk2÷7Q2SQ2k+>w "w2Sw 1 k
(5.4.2-2)
式中:
SGk2——按液压试验时永久荷我标准值计算的荷载效应值;
Sg —一按液压试验时球罐内液体的重力荷载标准值计算的荷载效应值:
SWlk——按液压试验时风荷载标准值计算的荷载效应值,取wo为0.15kN∕n√ :
XGi ——液压试验时永久荷载的分项系数,取1.2:
Zq2——液压试验时液体的分项系数,取1.1;
地震作用时:
液压试验时情曲伐∙H,H系敖.原1.0
S =7g5(⅛ i ÷yθ i SQ i k÷yt⅛5,ι⅛k÷yw‰Swk ..............•, "
SEhk —水平地震作用标准值的效应:
YEh ——水平地震作用的分项系数,L ! 1∙3:
‰ ——地震作用时的风荷载组合值強汶,版0.20.
5.4.3正常使用极限状态・^]|^|^^^^・^|^|^列公式确定:
Sq∣k Wwi乩k ...........................(5.4.3T)
(5.4.3-2)
C)地震作用时:
S=S( SQlk+SRhk+Ww&vk
5.4.4 ,!•:常使用极風状态b f17∏ f∣. L曲;顶[H的荷4戈
久组合应拙
、ISGk 1+棚qS(j
.........................(543-3)
卜•式确定:
.............................(5.4.4)
y∕q- ∣∣∕.=r;操。、或險标.—F
5.4.5 '七球辭相邻两妇 联 3:小
;単个柱埸 日相应的组合值C
顶面的荷载及地震作用效应
时扱照附呆AgJi " ,叫■规范5.4 1条V4.4 6地基与基础 6.1地基承载力计算
6.1.1基础底面压力,应符合下列要求:
a)非地震组合:
PkW厶..........................................................(6.1.1-1)
PlUnaXW1.2£ ..................................................... (6.1.1-2)
b)地震组合:
PkWziE
(6.1.1-3)
PkmaXW 1.2 TaE
(6.1.1-4)
式中:
Pk —— 相应于荷载及作用效应标准组合时,基础底面处的平均压力值,kPa:
PkmaX
相应于荷载及作用效应标准组合时,基础底面边缘处的最大压力值,kPa;
Λ ——修正后的地基承载力特征值,kPa,按GB 50007的规定计算:
Λe——调整后的地基抗震承载力,kPa,按SH 3147的规定计算。
6. 1.2 H础底Im的床力,J按卜列公.E
F+G.
(6.1.2-1)
(6.1.2-2)
(6.1.2-3)
Pkmin
6. 1.3
a)
相应于荷薮及作用效应标准组合时,作用于基础底I 基础底面的] 相应于荷载,
基础底面边缘处的E
正常操作状态时,
作用效应标漕 力,应满足以 醐底而
地震作用状态时,
■础底面与
矩值,kN-rn;
:抓■星础质iι边绿处的聪 ∙ k∣>.l
否条件: 满足公式
PkTnin °
M应力区时,底面压力应按下
列公式计算(见图6.1.3):
InaX
(6.1.3-2)
(6.1.3-3)
式中:
圆环形基础(外环)半径,m: 圆环形基础底面受压面积的宽度,m;
<、r —— 系数,根据P = *及三按附录B表B.1取值,%为圆环形基础底面内环半径,m: r∖ r∖
e —荷载偏心距,mo
4r-基础底面与地基土之间零应力区的面积,m2
图6.1.3偏心荷载作用下环形基础底面压力
6.2变形计算
