1、UDC 中华人民共和国国家标准GI9 P GB 50473 - 2008 钢制储罐地基基础设计规范Code for design of steel tank foundation .:; U;-:-f I气.-，子弄!二2008 -11 - 27 发布2009 - 08 -01 实施中华人民共和国住房和城乡建设部中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局联合发布中华人民共和国国家标准钢制储罐地基基础设计规范Code for design of steel tank foundation GB 50473 - 2008 主编部门:中国石油化工集团公司批准部门z中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:
2、2 0 0 9 年8 月1 日中国计划出版社2009北京中华人民共和国住房和城乡建设部公告第171号关于发布国家标准钢制储罐地基基础设计规范的公告现批准钢制储罐地基基础设计规范为国家标准，编号为GB 50473一2008，自2009年8月1日起实施。其中，第3.1. 1、3.3.2、3.4.1、3.5.1条为强制性条文，必须严格执行。本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。中华人民共和国佳房和城乡建设部二00八年十-月二十七日前本规范是根据建设部建标(2006J136号文关于印发(2006年工程建设标准规范制定、修订计划(第二批门的通知的要求，由中国石油化工集团公司组织中国石化工
3、程建设公司会同有关单位共同编制。本规范在编制过程中，总结了多年来在钢制储罐地基基础设计和施工方面的经验，吸收近年来针对大型钢制储罐基础结构的研究成果，参考了国内外有关标准规范的内容，广泛征求了有关勘察、设计、施工和使用单位的意见，经反复讨论、修改，最后经审查定稿。本规范共分7章和1个附录，主要内容包括:总则、术语和符号、基本规定、基础环墙设计、地基承载力及稳定性计算、地基变形计算、基础构造与材料。本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国石油化工集团公司负责日常管理，由中国石化工程建设公司负责具体技术内容的解释。本规范在执
4、行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，并将意见和有关资料寄交中国石化工程建设公司国家标准钢制储罐地基基础设计规范管理组(地址:北京市朝阳区安慧北里安园21号，邮政编码:100101)，以供今后修订时参考。本规范主编单位、参编单位和主要起草人:主编单位:中国石化工程建设公司参编单位:中国石化集团洛阳石油化工工程公司中国石油大庆石化工程有限公司主要起草人z黄左坚谭立净陈传金武笑平李立昌任意孙恒志目次l总则(1 ) 2 术语和符号( 2 ) 2.1 术语(2 ) 2.2 符号(2 ) 3 基本规定( 5 ) 3.1 一般规定( 5 ) 3.2 基础选型( 7 ) 3. 3 荷载及荷载效应组合
5、(10)3.4 抗震设防(1 1 ) 3. 5 环境保护(1 2 ) 4 基础环墙设计(1 3 ) 4. 1 环墙厚度及环向力计算(13) 4. 2 环墙截面配筋(1日5 地基承载力及稳定性计算(1 7) 5. 1 承载力计算门5. 2 稳定性计算门们6 地基变形计算U们6. 1 一般规定门们6.2 变形计算( 20) 6.3 地基变形观测(22) 7 基础构造与材料( 23) 7.1 构造7.2 材料(25) 附录A圆形面积上均布荷载作用下各点平均附加应力系数屋，(27) 本规范用词说明附:条文说明 2 1总则1. 0.1 为保障钢制储罐地基基础的设计，做到经济合理、安全适用、技术先进和保护
