本技術(shù)屬于工業(yè)建筑石油化工，尤其是涉及一種帶有剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)的lng儲罐雙承臺。

背景技術(shù)：

1、為解決地震高烈度地區(qū)低溫儲罐在sse(safe?shutdown?earthquake,安全停機(jī)地震水平)和obe(operating-basis?earthquake,運行基準(zhǔn)地震水平)工況下的抗震設(shè)計難題，在低溫儲罐短柱頂與上承臺之間采用隔震墊連接。由于低溫儲罐的低溫性質(zhì)，低溫儲罐基礎(chǔ)采用高樁承臺架空設(shè)計方案，以便及時疏散儲罐外罐較低溫度以達(dá)到防止地基土凍脹危害目的。由于采用帶隔震的高樁承臺方案導(dǎo)致樁基群樁系數(shù)取值過小以致樁基水平承載力過低，因此，采用剛性連接雙筏板(上承臺+下承臺)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，達(dá)到加強(qiáng)承臺與土體相互作用，提高樁基水平承載力，加快施工建設(shè)速度目的。在工程領(lǐng)域，帶隔震墊雙筏板低溫儲罐已然是一種主流趨勢，但相較之前采用單筏板高樁承臺方案，雙筏板方案極大延長了整個儲罐建造周期。因此，需要設(shè)計一種帶隔震墊雙筏板低溫儲罐群樁與下承臺剛性環(huán)板連接節(jié)點及其構(gòu)造，既保證了低溫儲罐基礎(chǔ)的抗震性能，同時大大縮短了儲罐建造周期且兼顧經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實用新型旨在提出一種帶有剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)的lng儲罐雙承臺，采用帶有環(huán)板剛性連接節(jié)點的下承臺的雙筏板基礎(chǔ)方案不僅能滿足樁基較大水平承載力需求，而且能解決雙筏板基礎(chǔ)造成施工工期緊張所導(dǎo)致的效益問題。

2、為達(dá)到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

3、一種帶有剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)的lng儲罐雙承臺，包括樁基、下承臺、架空層短柱、上承臺、lng儲罐；

4、下承臺底部為施工作業(yè)面，若干個樁基均勻設(shè)置在下承臺的下方，上承臺與下承臺之間通過若干個架空層短柱連接，lng儲罐設(shè)置在上承臺上；

5、下承臺與樁基的連接處設(shè)有剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)，架空層短柱與上承臺的連接處設(shè)有隔震支座。

6、進(jìn)一步地，剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)包括環(huán)向錨板、加勁肋板、鉚接組件，環(huán)向錨板分四塊進(jìn)行等強(qiáng)度拼接，構(gòu)成了下承臺與樁基連接節(jié)點的主體；

7、加勁肋板設(shè)置在環(huán)向錨板的外側(cè)，加勁肋板位于環(huán)向錨板中間，加勁肋板與環(huán)向錨板為固定連接，優(yōu)選地，與環(huán)向錨板采用全熔透等強(qiáng)焊縫；

8、若干組鉚接組件設(shè)置在環(huán)向錨板內(nèi)側(cè)；

9、進(jìn)一步地，鉚接組件包括錨固鋼筋、端板、螺母；錨固鋼筋的一端與環(huán)向錨板固定連接，另一端通過螺母、端板錨固在樁基中。

10、錨固鋼筋的一端與環(huán)向錨板穿孔塞焊，另一端由螺母固定端板錨固在樁中。

11、進(jìn)一步地，所述錨固鋼筋、環(huán)向錨板預(yù)先綁扎在樁基最末一節(jié)鋼筋籠上，并采取措施確保剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)沿樁基長度方向定位準(zhǔn)確以避免“浮籠”影響；lng儲罐的樁基外側(cè)設(shè)有樁基外圈螺旋箍筋，lng儲罐的樁基內(nèi)側(cè)設(shè)有樁基內(nèi)圈定位螺旋鋼筋。

12、并且/或者，下承臺的上下兩側(cè)均設(shè)有墊層；下承臺內(nèi)設(shè)有若干下承臺橫縱向受力鋼筋；

13、并且/或者，隔震支座包括鉛芯橡膠隔震支座、高阻尼隔震支座或摩擦隔震支座中的一種或兩種及以上，優(yōu)選地，隔震支座為鉛芯橡膠隔震墊。

14、進(jìn)一步地，上承臺距離地基之間的距離至少為1.8m；

15、并且/或者，環(huán)向錨板、加勁肋板的材質(zhì)為q355b或q235b中的一種或兩種。

16、本實用新型提供了一種帶有剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)的lng儲罐雙承臺的制備方法，包括如下步驟：