6.2.1球罐基础应按GB 50007的有关规定进行地基变形验算。当场地和地基条件简单时,对地基承载力 特征值大于或等于200kPa,且在地基压缩层范围内无软弱上夹层的球罐基础,也可不作地基变形验算。
6.2.2地基变形应按正常操作状态时的荷载效应的准永久组合进行计算,不计入风荷载和地震作用的 影响。
6.2.3球罐基础的沉降量计算,圆环形基础可计算环宽中点处的沉降,环宽中点的平均附加应力系数, 按照GB 50051的有关规定进行计算:独立基础沉降房计算,可按GB 50007的有关规定进行。
6. 2.4球罐基础的倾斜值,应按下式计算:
tg^ =VA ........................................................ (6.2.4)
D
式中:
θ——基础倾斜方向沉降差与水平面的夹角,(° ):
S、S2——基础倾斜方向两端边缘的沉降量,mm;
D ——圆环形基础底板外直径,mmo
6.2.5地基最终变形允许值,应符合下列规定:
a) 沉降量不应大于50mm;
b) 倾斜值不应大于0.002o
6.2.6球罐基础宜设置沉降观测点。
6.3基础设计
6. 3. 1独立基础可按GB 50010和GB 50007进行计算。圆环形基础,可按基底均布荷载作用下的倒置圆 孤梁所支承的环形板进行计算;应验算柱边缘处圆弧梁的受剪承载力;圆弧梁在均布荷载作用F的弯矩, 剪力和扭矩,可按附录C表C.1计算。
6. 3.2圆环形基础底板的外形尺寸(见图6.3.2),宜符合下列要求:
。加Z .......................................................... (6.3.2-1)
(6.3.2-2)
(6.3.2-3)
式中:
rZ
4、弓、5' rA
4、Ata
β
圆环梁中心至环形基础底板中心的距离,m: 圆环形基础底板中心至基础不同位置的*径,m: 基础底板不同位置的厚度,m;
圖环形基础底板的外形系数,按表6.3.2釆用。
表 6.3.2
外形系
厂]化 |
I |
1.1 |
1.15 |
1.20 |
1.25 |
130 |
1.35 |
1.40 |
1.45 |
1.50 |
1.55 |
I |
0.9 |
0.839 |
0.78 |
0.718 |
0.65 |
0.577 |
0.496 |
0.402 |
0.30 |
0 |
• __ • ♦
图6.3.2圆环形基础外形尺寸
6.3.3计算圆环形基础底板承载力时,上部结构引起的基底平均反力设计值,应按下列公式计算(见 图 6.3.3):
a)当基础底面压力PkminN0时:
(6.3.3-1)
式中:
Pl——相应于荷载效应基本组合时,上部结构引起的基底平均单位面积净反力设计值,kPa: I——基础底板的惯性矩,m4;
F——相应于荷载效应基本组合时,上部结构传至基础顶部的竖向力设计值,kN;
M——相应于荷载效应基本组合时,作用于基础底面的力矩设计值,kN・m。
b)当基础与地基土之间出现零应力区时:
(63.3-2)
式中:
P2 ——相应于荷载效应地震组合时,上部结构引起的基底平均单位面积净反力设计值,kPa: a——圆环形基础底面受压面积的宽度,m:
G ——考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重,当组合值由永久荷载控制时,G=135Gk;
PmaX——相应于荷载效应地震组合时,基础底而边缘处的最大压力设计值,kPa o
=F+ G
PmaX=7?"..........................................
(63.3-3)
7构造要求
柱
F
Λ/
PI
P.
图 6. 3.