6、环境，制定本规范。1. O. 2 本规范适用于储存介质自重不大于10kN/旷的原油、石化产品及其他类似液体的常压(包括微内压)立式圆筒形钢制储罐地基基础(以下简称储罐地基基础勺的设计。本规范不适用于储存低温、介质毒性程度为极度或高度危害介质、酸或碱腐蚀介质及高架储罐地基基础的设计。1. O. 3 储罐地基基础的设计除应执行本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。 1 2 术语和符号2. 1术语2. 1. 1 固定顶储罐fixed roof tank 罐顶周边与罐壁顶端刚性连接的储罐。2. 1. 2 浮顶储罐floating roof tank 浮顶随液面变化而上下升降的储罐，包括外浮顶储罐和
7、内浮顶储罐。2. 1. 3 护坡式基础slope protected foundation 由罐壁外的混凝土护坡或碎石护坡和护坡内的填料层、砂垫层、沥青砂绝缘层等共同组成的储罐基础。2. 1. 4 环墙式基础ringwall foundation 由罐壁下的钢筋混凝土环墙和环墙内的填料层、砂垫层、沥青砂绝缘层等共同组成的储罐基础。2. 1. 5 外环墙式基础outside ringwall foundation 由罐壁外的钢筋1昆凝土环墙和环墙内的填料层、砂垫层、沥青砂绝缘层等共同组成的储罐基础。2. 1. 6 桩基基础pile foundation 由灌注桩或预制桩和连接于桩顶的钢筋混凝土桩
8、承台及承台上的填料层、砂垫层、沥青砂绝缘层等共同组成的储罐基础。2.2符号2.2.1 作用和作用效应F，一-环墙单位高度环向力设计值;F tO -外环墙单位高度环向力设计值;一一修正后的地基承载力特征值; 2 Fk一一相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值;Gk一一基础自重和基础上的土重的合重;gk-一一罐壁底端传至环墙顶端的竖向线分布荷载标准值;MR一一抗滑力矩;M，一一滑动力矩;Pk一一相应于荷载效应标准组合时，基础底面平均压力值;Po一一对应于荷载效应准永久组合时储罐基础计算底面处的附加压力zS一一-地基最终沉降量;6oSi -在计算深度范围内，第i层土的计算沉降量;6
9、oSn一一在由计算深度向上取厚度为60Z的土层计算沉降量。2.2.2 计算指标Esi -储罐基础底面下第i层土的压缩模量;EsO1一。2一一一地基土在lOO200kPa压力作用时的压缩模量;f.k一一地基承载力特征值;fy一一普通钢筋的抗拉强度设计值;y，一一一环墙的重度;YL一一罐内使用阶段储存介质的重度;Ym一一环墙内各层填充材料的平均重度;Yw一一水的重度。2.2.3 几何参数A一一储罐基础底面面积;As、Aso-环墙、外环墙单位高环向钢筋的截面面积;b一一一环墙厚度;b1一一外环墙内侧至罐壁内侧距离;Dt-一一储罐罐壁底圈内直径;H一一罐底至外环墙底高度;h一一环墙高度; 3 hL一-
10、环墙顶面至罐内最高储液面(介质)高度;hw一一环墙顶面至罐内最高储水面高度;i一一坡度;R一一环墙、外环墙中心线半径;Rh一一外环墙内侧半径;Rt一一储罐底圈内半径。2.2.4 计算系数及其他K一一环墙侧压力系数;Qi一一平均附加应力系数;卢一-罐壁伸入环墙顶面宽度系数;一-罐体自重分项系数;Yo一-重要性系数;YQm一一环墙内各层填充材料自重分项系数;YQw-一水自重分项系数;久一-沉降计算经验系数。 4 3基本规定3.1一般规定3. 1. 1 储罐地基基础工程在设计前，应对建筑场地进行岩土工程勘察。3. 1. 2 储罐地基基础设计等级应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范)GB50007的
11、有关规定。3. 1. 3 当储罐基础地基为特殊性土及地震作用地基土有液化，或地基土的承载力及沉降差不能满足设计要求时，应对地基进行处理或采取深基础等措施;当有不良地质作用和地质灾害时，应进行专门的岩土工程勘察。3. 1. 4 建筑场地岩土工程勘察应符合现行国家标准岩土工程勘察规范)GB50021的有关规定，并应满足下列要求:1 储罐中心及边缘宜布置勘探点，勘探点数量应根据储罐的型式、容积、地基复杂程度等确定。详细勘察阶段每台储罐地基勘探点数量也可按表3.1.4-1采用，其中控制性勘探点的数量宜取勘探点总数的1/51/3o表3.1.4-1每台储罐地基勘探点数E储罐公称容积(m3)地基复杂程度50
