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石化設備及配件-


網殼

日期:2014年01月04日 來源:本站原創 瀏覽:

 




  網殼技術特點及說明隨著石油化工的飛速發展,油罐的生產制造越來越趨向大型化,對于容量大于10000M3的大型儲罐,用傳統的桁架拱頂結構來制造已不適應大跨度的要求,且罐頂鋼材用量大,安全性差。以網殼頂取而代之是儲罐大型化發展的必然趨勢。網殼頂是一種全新的專有技術,整個罐頂由網架和蒙皮組成。

網殼制作現場

短程線網殼

雙向子午線網殼

一、技術特點
    l、網殼罐頂由于結構設計新穎,且強度高,抗變形好,較桁架拱頂節省鋼材。例如:一臺20000M3罐頂可節省鋼材20噸,一臺30000M3罐頂可節省鋼材50噸。
    2、網殼頂為單跨度結構,不需任何內支撐,且跨度越大,經濟指標越好。
    3、正裝和倒裝的儲罐以及舊儲罐改造均可安裝網殼。網殼零部件全部在加工廠預制好,在安裝現場進行裝配。安裝工期短,一臺10000M3網殼使用10個專業安裝人員,10天即可竣工。
    4、網殼為球面,外形十分美觀。
二、技術說明
(一)短程線網殼結構
1、短程線鋼網殼,應用于石油儲罐的頂蓋,體育館、展覽館的頂蓋,污水處理池頂蓋等工程項目中,該產品結構重量輕、鋼度大、受力性能好,美觀漂亮,抗震性能好等優點。
鋼網殼由節點和短程線梁構成,短程線梁為工字形梁,梁與梁之間構成三角形結構,再通過節點形成網殼,將蒙皮板鑲嵌在網架結構中,并由壓條和螺栓鎖定。
網殼結構屬空間結構體系。以其空間剛度大、受力性能好、材料指標省、重量輕、抗震性能優越等優點從而被廣泛應用于各類大跨度結構中。
產品特點:
a.網殼結構受力性能好、空間剛度大,特別是抗震性能優越。
b.網殼采用經優化設計的短程線桿系。
c.網殼采用承插式節點體系,安裝快速簡便,不需要大型吊裝設備,現場基本無焊接工作量。
d.網殼采用工廠化、定型化制作,精確度高、安裝后曲面平滑美觀。
e.與油罐壁板的連接采用螺栓連接,蒙皮板采用弱頂結構。
f.網殼為受力結構,蒙皮只作為維護結構,在使用過程中,若因蒙皮受腐蝕損壞,可只更換蒙皮板,不必換整個頂蓋。
g.與原板肋式頂蓋結構相比,可節省鋼材20-30%,直徑越大,效果越明顯。
2、網殼技術條件
(1)單層球面網殼頂,腐蝕余量1.5mm,最低環境溫度-47℃,設計溫度80℃;設計壓力:14701-490(Pa);抗震設防烈度:7度;基本風壓600Pa;雪載:200Pa。
(2)網殼可承受荷載:
a.固定荷載;網架及其蒙皮的重力荷載
b.附加荷載;在罐頂水平投影面積上的附加設計荷載值大于1.2KPa;
(3)鋼網殼采用剛性節點
(4)鋼網殼球面網架的材料為Q235-B;蒙皮的材料為Q235-B,符合GB/T700-2006《碳素結構鋼》標準。
(5)桿件的鋼材按國家標準《鋼結構設計規范》GB50017-2003的規定執行。
(6)網架設計與施工執行《網架結構設計與施工規程》JGJ7-1991;《建筑結構荷載規范》GB50009-2001;《建筑抗震設計規范》GB50011-2010;《石油化工鋼結構工程施工及驗收規范》SH/T3507-2005.
3、網架工程驗收應提交的文件:
網架施工圖、竣工圖、設計計算書、施工組織設計所用鋼材及其他材料的質量證明書和試驗報告,網架的零部件產品合格證書和試驗報告,網架拼裝各工序的驗收記錄、焊縫質量和高強度螺栓質量檢驗資料,總拼就位后幾何

尺寸誤差和撓度記錄。
4、焊接網架節點、承插件及有關焊縫、其內部缺陷分級及探傷方法應分別符合國家現行標準《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002的規定。
注:罐壁邊緣槽鋼采用 [180即可。
(二) 雙向子午線網殼結構
1.產品結構
該網殼是一種耗鋼量低,結構可靠度高的空間結構,最適用于直徑為30m--60m的油罐固定頂蓋,在承外載能力相同的前提下,該網殼頂蓋比肋頂蓋節省鋼材20%--30%,與采用絞接的其它網殼相比本網殼無安裝累積誤差,罐

頂成形好,抗不均勻外壓方面具有明顯優勢。該網殼適應罐壁采用正裝或倒裝的條件下完成網殼的現場組裝工作,是國內石化企業較為理想的產品。
(1)雙向子午線網殼頂蓋的設計荷載為能經受1200Pa(120Kg/m2)正壓,達到國外油罐規范對固定頂的受力要求。
參數表直徑為30m-60m常用規格,用戶可以按表選取亦可按特定條件訂購(包括表中未列的直徑,有可吊掛荷載或有荷頂機集中荷載等)。
(2)本網殼結構是由兩組子午線相交而成,每根網桿為連續曲桿;曲率半徑均為球半徑,插件之間及插件與邊環梁之間采用剛性連接,因此安全可靠性強,頂畫形狀好。
(3)上下兩層網桿對網殼形狀有自律性(互相制約)桿件成形不合成者,無法組焊,從而保證了整個網殼的形狀及其座標的準確性。
(4)在技術開發中,吸取了國外采用鉸接的網殼頂蓋,在不均勻雪載下發生,整體失穩破壞的教訓。雙向子午線網殼采用剛性節點,計算程序采用非線性理論,在中國建筑科學院進行了3種中型模型試驗,驗證了計算理論的準確性。
(5)本網殼的網桿均采用8毫米厚度以上不等邊角鋼在各種工況條件下,二十年免維護。
(6)網殼的所有零部件均在工廠內精密加工運往現場安裝。
(7)網殼采用Q235-AF不等邊角鋼,蒙皮與網桿實現線接觸,頂面形狀好。傳力可靠。