7. 1球罐基础的埋置深度, 7.2基础短柱顶面高出设i 灌浆材料可采用比基础混凝
PI
PI
ΓΠTΠ
形基础底板计算示意图
汐卜于1.5__________
其厚度为 30mm〜50mm:
凝泥基灌浆料。
7.3基础短柱截面中心线
7.4基础应设置不小于10 _ _
基础,其受力钢筋保护层厚UHHHHr求。
7.5
7.6
除岩石 卜地面不1
■■■BUM、•层「4Omm,处「•腐蚀环境的
地脚螺栓宜釆用直埋,其类型和构造应符合表7.5-1、表7.5-2的要求。
基础短柱的构造(见图7.6),应符合下列要求:
地脚螺栓中心至基础短柱平面外边缘距离,不宜小于15Omm,且不得小于4倍的地脚螺栓直径。
'格向钢筋直径不宜小于14mm,间距宜为20Omm〜30Omm,总配筋率不应小于0.5%;短柱竖 向钢筋锚入基础底板内不应小于钢筋锚固长度。
箍筋直径不应小于8mm:其间距在地脚螺栓埋置长度范围内,应釆用IOOmm,其他部位不大于 200mm;抗震设防烈度大于等于7度的地区,箍筋间距均应釆用Ioomm。箍筋末端应做成135° 弯钩,且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍。
a)
b)
二次浇潸层30mm~ 50mm厚
在媒栓埋置长度范围内机OO
苴径》8. @200
设防K度>7度区・100)
地脚螺栓 类型
∖2d (17J)
爪枝多于4根时
Λ>y-4∣
Q235 钢
可分上下层交错排列
单位:mm
Q345 钢
20d (25d) 25d (3Od)
15J (20J)
续表
地脚螺栓 类型
Lm | |
Q235 钢 |
Q345 钢 |
∖2d (17J) |
15d (2Od) |
注1: d— 地脚螺栓直径,mm:
Lm—地脚螺栓最小埋置深度,mm;
AL —地脚螺栓面积,mm2:
AZ —螺栓爪枝总面积,mm2:
为--锚板厚度,mm;
<⅛ ---肋板厚度,mm;
C --锚板边长,mm:
h --助板高度,mmo
注2:括号内数值用于地震区;
地脚螺栓的露头、螺纹长度根据设备的要求确定。
表7.5-2锚板式地脚螺栓的锚板及加劲肋尺寸 单位:mm
地脚螺栓 直径d |
锚板及加劲肋尺寸 |
地脚螺栓 直径d |
锚板及加劲肋尺寸 | ||||||
C |
<51 |
h |
C |
<5∣ |
h | ||||
36 |
100 |
12 |
8 |
70 |
72 |
250 |
25 |
12 |
175 |
42 |
120 |
14 |
8 |
85 |
76 |
:280 |
26 |
12 |
200 |
48 |
150 |
16 |
10, |
105 |
80 |
、280 |
28 |
14 |
200 |
52 |
180 |
20 |
10 |
130 |
85 |
300 |
30 |
14 |
210 |
56 |
180 |
20 |
IO |
130 |
90 |
320 |
32 |
14 |
225 |
60 |
200 |
25 |
10 |
140 |
95 |
350 |
34 |
16 |
245 |
64 |
200 |
25 |
10 |
140 |
IOO |
350 |
36 |
16 |
245 |
68 |
250 |
25 |
12 |
175 |
7.7圆环形基础的构造,应符合下列要求(见图7.7-1):
a) 基础底板边缘厚度不应小于250mm;
b) 圆环形基础底板悬挑部分宽高比不应大于2.5 (见图7.7-2);
C)当底板做成斜坡状时,其坡度不得大于1:3;
d)基础环梁高度宜为相邻柱中心线间弧长的1/6〜1/8:环梁上、下配筋的最小配筋率为0.25%或 45∕i∕fy中的较大值,直径不宜小于12mm,箍筋直径不宜小Γ 8mm,间距不宜大于200mm; 底板受力钢筋由计算确定,底板悬挑根部截面的最小配筋率为0.20%,且直径不宜小F 12mm, 间距不宜大于150mm;环向钢筋直径不宜小于IOmm,间距不宜大于20Omm0
7.8当釆用钢筋混凝土独立基础或采用桩基时,独立基础或承台间设置的连系梁,其高度宜为相邻柱 距的1/6〜1/8。
图7. 7-1圆环形基础配筋构造
族地底板忌挑寛度
图7. 7 2底板悬挑部分宽高比
附录A
(规范性附录) 球罐基础顶面荷载效应计算
A. 1基础单个支墩顶面的竖向力 ʌ i. i ατ j.U∣Hψ. V >更面的軽向力,山币:丿丿荷我产牛的弦向力和作JL
. Li⅛务组贰速列公式中的荷我,用J i寸使用松 」" ¥ EIE翌