12、00 10000 20000-30000 50000 100000 150000 简单场地3 3-5 5 5-9 10-13 13-16 中等复杂场地3-4 5-7 5-9 9-13 13-21 16-25 复杂场地4-5 6-9 9-12 13-18 21-25 25-30 2 勘探孔深度应符合下列要求:1)一般性勘探孔深度可根据地基情况和储罐的容积按表3.1.4-2确定，或到基岩顶面; 5 2)控制性勘探孔深度，土质地基应按一般性勘探孔的深度加10m;岩质地基应按一般性勘探孔的深度加5m，并宜进入中风化基岩不小于1m。表3.1. 4-2 一般性勘探孔深度储罐公称容帜(m)一般地基(m)软土
13、地基(m)5000 1. 0-1. 2D, 1. 2-1. 5D, 10000 1. 0-1. 2D, 1. 2-1. 5D, 20000-30000 0.9-1. OD, 1. 0-1. 1D, 50000 0.7-0.8D, 0.8-0.9D, ;:100000 0.6-0.7D, 0.7-0.8D, 一3 岩土工程勘察报告应包括下列内容 6 1)一般地基:应包括场地地形地貌、地质构造、场地的地震效应、不良地质作用、地层成层条件、各岩土层的物理力学性质、场地的稳定性、岩土的均匀性、岩土的承载力特征值、压缩系数、压缩模量、地下水、士和水对建筑材料的腐蚀性、土的标准冻结深度，以及由于工程建设可
14、能引起的王程问题等的结论和建议，并附勘探点平面布置图、工程地质剖面图、地质柱状图以及有关测试图表等;2)软土地基:除按一般地基要求外，尚应包括土层的组成、土的分类、分布范围、垂直方向和水平方向的渗透系数和固结系数、固结压力和孔隙比的关系、三轴固结不排水抗剪强度、无侧限抗压强度、不固结不排水三轴抗剪强度和有效内摩擦角、内聚力、十字板原位抗剪强度、灵敏度，以及地基处理方法的建议等;3)山区地基:除按一般地基要求外，尚应探明建筑场区地基的滑坡、岩溶、土洞、崩塌、泥石流等不良地质现象，并对场地的稳定性作出评价，确定地基的不均匀性的分布范围，以及对地基处理方法的建议等;的特殊性土地基:除按一般地基要求外
15、，尚应按相关国家现行标准提供对特殊士地基的利用、整治和改造的建议。3. 1. 5 储罐基础下的耕土层、软弱土、暗塘、暗沟及生活垃圾等均应清除，并应采用素土、级配砂石或灰土分层压(穷)实，压(芳)实后地基土的力学性质宜与同一基础下未经处理的土层相一致，当清除有困难时，应采取有效的处理措施。3. 1. 6 储罐基础不宜建在部分坚硬、部分松软的地基上，当无法避免时，应采取有效的处理措施。3. 1. 7 当储罐不设置锚固螺栓时，储罐基础设计可不计入风荷载作用。3. 1. 8 当储罐不设置锚固螺栓时，非桩基基础设计可不计入地震作用，但应满足抗震措施要求。3. 1. 9 当场地土、地下水对混凝土有腐蚀性时
16、，应对储罐基础采取防腐蚀措施，并应符合现行国家标准工业建筑防腐蚀设计规范)GB50046的有关规定。3.2基础选型3.2.1 储罐基础的型式可分为护坡式基础、环墙式基础、外环墙式基础和桩基基础。3.2.2 储罐基础选型应根据储罐的型式、容积、场地地质条件、地基处理方法、施工技术条件和经济合理性等综合确定。3.2.3 储罐基础根据场地和地质条件选型时，应符合下列规定:1 当天然地基承载力特征值大于或等于基底平均压力、地基变形满足本规范第6.1. 3条规定的允许值且场地不受限制时，宜采用护坡式基础，也可采用环墙式或外环墙式基础(图3.2.3-1图3.2.3-3)。2 当天然地基承载力特征值小于基底