(三)鋁制短程線網殼
短程線鋁網殼(亦稱鋁圓頂),應用于石油儲罐的頂蓋,體育館、展覽館的頂蓋,污水處理池頂蓋等工程項目中,該產品結構重量輕、鋼度大、受力性能好,美觀漂亮,抗震性能好等優點。
鋁網殼由節點和短程線梁構成,短程線梁為工字形梁,梁與梁之間構成三角形結構,再通過節點形成網殼,將三角形鋁板鑲嵌在網架結構中,并由壓條和螺栓鎖定。覆蓋網架上面的鋁板稱為蓋,由防銹鋁制成,厚為1.2mm,工

字梁由6063鋁擠壓而成,能設計和制造直徑120m儲罐鋁網殼。
短程線型鋁網殼油罐頂蓋與鋼結構油罐頂蓋比較,具有下述優點:
1.重量輕,僅為鋼結構重量的1/3。
2.抗腐蝕性能好,因為覆蓋在外表面的是防銹鋁,不需要噴漆或覆蓋涂料。
3.不需要保養維修,使用壽命在50~100年。
4.能適應極端的氣候條件,中東沙漠的高溫,太平洋島上的臺風(風速300㎏/㎡)、雪的負載,均能適應。
5.美觀漂亮,與鋼結構頂蓋工程造價相當。
6.一切部件均由工廠生產制造、現場安裝、不需要焊接。
三、產品的設計規范及執行標準
設計、施工依據如下:
1、《鋼結構設計規范》GB50017-2003
2、《網架結構設計與施工規程》JGJ7-1991
3、《建筑結構荷載規范》GB50009-2001
4、《建筑抗震設計規范》GB50011-2010
5、《立式圓筒形鋼制焊接油罐施工及驗收規范》GB50128-2005。
6、《石油化工立式圓筒型鋼制焊接儲罐設計規范》SH3046-1992。
7、《石油化工鋼結構工程施工及驗收規范》SH/T3507-2005.
8、《碳素結構鋼》GB/T700-2006
9、《碳鋼焊條》GB/T5117-1995
<一>網殼的一般計算原則:
1、網殼結構在直接和間接作用下的內力、位移及整體穩定計算除工作荷載之外,還應根據具體情況包括地震、溫度變化、支座沉降及施工安裝荷載等效應。
1、網殼的永久荷載有:1)網殼自重;2)屋面材料的重力;3)吊頂材料的重力;4)設備管道的重力。
2、網殼結構的可變荷載有:1)屋面活荷載2)雪荷載;3)風荷載。
<二>網殼的設計及計算: 
網殼的內力分析:
1、網殼是一個準柔性的高次超靜定結構。
2、目前網殼計算主要是考慮幾何非線性的有限單元法。
3、考慮與不考慮幾何非線性的有限單元法的區別在于前者考慮網殼變形對內力的影響。
4、網殼結構具有很強的非線性性能,抗震分析宜采用時程分析法。
5、雙層網殼符合下列條件之一者可不考慮溫度應力的影響:1)支座節點的構造允許網殼側移且其側移值等于或大于公式的計算值;2)周邊支承于獨立柱,且網殼在驗算方向跨度小于40m;3)支承網殼的柱在單位水平力作用

于柱頂時,柱頂位移大于或等于式公式的計算值。
  <三>網殼的穩定性:
1、網殼的穩定性計算可采用非線性有限單元法,取結構剛度矩陣的行列式之值等于零作為確定臨界荷載的準則,即:det[K]=0
剛度矩陣[K]應包含所有的非線性因素,使det[K]=0的荷載即為臨界荷載{P}cr。
注意:在設計工作中需要引進臨界荷載的折減系數
不同的網殼不能用相同的折減系數
2、不符合上述條件時,網殼應考慮溫度應力的影響。設計中考慮的溫度應力情況一般有兩種:1)整個網殼有溫度變化;2)雙層網殼上下層有溫度差Δt。
3、網殼應按最不利的荷載效應組合進行設計。對于非抗震設計荷載效應組合應按現行國家標準《建筑結構荷載規范》(GB50009——2001)進行計算。
4、對抗震設計,荷載效應組合應按國家標準《建筑抗震設計規范》(GB50011——2001)進行計算。
<四>網殼桿件及節點設計:網殼桿件的計算長度和容許長細比可按表1~3采用。

 單層網殼桿件計算長度               1

殼體平面內

殼體平面外

0.9L

L

                 雙層網殼桿件計算長度               2

連接形式

弦桿

腹桿

支座腹桿

其他腹桿

螺栓球點

|

|

|

焊接球結點

0.9|

0.9|

0.9|

板節點

|

|

0.9|

                網殼桿件容許長細比                 3

網殼類別

壓桿

拉桿

靜荷載

動荷載

雙層網殼

200

300

250

單層網殼

150

300

250

計算程序經過中國建筑科學研究院模型試驗并驗證其正確性。

 

 

上一組產品:方法蘭直通球閥
下一組產品:中央排水裝置

 

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