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SH／T 3062-2017 石油化工球罐基础设计规范

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石油化工球罐基础设计规范

本规范规定了石油化工球罐基础设计 求等。 本规范适用于石油化工行业由钢架支承的钢制球形储罐（以下简称球罐）基础的设计。

下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。 凡是不注日期的引用文件CJJ75-97城市道路绿化规范，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。 GB50007 建筑地基基础设计规范 GB50009 建筑结构荷载规范 GB50010 混凝土结构设计规范 GB50046 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50051 烟肉设计规范 SH3147 石油化工构筑物抗震设计规范 JGJ94建筑桩基技术规范

下列文件对于本规范的应用是必不可少的 凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包指 GB50007 建筑地基基础设计规范 GB50009 建筑结构荷载规范 GB50010 混凝土结构设计规范 GB50046 工业建筑防腐蚀设计规范 GB50051 烟肉设计规范 SH3147 石油化工构筑物抗震设计规范 JGJ94建筑桩基技术规范

下列主要符号适用于本规范

3.1 作用和作用效应

F 相应于荷载效应基本组合时，上部结构传 Fk 相应于荷载及作用效应标准组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值； Fek 作用于球罐中心处的水平地震作用标准值： Fwk 作用于球罐中心处的总水平风荷载标准值； Fi 相应于荷载效应基本组合时，冲切破坏锥体以外的基底净反力设计值； G 考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重； Gk 基础自重及其上的土自重标准值； Geq 球罐在正常操作状态时的等效总重力荷载； M 相应于荷载效应基本组合时，作用于基础底面的力矩设计值； Mk 相应于荷载及作用效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值； Pk 相应于荷载及作用效应标准组合时，基础底面处的平均压力值； S 荷载组合的效应值； SGk1 按正常操作时永久荷载标准值计算的荷载效应值； Sol 按正常操作时球罐内储液重力荷载标准值计算的荷载效应值；

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5. 2. 1 垂直作用于球罐表

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一球壳外直径（当有保温层、耐火层时为保温层、耐火层的外直径），m Fwk——作用于球罐中心处的总水平风荷载标准值，kN。 5.2.3风荷载应分别考虑A、B两个方向的水平作用（见图5.23）

5.3.1球罐基础，仅分别考虑A、B两个方向的水平地震作用（见图5.2.3），并进行作） 5.3.2球罐基础的水平地震作用可采用单质点自由度体系计算，并应按SH3147的有关 影响系数。 5.3.3球罐结构的阻尼比可取0.035。

5.3.3球罐结构的阻尼比可取0.035。

FEk 作用于球罐中心处的总水平地震作用标准值（见图5.2.3），kN； α1 相应于球罐基本自振周期的水平地震影响系数，按SH3147的有关规定采用 Geq 一球罐在正常操作状态时的等效总重力荷载，kN，应按下列公式计算：

Geq=meqg meq=mi+m2+0.5m3+m4+m

5.4荷载与地震作用效应组合

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表5.4.1荷载、地震作用效应组合

式中： S 荷载组合的效应值； SGk1 按正常操作时永久荷载标准值计算的荷载效应值： SQik 按正常操作时球罐内储液重力荷载标准值计算的荷载效应值： Swk 按正常操作时风荷载标准值计算的荷载效应值： YG 正常操作时永久荷载的分项系数，取1.2； YQI 正常操作时球罐内储液的分项系数，取1.3； 7w 风荷载的分项系数，取1.40； ywl 正常操作时的风荷载组合值系数，取1.0。 b) 液压试验时：

圆环形基础（外环）半径，m； 1 圆环形基础底面受压面积的宽度，m

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Af一基础底面与地基土之间零应力区的面积，m

图6.1.3偏心荷载作用下环形基础底面压力

特征值大于或等于200kPa，且在地基压缩层范围内无软弱土夹层的球罐基础，也可不作地基变形验算。 6.2.2地基变形应按正常操作状态时的荷载效应的准永久组合进行计算，不计入风荷载和地震作用的 影响。 6.2.3球罐基础的沉降量计算，圆环形基础可计算环宽中点处的沉降，环宽中点的平均附加应力系数 按照GB50051的有关规定进行计算；独立基础沉降量计算，可按GB50007的有关规定进行。 6.2.4球罐基础的倾斜值，应按下式计算：

基础倾斜方向沉降差与水平面的夹角，（° SI、S2 基础倾斜方向两端边缘的沉降量，mm；

a）沉降量不应大于50mm； b）倾斜值不应大于0.002。 6.2.6球罐基础宜设置沉降观测点。

6.3.1独立基础可按GB50010和GB50007进行计算。圆环形基础，可按基底均布荷载作用下的倒置圆 弧梁所支承的环形板进行计算：应验算柱边缘处圆弧梁的受剪承载力：圆弧梁在均布荷载作用下的弯矩， 剪力和扭矩，可按附录C表C.1计算。

圆环梁中心至环形基础底板中心的距离，m； 、2、5、4 圆环形基础底板中心至基础不同位置的半径，m： h、ha 基础底板不同位置的厚度，m； B 圆环形基础底板的外形系数，按表6.3.2采用

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表6.3.2外形系数β

图6.3.2圆环形基础外形尺寸

相应于荷载效应基本组合时，上部结构引起的基底平均单位面积净反力设计值，kPa； P1 基础底板的惯性矩，m： F 相应于荷载效应基本组合时，上部结构传至基础顶部的竖向力设计值，kN M 相应于荷载效应基本组合时，作用于基础底面的力矩设计值，kN·m。 b) 当基础与地基土之间出现零应力区时：

相应于荷载效应地震组合时，上部结构引起的基底平均单位面积净反力设计值 圆环形基础底面受压面积的宽度，m； 考虑荷载分项系数的基础自重及其上的土自重，当组合值由永久荷载控制时，G=1.

