本發(fā)明屬于lng儲(chǔ)罐，尤其涉及一種lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)：

1、在液化天然氣（lng）接收站行業(yè)中，抗震設(shè)防烈度較高地區(qū)的大型lng混凝土儲(chǔ)罐在地震工況下，通過在高架承臺(tái)與樁基之間設(shè)置橡膠隔震支座，利用隔震支座消耗部分地震能量，達(dá)到對(duì)儲(chǔ)罐本體的減隔震效應(yīng)。

2、雖然隔震支座可以減緩地震力對(duì)儲(chǔ)罐本體的破壞作用，但其造價(jià)成本相對(duì)較高，且生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，每批次生產(chǎn)的產(chǎn)品數(shù)量有限，同時(shí)按照產(chǎn)品規(guī)范要求，單批次產(chǎn)品還需要抽檢評(píng)定后才能送達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，增加了采辦周期，在施工安裝時(shí)，也需要配置吊裝對(duì)位設(shè)備以及進(jìn)行預(yù)埋二次灌漿等操作，額外增加了施工難度，對(duì)工期要求較為緊張的項(xiàng)目影響較大。

3、因此，亟需設(shè)計(jì)一種lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)及方法，解決以上提到的利用隔震支座進(jìn)行減震，導(dǎo)致效率低、成本高、施工難度大的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中提及的利用隔震支座進(jìn)行減震，導(dǎo)致效率低、成本高、施工難度大的技術(shù)問題，提供一種lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)及方法，以解決上述的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)及方法的具體技術(shù)方案如下：

3、一種lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，包括高架承臺(tái)，高架承臺(tái)頂部放置有l(wèi)ng混凝土儲(chǔ)罐，高架承臺(tái)底部與地面之間間隔設(shè)置有多個(gè)耗能樁段，多個(gè)耗能樁段之間通過耗能系桿鉸接，多個(gè)耗能樁段遠(yuǎn)離高架承臺(tái)的一端連接有混凝土剛性約束層，混凝土剛性約束層設(shè)置在地面上，混凝土約束層下面設(shè)置有多個(gè)鋼筋混凝土灌注樁，鋼筋混凝土灌注樁與多個(gè)耗能樁段一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，鋼筋混凝土灌注樁與多個(gè)耗能樁段均與混凝土剛性約束層綁扎，通過耗能樁段、耗能系桿和混凝土剛性約束層對(duì)高架承臺(tái)上的lng混凝土儲(chǔ)罐進(jìn)行減震。

4、進(jìn)一步，耗能系桿呈v型結(jié)構(gòu)，v型結(jié)構(gòu)一端與一個(gè)耗能樁段連接，v型結(jié)構(gòu)另一端與相鄰的另一個(gè)耗能樁段連接。

5、進(jìn)一步，耗能樁段和耗能系桿均由韌性混凝土和frp筋組成。

6、進(jìn)一步，混凝土約束層下面設(shè)置有夯實(shí)加筋土層，夯實(shí)加筋土層對(duì)混凝土約束層進(jìn)行剛性約束。

7、進(jìn)一步，夯實(shí)加筋土層厚度大于1500mm，夯實(shí)加筋土層每隔300mm處鋪設(shè)加筋材料，夯實(shí)系數(shù)大于0.95。

8、進(jìn)一步，耗能樁段和耗能系桿最大準(zhǔn)許變型公式體現(xiàn)如下：

9、=0.00542/3

10、其中，

11、-耗能樁段的最大準(zhǔn)許變型；

12、q-耗能樁段水平地震等效均布荷載；

13、l-耗能樁段長(zhǎng)度；

14、-韌性混凝土的彈性模量；

15、-耗能樁段的截面慣性矩。

16、進(jìn)一步，耗能系桿的實(shí)際回復(fù)拉力及抗拉承載能力公式體現(xiàn)如下：

17、

18、

19、其中，

20、a-耗能系桿的橫截面面積；

21、fmax-耗能系桿所受的實(shí)際回復(fù)拉力；

22、-耗能系桿的抗拉承載能力；

23、-耗能系桿的韌性混凝土抗拉承載力設(shè)計(jì)值；

24、-耗能系桿frp筋抗拉承載力設(shè)計(jì)值；

25、-耗能系桿frp筋全部配筋面積。

26、進(jìn)一步，夯實(shí)加筋土體的極限抗剪強(qiáng)度公式體現(xiàn)如下：

27、

28、其中，

29、-夯實(shí)加筋土體的極限抗剪強(qiáng)度；

30、-夯實(shí)加筋土體受到的正應(yīng)力；

31、c-夯實(shí)加筋土體的凝聚力；

32、-夯實(shí)加筋土體內(nèi)摩擦角。

33、一種lng儲(chǔ)罐減震方法，包括以下步驟：

34、s1、地面下間隔設(shè)置多個(gè)鋼筋混凝土灌注樁；

35、s2、在鋼筋混凝土灌注樁內(nèi)澆筑混凝土至地面的混凝土剛性約束層；

36、s3、在混凝土剛性約束層上綁扎多個(gè)耗能樁段frp筋至高架承臺(tái)處；

37、s4、澆筑耗能樁段韌性混凝土至高架承臺(tái)底面標(biāo)高處，形成耗能樁段；

38、s5、在相鄰耗能樁段側(cè)部綁扎耗能系桿frp筋，在耗能系桿frp筋內(nèi)澆筑耗能系桿韌性混凝土形成耗能系桿。

39、進(jìn)一步，在s3步驟之前，還包括在混凝土剛性約束層下鋪設(shè)夯實(shí)加筋土層并進(jìn)行壓實(shí)。

40、本發(fā)明的lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)及方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