17、平均压力、但地基变形满足本规范第6.1. 3条规定的允许值，且经过地基处理后或经充水预压后能满足承载力的要求时，宜采用环墙式基础，也可采用外环墙式基础或护坡式基础(图3.2.3-1图3.2. 3-3)。 7 3 当天然地基承载力特征值小于基底平均压力、地基变形不能满足本规范第6.1.3条规定的允许值、地震作用下地基有液化土层，经过地基处理或充水预压后能满足承载力的要求和本规范第6.1.3条规定的允许值要求或液化土层消除程度满足有关规定时，宜采用环墙式基础(图3.2.3-2);当地基处理有困难或不做处理时，宜采用桩基基础(图3.2. 3-4)。4 当建筑场地受限制及储罐设备有特殊要求时，应采用环
18、墙式基础(图3.2. 3-2)。钢储罐内壁钢储罐45。(a)素土护坡式(b)碎石环墙护坡式图3.2.3-1护坡式基础 8 钢储罐Z(中心向四周L设计地面-H时可按下式计算:F川mHKR式中F tO -外环墙单位高度环向力设计值(kN/m); Y一一一罐体自重分项系数，可取1.2; b1一一-外环墙内侧至罐壁内侧距离(m); Rh 外环墙内侧半径(m); R，一储罐底圈内半径(m); H一一罐底至外环墙底高度(m); R一-外环墙中心线半径(m)。最高储液(介质或水)面设计地面., 1 :t: 1 (4. 1. 4-3) (4. 1. 4-4) 坐E堕斗图4.1.4外环墙示意4.2 环墙截面配筋
19、(钢筋混凝土)4.2.1 环墙单位高度环向钢筋的截面面积，可按下式计算:Yo归AS=Jy t (4.2.1) 式中As 环墙单位高度环向钢筋的截面面积(mm2); 。重要性系数，取1.0; fy一一钢筋的抗拉强度设计值(kN/mm2); Ft-一一环墙单位高度环向力设计值(kN/m)，取式4.1. 3-1 和式4.1.3-2的较大值。4.2.2 外环墙单位高度环向钢筋的截面面积，可按下式计算:气0l AsFt旦(4.2.2)式中Aso一一外环墙单位高度环向钢筋的截面面积(mm2); Fto 外环墙单位高度环向力设计值(kN/m)，当blH时，在450扩散角以下的部分取式4.1. 4-1和式4.
20、1.4-2的较大值。 16 5 地基承载力及稳定性计算5.1 承载力计算5. 1. 1 对天然地基或处理后的地基上的储罐基础，其底面(持力层顶面)处的压力应符合下式要求:Pkf. (5. 1. 1) 式中Pk 相应于荷载效应标准组合时，基础底面平均压力值(kN/m2) ; fa一一修正后的地基承载力制iE值(kN/m2)。5. 1. 2 储罐基础底面处的平均压力设计值可按下式计算:p=Fk+Gk K一A二(5. 1. 2) 式中Fk一一相应于荷载效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力(kN); Gk一一基础自重和基础上的土重(kN); A一一储罐基础底面面积(m2)，对环墙式基础，计算直
21、径应取环墙外直径;对护坡式、外环墙式基础，计算直径应取储罐罐壁底圈内直径。5. 1. 3 储罐桩基基础的设计应符合下列规定:1 基桩可采用预制方桩、钢筋混凝土灌注桩和预应力管桩等。2 桩基设计应符合现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007和建筑桩基技术规范)JGJ94的有关规定。3 挤土桩的桩榄基础，应采取减少挤土效应对储罐基础的不利影响的措施。 17 5.2 稳定性计算5.2.1 对于采用预压排水固结法加固的软土地基和位于斜坡、陡坎边缘、已填塞或掩埋的旧河道，以及深坑边缘地带的地基，应对整体和局部地基进行抗滑稳定性计算。5.2.2 地基抗滑稳定性可采用圆弧滑动面法进行验算，最危险的滑
22、动面上诸力对滑动中心所产生的抗滑力矩与滑动力矩，应符合下式要求:如1.2式中MR一一抗滑力矩(kN.m); M，一一滑动力矩(kN.m)。 18 (5.2.2) 6 地基变形计算6. 1一般规定6. 1. 1 地基变形特征可分为储罐基础沉降、储罐基础整体倾斜(平面倾斜)、储罐基础周边不均匀沉降(非平面倾斜)及储罐中心与储罐周边的沉降差(储罐基础锥面坡度)。6. 1. 2 计算地基变形时，应符合下列规定:1 由于荷载、地基不均匀等因素引起的地基变形，对不同型式与容积的储罐应按不同允许变形值来控制。2 储罐基础应根据在充水预(试)压期间和使用期间的地基变形值，确定储罐基础预抬高后的标高及与管线的连