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a) 地脚螺栓中心至基础短柱平面外边缘距离，不宜小于150mm，且不得小于4倍的地脚螺栓直径。 竖向钢筋直径不宜小于14mm，间距宜为200mm~300mm，总配筋率不应小于0.5%；短柱竖 向钢筋锚入基础底板内不应小于钢筋锚固长度。 箍筋直径不应小于8mm；其间距在地脚螺栓埋置长度范围内，应采用100mm，其他部位不大于 200mm；抗震设防烈度大于等于7度的地区，箍筋间距均应采用100mm。箍筋末端应做成135 弯钩，且弯钩末端平直段长度不应小于箍筋直径的10倍

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A.1基础单个支墩顶面的竖向力

A.2基础单个支墩顶面的水平剪力

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Or1= F., tgβ1 ..(A....

2）当B方向受力时拉杆i的方位角：

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附录C （规范性附录） 连续水平圆弧梁在均布荷载作用下的弯矩、剪力和扭矩的计算

表C.1连续水平圆弧梁在均布荷载作用下弯矩、剪力和扭矩的计算

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图D.1球罐结构简图

T 球罐结构的基本自振周期，S; K 球罐构架的侧移刚度，N/mm Ki 球罐构架的弯曲刚度，N/mm； K2 球罐构架的剪变刚度，N/mm； Ac 计算参数或系数； n 支柱根数； Es 支柱的常温弹性模量，N/mm； Ac 支柱的截面面积，mm DB 支柱中心圆直径，mm D 球罐的内直径，mm Ho 支柱底板底面至球罐中心的高度，mm； Hi 支柱的有效高度，mm； H2 支柱底板底面至拉杆与支柱中心线交点处的距离，mm； L 相邻两支柱间的距离，mm； Ic 单根支柱截面的惯性矩，mm； Lw 支柱与球壳之间（一侧）焊缝垂直投影长度的一半，mm； dc 支柱外径，mm； 拉杆的仰角，°； AB 拉杆的截面面积，mm； meq 球罐在操作状态下的等效质量，kg，按5.3.4条的规定计算

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为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下： 1）表示很严格，非这样做不可的： 正面词采用“必须”，反面词采用“严禁”； 2）表示严格，在正常情况下均应这样做的： 正面词采用“应”，反面词采用“不应”或“不得” 3）表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的： 正面词采用“宜”，反面词采用“不宜” 4）表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合的规定”或“应按…·执行”。

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石油化工球罐基础设计规范

球罐的种类很多，结构形式也有所不同。有拉杆式结构，其中有的拉杆是拉接在相邻支柱间，有的 拉杆是隔一支柱拉接，有的是采用钢管支撑的：有V型柱式支撑结构；有三柱合一型柱式结构；此外， 还有因工艺要求，将球罐放置在较高的混凝土框架上，而设有两层拉杆的结构。本规范给出的计算方法 适用于拉杆在相邻支柱间的赤道正切柱式结构的球罐。

4.1.5球罐通常是用来储存易燃、易爆和有毒介质的高压容器，其结构形式一般都是采用赤道正切式 支柱支撑。在水平地震作用下，储罐的全部质量是通过支柱支撑传递到基础。因此，本条对球罐基础的 结构形式提出要求。独立基础或承台的连系梁应具有足够的刚度，当小型球罐采用单桩承台时，连系梁 尚应具有足够的抗扭刚度。

5.2.1本条将球罐表面风荷载标准值的计算公式略微调整，与《石油化工建（构）筑物结构荷载规范》 GB51006一2014一致，取消了原规范公式中的球罐附件增大系数μe，将1.1的增大系数合并入风荷载 体型系数DB51／T 5036-2017 四川省屋面工程施工工艺规程，风荷载体型系数μs由原规范的0.4改为0.45。风振系数βz的计算方法仍来源于GB12337《钢 制球形储罐》。

5.4荷载与地震作用效应组合

5.4.4正常操作时球罐内储液的分项系数由原规范的1.35调整为13。

.2.1球罐属于破坏后会产生严重次生灾害的重要构筑物，其抗震设防分类为乙类。根 主，其地基基础设计等级一般为乙级以上。根据《建筑地基基础设计规范》GB50007， 等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计。但经长期的设计和实测数据进行验证

DB32／T 4025-2021 污水处理中恶臭气体生物净化工艺设计规范.pdfSH/T30622017

载力特征值大于或等于200kPa时，地基土一般为中、低压缩性土，在场地和地基条件简单时，球罐建在 这类地基上，沉降及沉降差比较小，一般不用作地基变形验算，因此，为简化计算，做此规定，但当地 基压缩层范围内存在软弱土夹层时，仍应作地基变形验算。 6.2.5球罐宜结合基础倾斜值的计算，布置勘探点。

本节取消了圆环形基础底板的抗冲切计算。带有圆环梁的柱下钢筋混凝土圆环形基础，按GB50007 的要求，应验算柱边缘处圆环梁的受剪承载力。当圆环形基础底板外形尺寸符合构造要求，地基承载力 特征值小于300kPa时，环梁边缘与基础底板交接处的抗 剪承载九，一般都可以满足计算要求