效应的打却组介、准刀 ⅛: JlJ F承载噸极限状态计算时,应釆用荷H ‘
A.1.2木同状态EF ;廢产至的竖向力按下式计払
尸——重力荷载在基牛的力h
" :J哆向丿J・kN;
勺竖向力,kN; ⅞ ||B;:
A∙1∙3作川]”网中心叫 妇虹[作用,在单个支墩顶仙 普向力按卜列各式计算(图
A.1.3-k 图 A.1.3-2、图
(A.1.3-1)
式中:
FEW
】心的风荷我*』E作用,在基础单个支墩顶 J心的风荷釘上盘作用,做,5载标准值
He
1)
作用于球罐
作用于球壳i
按FEK取用;_______ ____
支柱底板底i 的高
支柱中心圆'
支柱方位角,
当力方向殳
产生的竖向力,kN:
FWK取用,地震作用标准值
力时支柱的
(A.1.3-2)
2)
方向「力 ,
Q (• 1)360。
θ'=[l~2)-
(A. 1.3-3)
注:/表示支柱在0°至360。范围的顺序号•
A. 2
图 A. 1.3-1
图 A. 2. 1
基础单个支墩顶面的水平剪力
A. 2.1传至基础单个支墩顶面的水平剪力,其值等于支柱底端拉杆的轴力在拉杆平面内产生的水平分 力值(图A.2.1),可利用几何关系,间接由拉杆作用在相邻支柱上产生的竖向力求出。
下列公式中的荷载,用于正常使用极限状态计算时,应采用荷载效应的标准组合、准永久组合:用 于承载能力极限状态计算时,应采用荷载效应的基本组合。
A.2.2单个支墩顶面的水平四力,按卜.列各式计算。/-I支柱所在的支墩顶面剪力0丨的方向,作用 在拉杆所在的平面内,当尸”为压力时,OH指向,支柱,反之相反。
(A.2.2-1)
式中:
_ FEWH2 Sinq I-J= n . 180° nR Sln
n
(A.2.2-2)
Qil ——单个支墩顶面的水平剪力,kN;
Fi ——丿拉杆作用在,支柱上产生的竖向力值,kN;
H2——支柱底板底面至拉杆与支柱中心线交点处的距离,m;
拉杆丿的方位角,(° ),按式(A.2.2-3)、式(A.2.2-4)计算,且巧的变化范围仅取
I)
0° Vq VI80°。
当4方向受力时拉杆丿的方位角:
(A.2.2-3)
2)当B方向受力时拉杆j的方位角:
Q ・ 360°
(A.2.2-4)
注L /=7+1,当4方向受力时,户0, 1, 2, 3,・・・:当B方向受力时,户1, 2, 3,…。
注2:仅需按式(A.2.2-D、式(A.2.2-2〉及0° <⅛<180o的条件,求出沿环向一半支墩顶面的水平剪力,另一 半支墩顶面的水平剪力,以/1或B的受力方向为对称轴完全对称.对/1向受力时,O支柱所在的支墩顶面 水平乾力应叠加。
附录B
(规范性附录)
环形基础底面部分出现零应力区时基底压力计算系数r、ζ
表B. 1环形基础底面部分出现零应力区时基底压力计算系数r、ζ
etr↑ |
p=0.50 |
P=O.55 |
,=0.60 |
P=Q.65 |
P=O.70 |
2=0.75 |
P=O.80 |
『=0.85 |
p=0∙90 | |||||||||
T |
C |
T |
T |
ζ |
τ |
1 |
ζ |
T |
C |
T |
T |
ζ |
τ | |||||
0.25 | ||||||||||||||||||
0.26 | ||||||||||||||||||
0.27 | ||||||||||||||||||
0.28 | ||||||||||||||||||
0.29 | ||||||||||||||||||
0.30 | ||||||||||||||||||
0.31 |
1.995 |
1.157 | ||||||||||||||||
0.32 |
1.975 |
1.163 | ||||||||||||||||
0.33 |
1.945 |
1.145 |
1.985 |
1.087 | ||||||||||||||
0.34 |
1.915 |
1.127 |
1.960 |
1.073 |
2.000 |
1.005 | ||||||||||||
0.35 |
1.890 |
1.111 |
1.930 |
1.056 |
1.970 |
0.990 | ||||||||||||
0.36 |
1.860 |
1.092 |
1.900 |
1.039 |
1.945 |
0.977 |
1.990 |
0.903 | ||||||||||
0.37 |
1.830 |
1.073 |
L875 |
1.025 |
1.915 |
0.962 |
1.960 |