17、下承臺底部為施工起始作業(yè)面，對施工起始面進(jìn)行地基加固處理，然后采用樁基與架空層短柱的一體化施工，架空層短柱合模前，選取剛性環(huán)板連接節(jié)點單排錨筋數(shù)量以及豎向布置排數(shù)，并對其強(qiáng)度進(jìn)行驗算，若不滿足驗算，對數(shù)量及排數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至滿足驗算，隨后將剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)錨筋、剛性環(huán)板預(yù)先綁扎在樁基最末一節(jié)鋼筋籠上，鋼筋籠綁扎好后，進(jìn)行樁基混凝土澆筑；樁基與架空層短柱一體化施工完成后，選取滿足強(qiáng)度的加勁肋板尺寸，通過全熔透等強(qiáng)焊縫焊接于環(huán)向錨板中間；隨后在架空層短柱上布置隔震支座，隨后進(jìn)行上承臺的施工，上承臺施工完畢后進(jìn)行外罐罐壁與下承臺平行施工，下承臺受力鋼筋焊接于加勁肋板上，至此施工結(jié)束。

18、進(jìn)一步地，所述地基為群樁基礎(chǔ)，樁基為灌注樁，群樁基礎(chǔ)作業(yè)面為下承臺底標(biāo)高；

19、進(jìn)一步地，對于剛性環(huán)板連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行驗算，剛性環(huán)板連接結(jié)構(gòu)的破壞形式包括剛性環(huán)板破壞、錨固鋼筋拉出破壞、錨板處混凝土壓碎破壞中的一種或多種；

20、沿環(huán)向水平單排錨固鋼筋數(shù)量n取值范圍為3～9個，錨固鋼筋豎向布置排數(shù)p取值范圍為2～3排，錨固鋼筋采用hrb400e鋼筋，

21、考慮到抗剪構(gòu)造，錨固鋼筋的直徑da不小于下承臺橫縱向受力鋼筋直徑的優(yōu)選地，錨固鋼筋的直徑da為12mm～25mm；錨固鋼筋的最小長度不小于12da，優(yōu)選地，錨固鋼筋的長度取值范圍為250mm～300mm；

22、錨筋的豎向環(huán)向間距≥8da，優(yōu)選地，鉚接組件的豎向環(huán)向間距為180mm～250mm；更優(yōu)選地，錨固鋼筋與環(huán)向錨板采用穿孔塞焊。

23、本技術(shù)通過有限元模型，計算出下承臺與樁連接處截面彎矩、軸力與剪力，進(jìn)行荷載組合選出最不利荷載，進(jìn)而得到下承臺選配鋼筋型號與間距，根據(jù)等強(qiáng)設(shè)計原則進(jìn)而得到下承臺強(qiáng)度配筋承載力設(shè)計值n；

24、剛性環(huán)板破壞的演算包括：錨固鋼筋受拉承載力設(shè)計值n1應(yīng)滿足如公

25、式1所示(k為正整數(shù))：

26、

27、n為環(huán)向水平單排錨筋數(shù)量；

28、n為下承臺強(qiáng)度配筋承載力設(shè)計值，n；

29、p為錨筋豎向布置排數(shù)；

30、其中，錨固鋼筋直徑da具體計算過程如公式2所示：

31、

32、n1為錨固鋼筋連接鋼筋受拉承載力設(shè)計值，單位為n；

33、fu為錨固鋼筋抗拉強(qiáng)度，n/mm2。

34、選取環(huán)向錨板的尺寸，剛性環(huán)板外邊緣與基樁外邊緣齊平，環(huán)向錨板的厚度t不得小于錨固鋼筋的直徑一半，優(yōu)選地，環(huán)向錨板的厚度t為16mm～30mm；環(huán)向錨板的高度h為150～250mm；

35、其中，環(huán)向錨板截面面積as如公式(3)所示：

36、as＝h·t?(3)；

37、as為環(huán)向錨板截面面積，mm2；

38、h為環(huán)向錨板的高度，mm；

39、t為環(huán)向錨板的厚度，mm；

40、且環(huán)向錨板受拉承載力設(shè)計值nsa須滿足公式(4)所示：

41、

42、as為環(huán)向錨板截面面積，mm2；

43、nsa為環(huán)向錨板受拉承載力設(shè)計值，n；

44、fu為錨固鋼筋抗拉強(qiáng)度，n/mm；

45、n為下承臺強(qiáng)度配筋承載力設(shè)計值，n；

46、錨固鋼筋拉出破壞的驗算：nb為單個錨固鋼筋發(fā)生拉出破壞時的受拉承載力設(shè)計值須滿足公式(5)所示：

47、

48、nb為單個錨固鋼筋發(fā)生拉出破壞時的受拉承載力設(shè)計值，n；

49、fcu,k為地基中混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，n/mm2；

50、hef為錨固鋼筋錨固長度，mm；

51、環(huán)向錨板處混凝土壓碎破壞的驗算：單個環(huán)向錨板端部發(fā)生混凝土壓碎破壞時的受拉承載力設(shè)計值須滿足公式(6)所示：

52、npn≤6.58×abrg·fcu,k?(6)；

53、npn為單個環(huán)向錨板端部發(fā)生混凝土壓碎破壞時的受拉承載力設(shè)計值，n；abrg為環(huán)向錨板的面積減錨固鋼筋的截面面積mm2；

