[發(fā)明專利]一種混凝土外墻預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的建立方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410641911.2
• 申請(qǐng)日: 2014-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN104314313A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘曦;張超;肖立;彭延建;黃歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海石油氣電集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): E04G21/00
• 分類號(hào): E04G21/00;E04G21/12
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;孫楠

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混凝土外墻預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的建立方法，特別是關(guān)于一種適用于大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐的混凝土外墻預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的建立方法。

背景技術(shù)

天然氣在常壓下冷卻至-162℃時(shí)，由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，即液化天然氣(LNG)，液化天然氣的體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，密度約為480kg/m³。液化天然氣無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且無(wú)腐蝕性，泄露后可以直接蒸發(fā)。

儲(chǔ)罐混凝土外墻預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)是儲(chǔ)罐建造的重要組成部分，它的設(shè)計(jì)優(yōu)化是儲(chǔ)罐建造工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)，現(xiàn)在很多城市都展開了陸上液化天然氣接收站的建設(shè)，但是現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐混凝土外墻預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的選型依據(jù)、預(yù)應(yīng)力損失計(jì)算、水平預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量確定、豎向預(yù)應(yīng)力筋數(shù)量確定、安全設(shè)計(jì)優(yōu)化等關(guān)鍵問(wèn)題的研究仍然還不是很清楚，沒(méi)有完整的預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)計(jì)算方法，目前國(guó)內(nèi)、國(guó)外的理論研究存在技術(shù)空白，因此迫切需要開發(fā)一種適用于大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐混凝土外墻預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的建立方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)安全、科學(xué)合理、工程造價(jià)低的適用于大型液化天然氣全容儲(chǔ)罐的混凝土外墻預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的建立方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種混凝土外墻預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的建立方法，包括以下步驟：1)計(jì)算預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)初始施加的環(huán)向水平預(yù)應(yīng)力筋和豎向垂直預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制預(yù)應(yīng)力；2)分別計(jì)算環(huán)向水平預(yù)應(yīng)力筋和豎向垂直預(yù)應(yīng)力筋的預(yù)應(yīng)力損失，包括張拉端錨座變形和預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮引起的預(yù)應(yīng)力損失，預(yù)應(yīng)力筋與波紋管壁之間的摩擦引起的預(yù)應(yīng)力損失，預(yù)應(yīng)力筋的應(yīng)力松弛引起的預(yù)應(yīng)力損失，混凝土收縮、徐變引起的預(yù)應(yīng)力損失；3)根據(jù)環(huán)向水平預(yù)應(yīng)力筋和豎向垂直預(yù)應(yīng)力筋的張拉控制預(yù)應(yīng)力和預(yù)應(yīng)力損失，計(jì)算環(huán)向水平預(yù)應(yīng)力筋和豎向垂直預(yù)應(yīng)力筋的有效預(yù)應(yīng)力；4)根據(jù)環(huán)向水平預(yù)應(yīng)力筋和豎向垂直預(yù)應(yīng)力筋的有效預(yù)應(yīng)力，利用SSE地震工況和完全泄露極端工況下得到的最大彎矩和最大拉力，沿混凝土墻體高度方向計(jì)算環(huán)向水平預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量，沿混凝土墻體的環(huán)向方向計(jì)算豎向垂直預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量，得到整個(gè)混凝土墻體預(yù)應(yīng)力筋的布置范圍；5)計(jì)算預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)中錨座的配筋面積，包括普通鋼筋和防爆螺旋筋的面積；6)根據(jù)計(jì)算得到的每米范圍的環(huán)向水平預(yù)應(yīng)力筋和豎向垂直預(yù)應(yīng)力筋的數(shù)量，在混凝土墻體中進(jìn)行布置；根據(jù)計(jì)算的防爆螺旋筋和普通鋼筋的面積，對(duì)錨座進(jìn)行工程配筋，完成整個(gè)大型LNG全容儲(chǔ)罐混凝土外墻預(yù)應(yīng)力系統(tǒng)的建立。

所述步驟2)中，所述各預(yù)應(yīng)力損失的計(jì)算公式為：

①環(huán)向水平預(yù)應(yīng)力筋引起的張拉端錨具變形和預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮預(yù)應(yīng)力損失σ_l1為：

σl1=2σconlf(μrc+k)(1-xlf),]]>

其中，σ_con為張拉控制預(yù)應(yīng)力，l_f為環(huán)向水平波紋管長(zhǎng)度，r_c為環(huán)向水平預(yù)應(yīng)力筋的曲率半徑，μ為預(yù)應(yīng)力筋與波紋管壁之間的摩擦系數(shù)；k為波紋管每米長(zhǎng)度局部偏差的摩擦系數(shù)；x為張拉端至混凝土墻體橫截面的距離，取為2r_c；

豎向垂直預(yù)應(yīng)力筋引起的張拉端錨具變形和預(yù)應(yīng)力筋內(nèi)縮預(yù)應(yīng)力損失σ′_l1：