0.888 |
2.000 |
0.801 | ||||||||
0.38 |
1.805 |
1.058 |
1.845 |
1.007 |
1.890 |
0.948 |
1.935 |
0.877 |
1.980 |
0.793 | ||||||||
0.39 |
1.775 |
1.039 |
1.820 |
0.993 |
1.860 |
0.933 |
1.910 |
0.865 |
1.955 |
0.783 |
2.000 |
0.687 | ||||||
0.40 |
1.750 |
1.023 |
1.790 |
0.975 |
1.835 |
0.919 |
1.880 |
0.851 |
1.930 |
0.773 |
1.975 |
0.679 | ||||||
0.41 |
1.725 |
1.007 |
1.765 |
0.961 |
1.810 |
0.906 |
1.855 |
0.839 |
1.905 |
0.762 |
1.950 |
0.670 |
2.000 |
0.565 | ||||
0.42 |
1.695 |
0.988 |
1.740 |
0.946 |
1.785 |
0.893 |
1.830 |
0.828 |
1.880 |
0.752 |
1.925 |
0.661 |
1.975 |
0.558 | ||||
0.43 |
1.670 |
0.973 |
1.710 |
0.929 |
1.760 |
0.880 |
1.805 |
0.816 |
1.885 |
0.742 |
1.905 |
0.654 |
1.950 |
0.551 |
2.()(X) |
0.436 | ||
0.44 |
1.640 |
0.954 |
1.685 |
0.915 |
1.730 |
0.864 |
1.780 |
0.804 |
1.830 |
0.732 |
1.880 |
0.645 |
1.930 |
0.545 |
1.980 |
0.432 | ||
0.45 |
1.615 |
0.938 |
1.660 |
0.901 |
1.705 |
0.852 |
1.755 |
0.793 |
1.805 |
0.721 |
1.855 |
0.637 |
1.905 |
0.538 |
1.955 |
0.426 |
2.000 |
0.299 |
0.46 |
1.585 |
0.920 |
1.630 |
0.884 |
1.680 |
0.839 |
1.725 |
0.779 |
1.780 |
0.711 |
1.830 |
0.628 |
1.880 |
0.531 |
1.935 |
0.422 |
1.985 |
0.296 |
0.47 |
1.555 |
0.901 |
1.600 |
0.867 |
1.650 |
0.824 |
l.7∞ |
0.768 |
1.750 |
0.700 |
1.805 |
0.620 |
1.855 |
0.524 |
1.910 |
0.416 |
1.965 |
0.293 |
0.48 |
1.523 |
0.884 |
1.570 |
0.851 |
1.620 |
0.809 |
1.670 |
0.755 |
1.725 |
0.690 |
1.780 |
0.612 |
1.830 |
0.518 |
1.885 |
0.411 |
1.940 |
0.290 |
0.49 |
1.541 |
0.836 |
1.580 |
0.795 |
1.645 |
0.745 |
1.695 |
0.679 |
1.750 |
0.602 |
1.805 |
0.511 |
1.860 |
0.406 |
1.915 |
0.286 | ||
0.50 |
1.559 |
0.780 |
1.614 |
0.732 |
1.665 |
0.668 |
1.772 |
0.594 |
1.777 |
0.504 |
1.835 |
0.401 |
1.900 |
0.2X4 | ||||
0.51 |
1.688 |
0.584 |
1.746 |
0.497 |
1.805 |
0.396 |
1.863 |
0.279 | ||||||||||
0.52 |
1.710 |
0.489 |
1.769 |
0.390 |
1.828 |
0.275 |
注1: p=r4∕r↑ >0时为环形基础。
注2:当e们及尸r4们为中间值时,r、。值用内插法确定.
