专利名称：局部双层球面网壳储罐拱顶结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种储罐拱顶空间支撑结构，具体涉及一种尤其是应用在石油化工领域中大型储罐上的储罐拱顶结构。
背景技术：
随着石油、化工行业的快速发展，为节省投资，储罐容积不断扩大，更大跨度拱顶支撑结构研制将突破储罐扩容瓶颈。现有技术中的，单层网壳普遍应用，其结构简洁、杆件少、节点少，但其承载力低，材料实际应力仅为允许应力的1/6-1/10左右，经济性指标低；已有双层网壳结构，其杆件主要是承受轴力，次弯矩很小，结构承载力高，整体受力性能好，能够较充分发挥材料的强度，经济指标高，但是，双层网壳杆件多、节点多，装配复杂。目前，大型储罐仍然采用单层网壳结构，其受稳定性控制跨度最大只能达到60m，储罐最大容积为5万立方米。双层网壳设计施工复杂，目前局限在建筑结构中应用。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种承载优于目前使用的单层球面网壳，结构施工优于全双层的局部双层球面网壳储罐拱顶结构，以期能够适用于5万立方米以上容积储罐。 本发明为解决技术问题采用如下技术方案:本发明局部双层球面网壳储罐拱顶结构的结构特点是:设置所述储罐拱顶的中部为单层球面网壳，由各杆件和节点连接构成；所述储罐拱顶的外围是由各杆件和节点连接形成的具有外层网和内层网的双层网壳。本发明局部双层球面网壳储罐拱顶结构的结构特点也在于:所述双层网壳中的外层网采用肋环网，所述肋环网与所述内层网形成四角锥体系，双层网壳的厚度为2-3米。所述双层网壳结构设置为:相邻的两条肋环网环杆和相邻的两条肋环网肋杆以及肋环网节点共同组成四边形；每格四角锥有四根连接在内层网与外层网之间的腹杆相交于内层网节点，外层网支撑杆是肋环网肋杆的延伸，外层网支撑杆焊接于罐壁顶部圈梁形成支撑结构；内层网支撑杆是内层网径向弦杆的延伸，内层网支撑杆焊接于罐壁形成支撑结构。所述双层网壳和单层球面网壳中的各杆件和节点的配合设置为:所述双层网壳和单层球面网壳中各杆件均为钢管，其中，双层网壳中钢管以球节点连接，单层球面网壳中钢管以球节点或毂节点连接。或为:所述双层网壳和单层球面网壳中各杆件均为型钢，其中，双层网壳中型钢以十字板节点连接，单层球面网壳中型钢以毂节点或圆平板节点连接。或为:所述双层网壳中的各杆件均为钢管，配合设置的单层球面网壳中的各杆件均为型钢，在钢管与型钢之间采用半球半板的过渡节点。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在:1、本发明尽管比单层网壳多了一层网格，但是双层网壳部分网格稀疏，材料用量增加较少；2、本发明由于将对网壳稳定性影响较大的周边区域由单层改为双层，大大提高了网壳整体稳定性；3、本发明根据网壳受力特点优化配置杆件分布，周边受力较大部位为双层网壳，中部受力较小部位为单层网壳，充分利用了杆件强度，因而可以使用更细杆件，节约钢材；4、本发明比同样跨度单层球面网壳储罐拱顶承载能力更大；5、本发明可以适于直径超过60m，储罐容积大于5万立方米的储罐。
图1为本发明结构示意图；图2为本发明立面结构示意图；图3为本发明中双层网壳结构示意图；图4为本发明中双层网壳支撑结构示意图；图5a为十字板节点不意图；图5b为球节点示意图；图5c为圆平板节点示意图；图5d为毂式节点示意图；图中标号:1肋环网环杆，2内层网径向弦杆；3腹杆；4肋环网肋杆；5内层网环向弦杆；6外层网支撑杆；7内层网支撑杆；8罐壁顶部圈梁；9内层网节点；10肋环网节点；21十字板节点；22球节点；23圆平板节点；24毂式节点；31单层球面网壳；32双层网壳。