23、接形式和施工顺序;对于外环墙式基础，应验算地基变形稳定的储罐罐壁底端标高，储罐罐壁底端标高应高于外环墙顶标高，且走道向外坡度不应小于0.1。6. 1. 3 储罐地基变形允许值应按表6.1.3采用:表6.1.3储罐地基变形允许值储罐地基变形特征储罐型式储罐底圈内直径沉降差允许值D，22 O.0070D, 2280 O.0030D, D，二22O.015D, 固定顶罐22O. 5MPa一l或1-3 lMPa一1)、承载能力低、渗透系数小的一种软塑到流塑状态的教性土。如淤泥、淤泥质土以及其他高压缩性饱和教性土、粉土等。淤泥和淤泥质土是指在静水或缓慢的流水环境中沉积，经生物化学作用形成的薪性土。这种结
24、性土含有机质，天然含水量大于液限(1)，天然孔隙比e大于1.5时称为淤泥。天然孔隙比e小于1.5而大于1.0时，称为淤泥质土。当土的灼烧量大于5%时，称为有机土，大于60%时称为泥炭。3. 1. 6 储罐基础不宜建在部分坚硬，部分松软的地基上，因为储罐是由钢板组成的圆柱体，油罐底为上凸圆锥状。储罐基础过大的不均匀沉降，将导致储罐的倾斜或失稳，使浮顶罐的浮船(盘)不能升降，甚至产生储罐破裂，并造成严重的次生灾害。3. 1. 7、3.1.8 不设锚固螺栓的储罐基础，因为钢储罐直接坐落在基础上，钢储罐与基础之间无固定连接，靠钢储罐底与基础顶面的摩擦维持相对稳定，当有风荷载和地震作用时，其作用效应较之
25、竖 38 向荷载产生的效应要小得多，为计算简便，该类储罐基础设计可不考虑风荷载和地震作用。当设置锚固螺栓时，储罐基础设计则应考虑与钢储罐共同承担风荷载和地震作用。3.2基础选型3.2.1-3.2.3 储罐基础的选型是至关重要的，作用于储罐基础上的主要荷载是罐体及储存介质的重量，该作用荷载的特点是荷载强度大、分布面积大，对地基的影响深度大。特别是对软弱地基产生的沉降和不均匀沉降大。储罐基础主要是支撑罐体，在建造和正常操作状态下保证储罐的安全可靠，一旦地基基础失稳，其严重后果将不堪设想，并将带来严重的次生灾害。因此在对储罐基础的选型中，应认真考虑地质条件，对地基土的稳定性要有足够的重视，基础必须具
26、有足够的安全性、适用性(满足业主的使用要求)和耐久性。储罐基础的型式很多，各型基础有其各自的特点和适用条件，因此在选型时应根据储罐的型式、容积、地质条件、材料供应情况、业主要求和施工技术条件、地基处理方法和经济合理性进行综合考虑。按照地质条件并参考国内外常用的基础型式，规范中提出4种储罐基础型式。1 护坡式基础一般用于硬和中硬场地土，多用于固定顶储罐，其优点是省钢材、水泥、工程投资小。缺点是基础的平面抗弯刚度差，因而对调整地基不均匀沉降作用小，效果较差。且占地面积大。2 环墙式基础一般用于软和中软场地土，多用于浮顶罐与内浮顶罐，罐壁下设置钢筋棍凝土环墙，这种型式的罐基础，在国内用的较多，它的优
27、点是:可减少罐周的不均匀沉降。钢筋混凝土环墙平面抗弯刚度较大，能很好地调整在地基下沉过程中出现的不均匀沉降，从而减少罐壁的变形，避免浮顶罐与内浮顶罐发生浮顶不能上浮的现象。罐体荷载传递给地基的压力分布较为 39 均匀。增加基础的稳定性，抗震性能较好。防止由于冲刷、浸蚀、地震等造成环墙内各填料层的流失，保持罐底下填料层基础的稳定。有利于罐壁的安装。环墙为罐璧底端提供了一个平整而坚实的表面，并为校平储罐基础面和保持外形轮廓提供了有利条件。有利于事故的处理。当罐体出现较大的倾斜时，可用环墙进行顶升调整，或采用半圆周挖沟纠偏法。起防潮作用。钢筋混凝土环墙顶面不积水，减少罐底的潮气和对罐底板的腐蚀。比护
