专利名称：一种大型应力蒙皮网壳立式储罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是立式储油罐，具体涉及的是大型应力蒙皮网壳立式储罐。
二、 背景技术-
目前立式储罐正在朝着大型化发展。传统的立式储罐的底板和壁板一般采 用钢板制作。这类储罐比较适合建造中小型储罐，具有设计与制作简便等优点。 对于储量大于15万方或直径大于100米以上的大型储罐，传统的立式储罐结构 暴露出很多缺点 一是整体结构的刚度变差。刚度变差导致的直接后果就是抗 风性能变差，很容易发生施工或空罐工况的失稳现象，还会导致地震下大型储 罐自振周期与液体晃动周期耦合，进一步加速大型储罐结构和浮顶结构的破坏。 二是板材厚度超限，对材料和施工技术要求严格。对于储量大于15万方或直径
大于100米以上的大型储罐，壁板根部的钢板厚度一般超过45毫米。国内外对 于厚壁板的材料要求类似，都要求满足z方向的性能测试，防止出现层状撕裂
现象。国产的厚壁板一般很难满足该技术要求，若采用进口钢材，将导致大型 储罐造价大幅度提高。此外，厚壁板的焊接要求对接焊缝，需要严格按照双面、 多道分区焊接，以保证焊接质量和减少焊接变形，导致建造周期加长。
三
发明内容
本发明的目的是提供一种大型应力蒙皮网壳立式储罐，用于解决采用普通 钢板不能建造大型储罐的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 一种大型应力蒙皮网壳立式 储罐包括底板和壁板，还包括网壳，.网壳在外层，底板和壁板在内层；网壳是 由杆件和节点连接而成的空间杆系结构，可采用锥体单元或者交叉桁架体系； 网壳与底板和壁板均通过节点焊接在一起。
上述方案中网壳的杆件为钢管或角钢、槽钢、工字钢等其他型材，网壳的 外围节点采用焊接空心球或钢板节点等其他形式，与底板和壁板连接的节点为 半球形节点或全球形节点以及钢板节点。 上述方案中网壳的锥体单元为三角锥或四角锥或六角锥，交叉桁架体系可 采用两向或者三向型。
上述方案中，钢板壁板与外层的网壳的高度可以相等，此时钢板壁板的抗 风圈为局部加厚的三层网壳形式，也可采用单榀立体桁架加固。钢板壁板与外 层的网壳的高度也可不等，若小于钢板壁板的高度，此时钢板壁板的抗风圈可 采用单榀立体桁架形式，这样可以进一步降低成本。
更进一步的是上述方案中网壳的厚度与直径之比的合理范围在1/50-1/40之 间，以保证整体结构的抗压、抗弯性能。
有益效果
(1) 可避免板材厚度超限
由于设计中需要考虑底板和罐壁表皮与网壳结合起来共同工作，本发明可 以充分利用网壳的抗拉、抗弯性能好的特点，有效地减少底板和罐壁的板材厚 度，利于降低造价。若在下节点处将钢板底板局部抬高，还将易于减少下节点 处的应力集中现象，达到进一步提高材料利用率、施工速度和施工质量的目的。
(2) 整体结构刚度具有可控性
网壳的抗拉、抗弯刚度与网壳的结构形式、网壳的厚度、网格尺寸有关。 网壳的结构形式选定后，本发明可以通过改变网壳的厚度和网格尺寸达到控制 大型储罐整体结构刚度的目的。
(3) 外形美观
本发明具有外观独特、优美，视觉效果好的优点。 (4)施工简便、建造速度快
这种应力蒙皮网壳立式油罐的建造可采用模块化施工，安装速度快。建造时 可以先建造网壳，网壳采用模块化施工方法。网壳建成后可以作为储罐底板和 壁板建造的支架，利于后续底板和壁板的拼接与焊接。
四
图1是本发明实施例1的结构示意图； 图2是图1中壁板外网壳展开图3是本发明实施例2的结构示意图4是图3中壁板外网壳展开图5是本发明实施例3的结构示意图6是图5中壁板外网壳展开图。
图7是本发明实施例4的结构示意l底板2壁板3网壳4杆件5节点
五具体实施例方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明 实施例1:
结合图1、图2所示，这种实施方式的大型应力蒙皮网壳立式储罐为圆柱形 敞口罐，钢板底板1和钢板壁板2在内层，钢板底板1和钢板壁板2外各有一 层网壳3，网壳3与钢板壁板2等高，为全部采用网壳3的钢板壁板结构，网壳 3从下到上为等截面的，当然也可采用变截面的，即下厚上薄；网壳3与底板1 和壁板2连接的节点5为半球形节点，该节点也可以设计为全球形节点，网壳3 与底板1和壁板2均通过半球形节点焊接在一起。网壳3是由杆件4和节点5 连接而成的空间杆系结构，网壳3的厚度与直径之比1/50，网壳3采用锥体单 元，本实施方式中为四角锥，还可以设计为三角锥、六角锥以及交叉桁架体系 等，这些单元可工厂预制，现场与钢板安装；本实施方式中网壳3的杆件4为 圆钢管，网壳3的外围节点5采用焊接空心球形式。壁板2的抗风圈为局部加 厚的三层网壳形式，也可采用单榀立体桁架加固。
为了便于清油，底板网壳3采用了正锥形式，即底板中心处位于下节点之 下。为了减少下节点处的应力集中现象，提高材料利用率，将下节点处将钢板 底板局部抬高，参见图l。进一步地，还可钢板底板用膜材料或FRP材料替换。