注3:粗线以下表示基础的零应丿J区面积在已超过全面枳的15%.
附录C
(规范性附录)
连续水平圆弧梁在均布荷载作用下的弯矩、剪力和扭矩的计算 表C. 1连续水平圆弧梁在均布荷载作用下弯矩、剪力和扭矩的计算
圆弧梁的 |
圆弧梁跨中中 |
弯 |
矩 |
最大剪力 |
最大扭矩 |
最大扭矩与跨 | ||
支柱数 |
线与支座夹角4 |
U |
MC (kN∙m) |
〃A、MB (kN∙m) |
CmaX(kN) |
MTmaX <kN∙m) |
中中线夹角伊 | |
4 |
45° |
OiIO7" |
Γ |
-O∙2I46√ |
0.7854哲 |
0.0331” |
25° 48' | |
6 |
30° |
0.0472√ |
-0.()93q/ |
O.5236√r |
0.0095√ |
17。 16' | ||
8 |
22° 30' |
0.0262√√ |
0.0519 |
0.3927“ |
0.0040√ |
12σ 58' | ||
10 |
18° |
0.0l66√ |
-0.033 Ig/ |
0.3140 衣 |
0.002四/ |
10° 23, | ||
12 |
15。 |
0.0115” |
-0.023O^r |
0.261" |
0.0012√ |
8β 39' | ||
16 |
11° 15, |
0.0065√ |
-0.0129√ |
0.1964衣 |
0.0005/ |
6β 29, | ||
18 |
10° |
0.005 Iqr2 |
0.0102, |
0.1760g 尸 |
0.0003” |
5β 46' | ||
20 |
9° |
0.0041 √ |
-0.0082^√ |
0.151Oqr |
O.O(M)25√ |
5。11, | ||
注:q--- |
-圆弧梁上的均4 |
荷载,kN∕m∙ | ||||||
附录D
(资料性附录)
球罐结构的基本自振周期计算
球罐结构的基本自振周期,可按图D.1和下列公式计算:
(D.1)
(D.2)
(D.3)
(D.4)
(D.5)
(D.6)
(D.7)
(D.8)
(D.9)
(DJO)
(DJl)
(D.12)
式中:
T——球罐结构的基本自振周期,S;
K——球罐构架的侧移刚度,N/mm:
Kl——球罐构架的弯曲刚度,N/mm:
K2——球罐构架的剪变刚度,N/mm;
Kc、Λ ∖ G、C2、
λc——计算参数或系数;
〃——支柱根数;
ES——支柱的常温弹性模量,N/mm2;
AC--支柱的截面面积,mm2;
DQ--支柱中心圆直径,mm;
DS--球罐的内直径,mm;
HC—一支柱底板底面至球罐中心的高度,mm;
HI——支柱的有效高度,mm;
H2—一支柱底板底面至拉杆与支柱中心线交点处的距离,mm:
L —一相邻两支柱间的距离,mm;
IC——单根支柱截面的惯性矩,mm4;
LW——支柱与球壳之间(一侧)焊缝垂直投影长度的一半,mm;
de--支柱外径,mm;
0——拉杆的仰角,o ;
AB——拉杆的截面面积,mm2;
^eq——球罐在操作状态下的等效质量,kg,按5.3.4条的规定计算。
1为便于在执行本规范条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1) 表示很严格,非这样做不可的:
正面词釆用“必须”,反面词采用“严禁”;
2) 表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词釆用“不应”或“不得”;
3) 表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词釆用“不宜”;
4) 表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可二
2条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
中华人民共和国石油化工行业标准
2017北京
SH/T 3062—2017《石油化工球罐基础设计规范》,经「•业和信息化部2017年7月7 H以第32号
公告批准发布。
-2007《石油化匸球銀 ...3U的■础上. 丄' I . >∙⅛H∙J l .⅛
• ' ! • 国(现中国石化■程建设有限公司),主要起草 * .