具体实施例方式参见图1、图2，本实施例中局部双层球面网壳储罐拱顶结构是:设置储罐拱顶的中部为凯威特型单层球面网壳31，由各杆件和节点连接构成；储罐拱顶的外围是由各杆件和节点连接形成的具有外层网和内层网的双层网壳32。具体实施中，相应的结构设置为:如图3和图4所示，本实施例中双层网壳中的外层网采用肋环网，肋环网与内层网形成四角锥体系，双层网壳的厚度为2-3米。双层网壳结构设置为:相邻的两条肋环网环杆I和相邻的两条肋环网 肋杆4以及肋环网节点10共同组成四边形；每格四角锥有四根连接在内层网与外层网之间的腹杆3相交于内层网节点9，外层网支撑杆6是肋环网肋杆4的延伸，外层网支撑杆6焊接于罐壁顶部圈梁8形成支撑结构；内层网支撑杆7是内层网径向弦杆2的延伸，内层网支撑杆7焊接于罐壁形成支撑结构。双层网壳和单层球面网壳中的各杆件和节点的配合设置为:双层网壳和单层球面网壳中各杆件均为钢管，其中，双层网壳中钢管以球节点22进行连接(图5b所示)，单层球面网壳中钢管以球节点22进行连接(图5b所示)，或以毂式节点24(图5d所示)进行连接。或为:双层网壳和单层球面网壳中各杆件均为型钢，其中，双层网壳中型钢以十字板节点21进行连接(图5a所示)，单层球面网壳中型钢以毂式节点24 (图5d所示)进行连接，或是以圆平板节点23 (图5c所示)进行连接。或为:双层网壳中的各杆件均为钢管，配合设置的单层球面网壳中的各杆件均为型钢，在钢管与型钢之间采用半球半板的过渡节点。施工中，首先完成周边双层网壳部分的装配，再做中部单层球面网壳。双层部分按照外层肋环，内外层间四角锥的结构形式进行装配，杆件用十字板节点或球节点连接，装配时留出与支座连接结构。单层部分按与双层部分相匹配的凯威特单层网壳结构进行装配，从中心向外或从外向内顺序均可，杆件用球节点、板节点或毂节点。整个网壳组装好后吊起安装在圈梁和罐壁支座上，完成节点与支座装配，最后在网壳顶部铺上蒙皮钢板组成储罐拱 顶。
权利要求
1.一种局部双层球面网壳储罐拱顶结构，其特征是设置所述储罐拱顶的中部为单层球面网壳，由各杆件和节点连接构成；所述储罐拱顶的外围是由各杆件和节点连接形成的具有外层网和内层网的双层网壳。
2.根据权利要求I所述的局部双层球面网壳储罐拱顶结构，其特征是所述双层网壳中的外层网采用肋环网，所述肋环网与所述内层网形成四角锥体系，双层网壳的厚度为2-3米。
3.根据权利要求2所述的局部双层球面网壳储罐拱顶结构，其特征是所述双层网壳结构设置为相邻的两条肋环网环杆(I)和相邻的两条肋环网肋杆(4)以及肋环网节点(10)共同组成四边形；每格四角锥有四根连接在内层网与外层网之间的腹杆(3)相交于内层网节点(9)，外层网支撑杆(6)是肋环网肋杆(4)的延伸，外层网支撑杆(6)焊接于罐壁顶部圈梁⑶形成支撑结构；内层网支撑杆(7)是内层网径向弦杆(2)的延伸，内层网支撑杆(7)焊接于罐壁形成支撑结构。
4.根据权利要求I所述的局部双层球面网壳储罐拱顶结构，其特征是所述双层网壳和单层球面网壳中的各杆件和节点的配合设置为 所述双层网壳和单层球面网壳中各杆件均为钢管，其中，双层网壳中钢管以球节点连接，单层球面网壳中钢管以球节点或毂节点连接； 或为所述双层网壳和单层球面网壳中各杆件均为型钢，其中，双层网壳中型钢以十字板节点连接，单层球面网壳中型钢以毂节点或圆平板节点连接； 或为所述双层网壳中的各杆件均为钢管，配合设置的单层球面网壳中的各杆件均为型钢，在钢管与型钢之间采用半球半板的过渡节点。
全文摘要
本发明型公开了一种局部双层球面网壳储罐拱顶结构，其特征是周围局部是双层网壳、中部是单层网壳，上面铺上蒙皮板作为储罐拱顶。网壳中部是单层网壳是凯威特型网壳，周边局部双层网壳外层为肋环型网壳，与内层连接成四角锥体系。网壳由弦杆、腹杆、节点组成，杆件为钢管或型钢，节点为板节点或球节点，杆件通过节点焊接或螺栓装配连接成网壳。整个网壳内外层支撑在罐壁和圈梁支座上，支撑储罐拱顶。本发明具有构造简洁易于施工，承载能力优于单层网壳，适用于大直径储罐大跨度拱顶场合的优点。
文档编号E04H7/04GK103255944SQ20131018613
公开日2013年8月21日 申请日期2013年5月17日 优先权日2013年5月17日
发明者修维红, 李永泰, 倪利刚, 吴晓红, 郭春光 申请人:合肥通用机械研究院