本发明将钢板与网壳巧妙组合形成了一种新型立式储罐结构，钢板底板1 和钢板壁板2与网壳3结合起来共同工作，利用网壳3的抗拉、抗弯性能好的 特点，有效地减低钢板底板1和钢板壁板2的板材厚度，利于降低造价，同时
使整体储罐的抗拉、抗弯性能更好，故称为应力蒙皮网壳立式油罐，适用于制
造储量大于15万方或直径大于100米以上的大型储罐。该类储罐设计中可充分 利用钢板底板1和钢板壁板2的强度，实际上是将飞机机翼的设计原理应用立 式油罐。
实施例2:
结合图3、图4所示，本实施方式的结构与实施例1不同之处在于，采用抽 空四角锥网壳的壁板结构，图中为单格抽空形式，亦可根据需要采用其他抽空 形式；网壳3的厚度与直径之比1/45。此时上部钢板壁板2的抗风圈采用单榀 立体桁架加固。其它结构与实施例1相同。
实施例3:
结合图5、图6所示，本实施方式为部分采用网壳的壁板结构，钢板壁板2 外的网壳3的高度小于钢板壁板2的高度，此时，可根据设计与构造要求，确 定网壳3的覆盖高度；整个钢板底板1外有一层网壳3。网壳3采用锥体单元为 四角锥，这些单元可工厂预制，现场与钢板安装；网壳3采用正放四角锥形式， 网壳3的厚度与直径之比1/40。此时上部钢板壁板2的抗风圈可采用单榀立体 桁架形式。
实施例4:
图7是本发明实施例4的结构示意图，如图所示，本实施例中钢板底板1 与钢板壁板2之间采用直角连接，这种连接方式的要求类似传统储罐中二者的 连接方式。
本发明对于直径特别大(200米以上)的储罐，网壳3形式宜采用三向型或 者三角锥体系。此外，本发明的壁板2还可以设计为不等厚的，采取从上到下 均匀增厚或阶梯状一段一段增厚的方式。进一步地，还可将钢板底板用膜材料 或FRP材料加以替换，达到防腐和节约的双重目的。
权利要求
1.一种大型应力蒙皮网壳立式储罐，这种大型应力蒙皮网壳立式储罐包括底板(1)和壁板(2)，其特征在于它还包括网壳(3)，网壳(3)在外层，底板(1)和壁板(2)在内层；网壳(3)是由杆件(4)和节点(5)连接而成的空间杆系结构，采用锥体单元或者交叉桁架体系；网壳(3)与底板(1)和壁板(2)均通过节点(5)焊接在一起。
2、 根据权利要求1所述的大型应力蒙皮网壳立式储罐，其特征在于所述 的网壳(3)与壁板(2)等高，网壳(3)从下到上为等截面的；网壳的杆件(4) 为钢管或角钢或槽钢或工字钢，网壳的外围节点(5)采用螺栓球或焊接空心球 或钢板节点，与底板(1)和壁板(2)连接的节点(5)为半球形节点或全球形 节点或钢板节点。
3、 根据权利要求1所述的大型应力蒙皮网壳立式储罐，其特征在于所述 的网壳(3)与壁板(2)等高，网壳(3)从下到上为变截面的，即下厚上薄； 网壳的杆件(4)为钢管或角钢或槽钢或工字钢，网壳的外围节点(5)采用螺 栓球或焊接空心球或钢板节点，与底板(1)和壁板(2)连接的节点(5)为半 球形节点或全球形节点或钢板节点。
4、 根据权利要求1所述的大型应力蒙皮网壳立式储罐，其特征在于所述 的钢板壁板(2)与外层的网壳(3)的高度相等，此时钢板壁板(2).的抗风圈 为局部加厚的三层网壳形式，或采用单榀立体桁架加固。
5、 根据权利要求1所述的大型应力蒙皮网壳立式储罐，其特征在于所述 的钢板壁板(2)与外层的网壳(3)的高度不等，外层的网壳(3)的高度小于 钢板壁板(2)的高度，钢板壁板(2)的抗风圈可采用单榀立体桁架形式。
6、 根据权利要求1所述的大型应力蒙皮网壳立式储罐，其特征在于所述 的钢板壁板(2)为等厚的。
7、 根据权利要求l所述的大型应力蒙皮网壳立式储罐，其特征在于所述 的钢板壁板(2)为不等厚的，即从上到下均匀增厚或阶梯状一段一段增厚。
8、 根据权利要求l所述的大型应力蒙皮网壳立式储罐，其特征在于所述下节点处的底板(1)与钢板壁板(2)直角连接，或将下节点处的底板(1)局 部抬起，然后与钢板壁板(2)圆滑连接。
9、 根据权利要求1所述的大型应力蒙皮网壳立式储罐，其特征在于所述底板(1)由钢板制作或用膜材料制作或用FRP材料制作。
10、根据权利要求l或2或3或4或5或6或7或8所述的大型应力蒙皮 网壳立式储罐，其特征在于所述的网壳(3)的厚度与直径之比的合理范围在 1/50-1/40之间；网壳(3)的锥体单元为三角锥或四角锥或六角锥，也可采用交 叉桁架体系或抽空形式的角锥体系。
全文摘要
本发明涉及的是一种大型应力蒙皮网壳立式储罐，属于立式储油罐，它包括底板和壁板，还包括网壳，网壳在外层，底板和壁板在内层；网壳是由杆件和节点连接而成的空间杆系结构，采用锥体单元或者交叉桁架体系；网壳与底板和壁板均通过节点焊接在一起。本发明将底板、罐壁表皮和网壳结合起来共同工作，利用网壳的抗拉、抗弯性能好的特点，有效地减少底板和罐壁的板材厚度，利于储罐降低造价，适用于制造储量大于15万方或直径大于100米以上的大型储罐。同时，本发明外观独特、优美。
文档编号B65D90/02GK101367464SQ20081013722
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月27日 优先权日2008年9月27日
发明者张文福, 赵文艳 申请人:大庆石油学院