28、坡式罐基础占地面积小。缺点是:由于环墙的竖向抗力刚度比环墙内填料层相差较大，因此罐壁和罐底的受力状态较外环墙式储罐基础差。钢筋水泥耗量较多。3 外环墙式储罐基础一般多用于硬和中硬场地土。它的优点是:由于罐体坐落在由砂石土构成的基础上，其竖向抗力刚度相差不大，因此对罐壁和罐底的受力状态较环墙式储罐基础好。由于设置外环墙式基础具有一定的稳定性，因此其抗震性能也较好。较环墙式罐基础省钢筋和水泥。缺点是:外环墙式罐基础的整体平面抗弯刚度较钢筋混凝土环墙式基础差，因此调整不均匀沉降的能力较差。当罐壁下节点处的下沉量低于外环墙顶时易造成两者之间的凹陷。4 桩基基础，有一定的应用范围，但要注意桩基承台板的设
29、计。缺点是投资规模较大。3.3 荷载及荷载效应组合3.3.1 按现行国家标准建筑结构荷载规范)GB50009及建筑地基基础设计规范)GB50007中的相关要求制定。其中将储罐中的储液重或储罐中充水水重划为可变荷载考虑。3.3.2 地基基础设计时，所采用的荷载效应最不利组合和相应的抗力限值的规定是依据现行国家标准建筑地基基础设计规范GB 50007中的有关条文。3.3.4 可变荷载分项系数的取值按现行国家标准建筑结构荷载 40 规范)GB50009-2001中第3.2.5条中对标准值大于4kNj旷的活荷分项系数取1.3。3.4抗震设防3.4.1 本节明确地震区作场地和地基的地震效应评价按国家防灾
30、法及相应的现行国家标准工程场地地震安全性评价GB17741执行。但对大型罐区的定义，可按单罐容积或罐区库容及储罐储存的介质等参照现行国家标准石油库设计规范GB 50074-2002的有关规定确定。即:原油储罐库容不小于100000m3、其余石化产品储罐库容不小于30000旷的为大型罐区。3.4.2 由于储罐容积大于50000旷的基础直径较大，地基不均匀沉降对其影响大，一旦发生罐体泄漏等事故，将造成较大的经济损失。故提出储罐容积大于50000旷的基础抗震设防分类为乙类;小于或等于50000旷的储罐基础为丙类。3.4.3 对场地液化判别和处理按现行国家标准构筑物抗震设计规范)GB50191执行。3
31、.5环境保护3.5.1 由于环境保护日益受到重视，提出了储罐基础部分应采取防渗漏措施。关于静流水源地的确定是依据建设场地的有关环境的评价报告;防止储存的不可降解介质(如经MTBE调节出来的汽油)渗漏措施等。3.5.3 防渗漏措施一般采用蒙古土、防渗土工膜(如HDPE膜)或相应的材料铺设，并设检查井等配套设施。 41 4 基础环墙设计4. 1 环墙厚度及环向力计算4. 1. 2 环墙式罐基础等截面环墙的宽度计算式(1)是按环墙底压强与环墙内同一水平地基土压强相等(标准值)的条件而求得的，即Pj=PzC见图1)。钢储罐图1环墙计算以卢作为应变量可得:卢-gkh(Yc-ym 一l一一一一(一一1 (
32、1) YLhLb hL飞YLJ 式中卢一一罐壁伸入环墙顶面宽度系数;gk一一-罐壁底端传给环墙顶端的线分布荷载标准值(当有保温层时尚应包括保温层的荷载标准值)CkN/m); b一一环墙厚度Cm); YL一罐内使用阶段储存介质的重度CkN/m3); hL一一环墙顶面至罐内最高储液面(介质)高度(m); Yc一一-环墙的重度(kN/旷); Ym一一-环墙内各填料层的平均重度(kN/m3);h一一环墙高度(m)。关于罐壁底端传给环墙的线分布荷载标准值(gk)，当为浮顶罐时，仅为罐壁的重量(包括保温层重量);当为固定顶罐(包括内浮顶罐)时，应为罐壁和罐顶的重量(包括保温层重量)。4. 1. 4 外环墙
33、的环向力主要考虑3种荷载作用在外环墙上，即填料层荷载、罐体自重(固定顶罐和内浮顶罐除罐壁保温重外还应包括固定顶盖重)和充水水重。外环墙式罐基础，其罐壁和底板均为柔性支承，因此对基础的竖向抗力刚度应有较高的要求。4.2 环墙截面配筋影响环墙环向力计算的主要因素是环墙侧向压力系数和储罐的半径。而近几年来建造的100000旷的储罐越来越多，储罐的半径为40m，而150000旷的储罐半径为50m，相应的环向力也很大。在实际工程中，仅对几个100000旷的储罐和150000旷的储罐进行了相关的监测，其实测的结果与计算的结果有一定的差异;虽然试验数据偏少，但通过有限元分析，得出的结论与按规范公式计算的结果
