网壳拱顶在大型固定顶储罐中的应用

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1、网壳拱顶在大型固定顶储罐中的应用:黄锋“（金陵石油化工设计院,南京,210042）摘要:通过对H前常见网壳拱顶的结构分析，认为网壳拱顶在大型固定顶储罐具有较高的推广价值;着重介绍了经纬型网壳拱顶的结构、计算方法及工程应用。建议有关部门尽早制定网壳拱顶结构的相关标准规范，使此种技术能在工程上得以进一步的应用推广。矢键词:网壳拱顶固定顶储罐结构设计工程应用中图分类号:TU249.9文献标识码:A文章编号：1007-7537（2000）03-0039-04固定顶储罐常用的罐顶结构人致有锥顶、无力矩顶、拱顶3种类型。拱顶储罐以其优良的强度和

2、刚度及便于安装等原因，已成为国内最常用笊罐顶结构。随着工业与经济的发展，生产装置日趋大型化，储罐单罐的容量也不断增大，传统的拱顶结松通常采用的板式或板肋式结构，当储罐直径大于32m时，其在受力性能、材料用量方面已不能适应发展的需要,SH3046・92《石油化工立式圆後形钢制焊接储罐设计规范》附录四对此也作了明确的规定。因此，在大型和特大型固定顶储罐中寻找新的、更合理的罐顶结构型式已势在必行。在国外，从50年代起，各种型式的网壳拱顶结构在石油储运及建筑业就开始大量使用。目前，在西方发达国家，大约有85%的大型储罐罐顶均采用了不同型式的

3、网壳拱顶结构。从80年代起，网壳抄顶结构开始在我国得到了运用，并取得了显著笊经济效益和社会效益。本文将介绍网壳拱顶的雜构、计算方法及其工程实例。形状构成，它是承受操作负压、雪载荷、检修荷载及结构质量的主要受力结构；边环是承受网壳达缘力及将顶盖与罐壁连接起来的环形构件；蒙皮承受操作正压并起密封作用，其与网壳之间不连接，这与传统的板肋式结构有着本质的区别，g此，蒙皮厚度可按有关标准屮规定的最小厚度迭取，从而降低了罐顶单位投彤面积的钢材用量。近几年来国内常用的网壳拱顶结构主要有两1网壳拱顶的结构型式网壳是网状壳体的简称，网壳结构是从近代

4、大型建筑物的屋顶结构借鉴过来的。对于应用在固定顶储罐上的网壳拱顶是由蒙皮、网壳和边环3部分组成。网壳是由i系列杆件按i定的网格图1双向子午线型网壳Fig1Doublemeridiandome种：一种是双向子午线单层网壳结构，如图1质示。它是由两组子午线杆件相交而成，每根网杆为连续曲杆，曲率半径均为球半径，加工简便，网朴交点只需采用搭接角焊，不需要机加工专用节点另一种是由一系列杆件按三角形排列，用专用十点连接成的网壳结构，称为短程线网壳结构，如图a收稿日期：19992122153作者介绍:黄锋（1963年生），男，浙江余姚，工程师，

5、学士，从事石汕化工设备设计工作。图2短程线型网壳Fig2Geodesicdome2所示。其特点是受力性能良好，刚度大，安全性好；结构质量轻，经济指标好，和其它网壳结构林比,跨度越大，其所用材料量越少'；杆件、节点可在工厂制作，安装方便，施工周期短，现场无焊按工作量。除上述两种网壳结构外，另一种网壳拱顶结构——经纬型网壳结构，在国外被广泛用作大型固定顶储罐的顶盖。该种拱顶结构由蒙皮、网壳汲小心圆环3部分组成。网壳是由一组连续的子牛线杆件构成，杆件一端与中心圆环相连，另一端女承在与罐壁相连的支耳上，在两杆件之间,环向杆件与之相连。网壳另

6、有数组斜撑，起加强兼作抗冈作用。该结构在国内运用不多，但同国内现在广泛使用的板肋式拱顶结构比较接近。所不同的只是板肋式拱顶中的肋条是与顶板相连的，与罐壁邓相连，肋条与顶板共同作为承载元件;而网壳是支承在罐壁上的，是主要的承载元件，顶板（蒙皮）主要起密封作用，其与网壳不相连，与包边角钢杠焊，并保证为弱顶结构。蒙皮如采用人字形排列还可降低材料的损耗。该结构具有施工简单，制作安装费用低廉等特点。图3、4、5为该结构的罐顶示例（储罐直径D=32m,曲率半径尺=L2D）o1996年,金陵石化设计院在消化吸收国外同类型结构的基础上，设计了4台1

7、3000m3（直径为36m）的固定顶储罐，使用至今，运行良好。2经纬型网壳拱顶结构的设计经纬型网壳拱顶有着多种计算方法2，现将某工程公司对此结构主梁的计算作一介绍。图3经纬线型网壳杆件布置图Fig3Raftersarrangementforthelongitudinal-latitudinallatticedome图4杆件与罐壁连接图Fig4Connccibnofrafterwithshell经向杆件图5杆件与中心圆环连接图Fig5Connectbnofrafterwiththecentrering假设子午线主梁总数为〃，它们可用

8、横穿道径的圆弧来表示，则圆弧数"2为“尢设作用在備顶上的总载荷为W“则作用在每条弧上的荷载W为：W=W*图6中人点的垂直载荷V=VV(N)水平荷载日=式屮M为一直梁的弯矩,N・mmo此弯矩的分布是对称的，我们用半个圆弧来考虑。对于均布