41、將耗能樁段與鋼筋混凝土灌注樁在混凝土剛性約束層標(biāo)高附近進(jìn)行剛性連接，將耗能系桿在高架承臺(tái)底部位置與耗能樁段進(jìn)行鉸接，同時(shí)將混凝土剛性約束層設(shè)置在耗能樁段底部標(biāo)高處并與耗能樁段進(jìn)行剛性連接作為耗能樁段的限制約束端,耗能樁段上部與高架承臺(tái)進(jìn)行半剛性連接，耗能樁段與耗能系桿、混凝土剛性約束層共同形成高延性耗能結(jié)構(gòu)體系，在地震工況下，可承受超出常規(guī)混凝土材料結(jié)構(gòu)體系較大的位移形變，結(jié)合耗能系桿的彈性恢復(fù)性能，可使結(jié)構(gòu)發(fā)生大形變后有效恢復(fù)原位，繼續(xù)滿足使用要求。在形變過程中，耗能結(jié)構(gòu)體系可吸收消耗較大部分地震力，減輕lng混凝土儲(chǔ)罐整體結(jié)構(gòu)的地震作用效應(yīng)，降低lng混凝土儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，降低成本和施工難度，提高工作效率。

技術(shù)特征：

1.一種lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括高架承臺(tái)，高架承臺(tái)頂部放置有l(wèi)ng混凝土儲(chǔ)罐，高架承臺(tái)底部與地面之間間隔設(shè)置有多個(gè)耗能樁段，多個(gè)耗能樁段之間通過耗能系桿鉸接，多個(gè)耗能樁段遠(yuǎn)離高架承臺(tái)的一端連接有混凝土剛性約束層，混凝土剛性約束層設(shè)置在地面上，混凝土約束層下面設(shè)置有多個(gè)鋼筋混凝土灌注樁，鋼筋混凝土灌注樁與多個(gè)耗能樁段一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，鋼筋混凝土灌注樁與多個(gè)耗能樁段均與混凝土剛性約束層綁扎，通過耗能樁段、耗能系桿和混凝土剛性約束層對(duì)高架承臺(tái)上的lng混凝土儲(chǔ)罐進(jìn)行減震。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，耗能系桿呈v型結(jié)構(gòu)，v型結(jié)構(gòu)一端與一個(gè)耗能樁段連接，v型結(jié)構(gòu)另一端與相鄰的另一個(gè)耗能樁段連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，耗能樁段和耗能系桿均由韌性混凝土和frp筋組成。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，混凝土約束層下面設(shè)置有夯實(shí)加筋土層，夯實(shí)加筋土層對(duì)混凝土約束層進(jìn)行剛性約束。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，夯實(shí)加筋土層厚度大于1500mm，夯實(shí)加筋土層每隔300mm處鋪設(shè)加筋材料，夯實(shí)系數(shù)大于0.95。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，耗能樁段和耗能系桿最大準(zhǔn)許變型公式體現(xiàn)如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，耗能系桿的實(shí)際回復(fù)拉力及抗拉承載能力公式體現(xiàn)如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的lng儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，其特征在于，夯實(shí)加筋土體的極限抗剪強(qiáng)度公式體現(xiàn)如下：

9.一種lng儲(chǔ)罐減震方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的lng儲(chǔ)罐減震方法，其特征在于，在s3步驟之前，還包括在混凝土剛性約束層下鋪設(shè)夯實(shí)加筋土層并進(jìn)行壓實(shí)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種LNG儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)，該LNG儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)包括高架承臺(tái)，高架承臺(tái)頂部放置有LNG混凝土儲(chǔ)罐，高架承臺(tái)底部與地面之間間隔設(shè)置有多個(gè)耗能樁段，多個(gè)耗能樁段之間通過耗能系桿鉸接，多個(gè)耗能樁段遠(yuǎn)離高架承臺(tái)的一端連接有混凝土剛性約束層，混凝土剛性約束層設(shè)置在地面上，混凝土約束層下面設(shè)置有多個(gè)鋼筋混凝土灌注樁，鋼筋混凝土灌注樁與多個(gè)耗能樁段一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，鋼筋混凝土灌注樁與多個(gè)耗能樁段均與混凝土剛性約束層綁扎，通過耗能樁段、耗能系桿和混凝土剛性約束層對(duì)高架承臺(tái)上的LNG混凝土儲(chǔ)罐進(jìn)行減震，還公開了一種LNG儲(chǔ)罐減震方法。本發(fā)明提供的LNG儲(chǔ)罐減震結(jié)構(gòu)及方法，降低LNG混凝土儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)應(yīng)力，降低成本和難度，提高工作效率。

技術(shù)研發(fā)人員：宋廣然,張趙君,王昌,程久歡,安寶豐,石磊,盧晶,尹曉明,孫超,鄧彬,楊濤,王凱鋒,趙卜,艾奇昌,于韶偉,王振興,王江偉,張麗晴
受保護(hù)的技術(shù)使用者：海洋石油工程股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19