34、比较接近。因此环墙环向力的计算可按本规范给出的公式进行。 43 5 地基承载力及稳定性计算5. 1 承载力计算5. 1. 3 对储罐桩基基础由桩、桩承台和环墙3部分组成。桩的设计按国家现行标准建筑桩基技术规范)JGJ94中的具体要求考虑;桩承台的设计按国家现行标准建筑桩基技术规范)JGJ94及现行国家标准建筑地基基础设计规范)GB50007中的相关规定执行;储罐环墙部分的计算可按实际受力状态进行。 44 6 地基变形计算6.1一般规定6.1.1、6.1.3按现行国家标准立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范)GB50341，钢储罐按结构形式分为3种型式，即固定顶式(拱顶)储罐，浮顶式储罐和内浮顶式储罐
35、(具有固定顶和浮顶两种特点)。近年来我国石油化工工业发展很快，兴建了一大批不同容积的储罐，从建造地点来看，大部分在沿海或临海回填地区，这些地区地基松软。而大型储罐的特点是荷载大、面积大，压缩层影响深，因此对地基的不均匀沉降要求高。如100000m3、150000旷的储罐，直径80m、100m，高21.80m，地基承载力要求达250 280kPa;从国内外储罐工程事故分析表明，多由于储罐产生差异沉降导致了储罐的破坏。从储罐工程实例来看，尽管不均匀沉降有多种形式，但基本上可分为3种模式:平面倾斜一一罐基整体倾斜;非平面倾斜一一罐基周边不均匀沉降;罐基础锥面坡度一一罐中心与储罐周边的沉降差(见图2)
36、。Dq水ra. D 生毕JjQj (a)平面倾斜(b)非平面倾斜(c)罐基础锥面坡度图2储罐基础变形示意Smi一在点z的总实测沉降，IlP自罐建成时起测出的该点高程变化g 45 A 直径方向上点问沉降之差5Z; 点a由平面倾斜引起的沉降分量;S; 点i由平面外扭曲倾斜引起的沉降分量gD 罐直径;H罐高度;Wo一罐底原始中心与边缘高度差;W一罐底实际中心与边缘高度差。由于差异沉降引起储罐破坏主要有两种类型:罐壁扭曲导致浮顶失灵;罐壁与底板或罐壁与底板连接处的破坏。根据国内60座储罐的沉降观测资料表明，凡采用钢筋混凝土环墙的，通常呈平面倾斜，仅呈平面倾斜的储罐基础，罐壁不至于遭到破坏;而非平面倾斜
37、通常使罐壁径向扭曲或罐壁产生过大次应力引起径向扭曲(即椭圆度)而使浮顶失灵，次应力还可引起储罐破裂。经研究结果表明，储罐对于不均匀沉降的适应能力与罐底的结构、包括罐底边缘板的宽度、厚度、角焊缝的韧性等有关。由于罐壁在垂直方向的刚度很大，当下部基础出现不均匀沉降时，就会使罐底与罐壁间的角焊缝和罐底的边缘板受力产生很大的次生应力。罐基础锥面坡度，鉴于圆形均布荷载作用下的地基附加应力分布特性，将导致罐底易成蝶形，罐底中心的过大沉降，使罐底的拉应力增大，同时影响罐内的清扫。地基变形允许值的规定，主要是根据现行国家标准立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范)GB50341，附录E油罐对基础和基础的基本要求和大量
38、的实测数据并参考国外标准而制定的。本规范增加了100000m3和150000m3储罐的具体要求。1 现行国家标准立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范GB 50341，中规定对平面倾斜，即储罐基础直径方向上的沉降差不应超过表1.所列的沉降差许可值。对非平面倾斜，沿罐壁圆周方向任意10m弧长内的沉降差应不大于25mm。对基础锥面坡度，一般地基为15%0;软弱地基应不大于35%0, 46 基础沉降基本稳定后的锥面坡度不小于8%0。表1储罐基础沉降差许可值浮顶罐与内浮顶罐罐内径D(m)任意直径方向最终罐内径D(m)任意直径方向最终沉降差许可值m 沉降差许可值D 统一书号:1580177.173定价:10.00元_j-