,制组进行「 .2的调53. 我国“■,. H
P=JtH ¾与「国内砰先WjHZ规、技术标准I修订♦一些技术苓故
为便于广大设计、施工、科研、学校在使用本标准时能正确理解和执行条文规 定,《石油化「球錯基础设计规范》编制组扌,■条I,G制了本规范的条文说明,对条文规定的丨I 的、依据以及执行中需注意的仃关小项进行♦说明•但是]本条文说明不貝备与标准止Z同等的法律 效力,仅供使用者作为理制相I把,■范■"的苓覇
4基本规定......................................................:
1范围
球罐的种类很多,结构形式也有所不同。有拉杆式结构,其中有的拉杆是拉接在相邻支柱间,有的 拉杆是隔一支柱拉接,有的是采用钢管支撑的:有V型柱式支撑结构;有三柱合一型柱式结构:此外, 还有因工艺要求,将球罐放置在较高的混凝土框架上,而设有两层拉杆的结构。本规范给出的计算方法 适用于拉杆在相邻支柱间的赤道正切柱式结构的球罐。
.
4基本规定
4. 1 一般规定
4.1.5球罐通常是用来储存易燃、易爆和有毒介质的高压容器,其结构形式一般都是采用赤道正切式 支柱支撑。在水平地震作用R储罐的全部质量是通过支柱支撑传递到基础。因此,本条对球罐基础的 结构形式提出要求。独立基础或承台的连系梁应具有足够的刚度,当小型球罐采用单桩承台时,连系梁 尚应具有足够的抗扭刚度。
5荷载与地震作用
5.2风荷载
5. 2. 1本条将球罐表面风荷载标准值的计算公式略微调整,与《石油化工建(构)筑物结构荷载规范》 GB 51006-2014 一致,取消了原规范公式中的球罐附件增大系数如将1.1的增大系数合并入风荷载 体型系数,风荷载体型系数内由原规范的0∙4改为0.45o风振系数底的计算方法仍来源于GB 12337(钢 制球形储罐》。
5.3地震作用
5.3.4本条根据SH 3147-2014《石油化工构筑物抗震设计规范》修订了球罐水平地震作用标准值的 计算方法。2007版《石油化工球罐基础设计规范》在计算球攏内储液等效质量,〃2时,统一将罐内储液 总质量乘以0.7的折减系数,本次修订,引入储液的有效质賊率系数伊伊值根据球雄内液体充满程度, 按本规范给出的图5.3.4査取。
5.4荷载与地震作用效应组合
5. 4. 4正常操作时球罐内储液的分项系数由原规范的1.35调整为1.3。
6地基与基础
6.2变形计算
6.2.1球縦属于破坏后会产生严重次生灾害的重要构筑物,其抗震设防分类为乙类。根据球罐的重要 性,其地基基础设计等级一般为乙级以上。根据《建筑地基基础设计规范》GB 50007,地基基础设计 等级为甲级、乙级的建筑物,均应按地基变形设计。但经长期的设计和实测数据进行验证,当地基土承 载力特征值大F或等于20OkPa时,地基土一般为中、低压缩性土,在场地和地基条件简单时,球罐建在 这类地基上,沉降及沉降差比较小,一般不用作地基变形验算,因此,为简化计算,做此规定,但当地 基压缩层范围内存在软弱土夹层时,仍应作地基变形验算。
6.2.5球罐宜结合基础倾斜值的计算,布置勘探点。
6.3基础设计
本节取消了圆环形基础底板的抗冲切计算。带有圆环梁的柱下钢筋混凝土圆环形基础,按GB 50007 的要求,应验算柱边缘处圆环梁的受剪承载力。当圆环形基础底板外形尺寸符合构造要求,地基承载力 特征值小于30OkPa时,环
-般都可以满足计算要求。
fl
26