大型液化天然气储气罐沉降分析

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1、低温建筑技术2012年第11期(总第173期)大型液化天然气储气罐沉降分析贺超，杨建江(天津大学建筑工程学院．天津300072)I摘要】随着我国天然气利用的不断增长，对大型液化天然气储气罐的研究显得越来越重要。本文介绍了Randolph和Worth提出的单桩及群桩基础沉降公式并结合Ansys有限元分析软件对高承台大型液化天然气储气罐进行沉降分析。Ansys模型分析得出的沉降结果与已有工程经验有很好的吻合。【关键词】高承台基础；天然气储气罐；沉降；Ansys【中图分类号】TU433【文献标识码lB【文章编号l1001—6864【201

2、2)11—0046—02SETTLEMENTANALYSISoNLARGELIQUEFIEDNATURALGASSTORAGETANKHEChao，YANGJian-jiang(DepartmentofCivilEngineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Withthegrowinguseofnaturalgas，thestudyoflarge—scaleliquefiednaturalgasstoragetankisbecomingincreasinglyi

3、mportant．ThispaperintroducestheformulaofsinglepileandgrouppilefoundationsettlementproposedbyRandolphandWorth，andalsoanalysisthesettlementofthehighcapfoundationofthelarge·scaleliquefiednaturalgasstoragetankwithAnsysfiniteelementanalysissoft--ware．Thesedimentationresults

4、educedfromAnsysmodelanalysisareingoodagreementwiththeexist—ingengineeringexperience．Keywords：highcap~undation；liquefiednaturalgasstoragetank；settlement；Ansys天然气作为清洁而且十分高效的气体燃料，由于=in(rm／r。)(5)其在环境影响、能源效率等方面的显著优点，成为了rm=2．5H。P(1一)(6)21世纪促进经济发展的重要资源。我国是天然气使式中，P为桩顶所受到的荷载；to

5、为桩顶沉降；rn为用量增长最快的国家，预计到2015年，我国天然气产群桩中单根桩的半径；H1为桩基的长度；G．为在深度量将保持20％的平均增长速度，天然气消费也将以年在一半桩长处线弹性土体的剪切模量；cs为桩端土体均11％～13％的幅度增长⋯。随着全球范围天然气的剪切模量；为土体的泊松比；为桩基的弹性模量。利用的不断增长和储罐建造技术的发展，液化天然气表1为非均匀土体中单桩在桩端处的沉降。由这储罐大型化的趋势越发明显，单罐容量20X10m储些数据可看出，对于各向同性土或非均匀土而言，在罐的建造技术成熟，最大的地下储罐已达到25×土体

6、刚度比较大时，根据公式(1)得到的单桩沉降具10m容量。有良好的精度。1Randolph和Worth提出的单桩及群桩基础计算公式表1各向同性土中单桩的沉降(t，=0．4)milRandolph和Worth【2给出了各向同性和非均匀土体中计算单桩沉降的公式(1)：427rpHltanh(ixH1)LG=IXH,)(1)Httanh(‘rP1+．一——’1一t，丌Ar。日lP=G／(2)A=E／G(3)IX=CYT()／r。(4)贺超等：大型液化天然气储气罐沉降分析47相互作用因子是由Poulos引入的，用来表示两根桩之间的互相影响。R

7、andolph和Worth在前人研究的基础上得出了的计算公式：2~rpHttanh(／xH1)———1一’r日l。1++g(7)一式中，=In(ring／r)，s=In(Frog／s)，=1．15／x其余符号意义同上。研究证明对于高承台桩由于不用考虑承台承担的地基反力，而且单桩影响范围不大，所以在考虑群桩效应时可以只考虑周围部分桩体对某一根桩的影响。。。是第二根桩对第一根桩产生的附加沉降，其图2桩位布置图中。为一、二两根桩的互相影响因子，，为第一根桩的原始沉降值。则第一根桩的总沉降值可以表示为表2土体静力分析参数(ll+Ot21+3

8、l⋯)∞l。2工程实例介绍该液化天然气储罐为双层全容罐，由内罐和外罐组成，内罐是厚度不等的含9％Ni钢的低合金钢，外罐则由钢筋混凝土承台、预应力钢筋混凝土罐壁和钢筋混凝土穹顶组成，储罐的外罐璧分别设有环向预应力筋和竖向预应力筋，上部结