54、fcu,k為地基中混凝土立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，n/mm2；

55、本技術(shù)采用等強(qiáng)設(shè)計，即下承臺橫縱向受力鋼筋拉力全部由剛性環(huán)板承擔(dān)可滿足設(shè)計要求，同時為了保證連接節(jié)點的安全性，本實用新型要求錨筋的等強(qiáng)破壞同時滿足下承臺橫縱向受力鋼筋拉力，以此作為安全冗余度，考慮地震作用的影響時，錨筋承載力n1需滿足公式(7)；

56、

57、n1為錨固鋼筋連接鋼筋受拉承載力設(shè)計值，單位為n；

58、nsa為環(huán)向錨板受拉承載力設(shè)計值，n；

59、nb為單個錨固鋼筋發(fā)生拉出破壞時的受拉承載力設(shè)計值，n；

60、npn為單個錨板端部發(fā)生混凝土壓碎破壞時的受拉承載力設(shè)計值，n；

61、n為剛性環(huán)板沿環(huán)向水平單排錨筋數(shù)量；

62、p為錨筋豎向布置排數(shù)；進(jìn)一步地，剛性環(huán)板連接節(jié)點環(huán)向錨板分四塊進(jìn)行拼接，剛性環(huán)板之間采用剖口焊等強(qiáng)連接；剔除剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)表層水泥浮漿；下承臺厚度根據(jù)內(nèi)力結(jié)果，可以調(diào)整為變厚度截面，其中外三圈樁范圍內(nèi)下承臺厚度大，內(nèi)圈正交區(qū)下承臺厚度小。

63、進(jìn)一步的，剛性環(huán)板連接節(jié)點根據(jù)下承臺變截面厚度調(diào)整節(jié)點大小。

64、進(jìn)一步地，加勁肋板位于環(huán)向錨板中間，與環(huán)向錨板采用全熔透等強(qiáng)焊縫；加勁肋板的寬度為100mm～150mm，加勁肋板的厚度t’不得小于錨固鋼筋的直徑一半，加勁肋板厚度t’建議12mm～16mm，具體由公式(8)確定；

65、

66、t’為加勁肋板的厚度，mm；

67、a’s為同一受力方向，加勁肋板上焊接鋼筋總面積，mm2；

68、fu鋼筋為鋼筋抗拉強(qiáng)度，kn/mm2；

69、fu加勁肋為加勁肋板的抗拉強(qiáng)度，kn/mm2；

70、la為加勁肋板板的焊接鋼筋長度，mm。

71、進(jìn)一步地，剛性環(huán)板連接節(jié)點上焊接環(huán)向加勁肋板與下承臺上下鋼筋網(wǎng)片現(xiàn)場焊接，焊縫長度單面焊的長度為10d，雙面焊的長度為5d，

72、d表示鋼筋直徑，mm；

73、優(yōu)選地，樁基與下承臺連接處密封膏密封或灌注無收縮灌漿料。

74、利用本實用新型節(jié)點，可以保證群樁與短柱采用樁柱一體化施工；短柱頂與上承臺設(shè)置隔震墊支座；施工從前到后的順序由原來的“群樁施工-下承臺施工-短柱施工-上承臺施工-外罐施工”優(yōu)化為“樁柱一體化施工-上承臺施工-外罐罐壁與下承臺平行施工”。值得注意地是，群樁樁基配筋受力設(shè)計值采用單筏板高樁與雙筏板承臺樁基內(nèi)力包絡(luò)值。利用本技術(shù)實用新型預(yù)計可以節(jié)省低溫儲罐建造工期45天～60天。

75、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型所述的一種帶有剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)的lng儲罐雙承臺具有以下優(yōu)勢：

76、(1)一種帶有剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)的lng儲罐雙承臺，在下部樁與短柱以及中間連接區(qū)域采用一體化施工，增強(qiáng)了樁基與短柱的整體性；

77、(2)本技術(shù)通過預(yù)埋剛性環(huán)板的設(shè)置將下承臺的下承臺橫縱向受力鋼筋與剛性環(huán)板有機(jī)結(jié)合起來，既保證了下承臺承受彎矩的效用，同時優(yōu)化了施工步驟，可給工程帶來極大的經(jīng)濟(jì)效益；

78、(3)本實用新型所述的一種帶有剛性環(huán)板結(jié)構(gòu)的lng儲罐雙承臺造，當(dāng)完成樁基短柱一體化施工后，可通過對上承臺與下承臺的同時施工進(jìn)一步優(yōu)化施工步驟，縮短工期；

79、(4)提高低溫儲罐的抗震性能，相對于帶隔振墊單筏板高樁承臺基礎(chǔ)方案，剛性連接的帶隔振墊雙承臺高樁承臺基礎(chǔ)方案結(jié)構(gòu)可以使樁基水平承載力提高為原來的2.05倍。加強(qiáng)了承臺與土體的之間的相互作用。當(dāng)樁端持力層不均勻時，有效抵抗滑移，保證群樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性。