【石油化工行业标准(SH)】 石油化工球罐基础设计规范

ICS93.020
中华人民共和国石油化工行业标准SH/T 3062—2007
代替SH3062-1994
石油化工球罐基础设计规范
Specification for design of sphele tank foundationin petrochemical industry
2007-11-14发布
2008-05-01实施
中华人民共和国国家发展和改革委员会发布
规范性引用文件
3主要符号
3.1作用、作用效应及承载力
3.2材料性能-
3.3几何参数-
3.4其他..-
荷载与地震作用
4.1荷载分类~
4.2荷载计算
4.3地震作用和抗震设计
4.4荷裁、地震作用效应组合
5地基与基础·
5.1基础型式-
地基承裁力计算
变形计算
基础设计：
6材料和构造要求
附录A（规范性附录）球基础项面荷载效应计算·次
SH/T 3062--2007
附录B（规范性附录）环形基础底面部分出现零应力区时基底压力计算系数、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、剪力和扭矩的计算用词说明
附：条文说明·
SH/T3062--2007
本规范是根据原国家经贸委“关于下达2003年行业标准项目计划的通知”（国经贸厅行业[2003122号），由中国石化工程建设公司对原SH3062--1994石油化工企业球基设计规范多进行修订而成。本规范共分6章（范围、规范性引用文件、主要符号、荷载与地震作用、地基与基础、材料和构造要求）和3个规范性附录（附录A、附录B、附录C）。本规范与SH3062一1994《石油化工企业球链基础设计规范》相比，主要变化如下：报据近两年颁布实施的国家结构专业设计规范，对原规范进行了全面修订：补充了球罐基本自振周期的计算方法，明确了球罐的阻尼比：一按GB50009—2001《建筑结构荷载规范》修改荷载效应组合的表达方式，并增加了荷载效应的标推组合、准永久组合；
按GB50007-—2002建筑地基基础设计规范》修改地基基础设计中承载能力极限状态和正常使用极限状态的使用范圖和计算方法。本规范以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。本规范由中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站管理，由中国石化工程建设公司负责解释。本规范在实施过程中，如发现需要修改补充之处，请将意见和有关资料提供给管理单位和主编单位，以便个后修订时参考。
管理单位：中国石油化工集团公司建筑设计技术中心站通讯地址：河南省洛阳市中州西路27号邮政编码：471003
电话：0379-64887187
传真：0379-64881787
主编单位：中国石化工程建设公司通讯地址：北京市朝阳区安惠北里安园21号邮政编码：100101
主婆起草人：
高捷聂向东黄左坚
本规范1994年首次发布，本次为第1次修订。CEPIC
1范围
石油化工球罐基础设计规范
SH/T 3062—2007
本规范规定了石油化工球罐基础的荷载与地震作用、地基与基础的计算和设计以及材料和构造要求，本规范适用于石油化工行业出钢架支承的鋼制球形储薩（以下简称球罐）基础的设计。2规范性引用文件
下列文件的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注口期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用丁本规范。GB12337钢制球形储罐
GB50007建筑地基基础设计规范
GB50009建筑结构荷载规范
1建筑抗霆设计规范
GB50011
GB500512
烟窗设计规范
GB50010
混凝士结构设计规范
SH/T3147—2004石油化工构筑物抗震设计规范3主要符号
下列主要符号适用于本规范。
3.1作用、作用效应及承载力
相应于荷载效应基本组合时，部结构传至础顶面的紧向力设计：Fk
Prnax Pknin
Pmtax
相应于荷载效应标推组合时，上部结构传至基础顶面的竖向力值作用于球罐中心处的总水平地作用标准值：球罐基础总水平地作用标雄值；作用于球罐中心处的总水乎风荷载标雅值：修正后的地基承载力特征值；
调整后的地基抗震承载力；
混凝土轴心抗拉强度设计值：
考虑荷载分项系数的基础自重及其上的士白重：基础自重及其_上的土自重标准值：球罐在正常操作状态时的总重力荷载代表值：正常操作时水久荷载标准值：
液压试验时永久荷载标准值；
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：相应丁荷裁效应标准组合时，作用于基础底面的力矩值：相应于荷载效应标雅纠合时，基础底面处的平均压力值：相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘处的最大、最小压力值；相应于荷载效应基本组合时，基础底面边缘处的最大压力CEPIC
SH/T 3062—2007
PI、P2—一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：Qik
正常操作时球罐内物料（即储液）重力荀载标准值；液压试验时球瘫内液件射重力荷载标雄值：荷载效应组合慎
按正常操作时永荷
载械准值一计算的截载效
按正常操
按正常操
时球丙物料重力荷载标准值正舒某的荷风蕊载标推值计算的荷载效应值：按液压诺验时承久荷载标准伍G：计算的荷载效应值我该康钱验府球健内波体的重力荷载标准值Q计算的荷我效应式验时风药教标维殖计算的荷载效应植：水平地袭作用标准值的效应：
竖向地震作用标摊值的效应：
行荷载效应基本组合时冲切破坏维体以外的基底净反切设计值粒
苯风压；
直作用于球罐表面上的风荷攀标链，3. 2材料性能
几何药
hav his
速罐注水平地震作用方向的侧移障牡减支撑材料的弹性模量。
辣罐单根支撑杆件的裁面面积：基础底面面积
地脚螺栓面积；
基础底面与地基土之问季应力区的面积：爆栓瓜枝总面积；
谢环形基础底面受压面积的武度，牌栓锚板长度
圆环形基础底版外真径：
壳外直径（当有保温局时为恢温层外真轻）我偏心距；
螺栓直径
中心至支注基础项再的高
幸结构度：
基础底概不同立算的呼发：
戳面有效高
的摄性矩：
球敏单根传挂的截面惯性矩；
珠家度
螺栓最小
圆环梁中心
深环形
圆环形基础底而处
基础能板中心的高
业径：
圆环形基础底板中心至基砂底板不同位置的半箱TROCHEMI
圆坏影基础底板内环半径；
S，…一冲切破坏锥体截面上边的周长S
3.4其他
冲切破坏维体截面下过的周长：基础倾斜方向两端瑞边缘的最终沉降量：础底面的抵抗糕
基础斜方向海降差写水平面的角：地脚螺栓锥板租瓶板厚度：
膝罐蒸撑样浮与水平面的夹角：构操与地度作用方向间的夹角。球罐的基母白振周期：
球罐在正窄操作状态下产生地露作用的等效演量：烧的质量：
淼罐内物料（即储液）的等效质量；球亮保温层的质量：
球罐支柱和拉杆的质量：
球罐其它附件的质量，包括客开白：睡赫装罩、辞字平台等：球罐与地廉作用方向灭角为中的构架榻数；相应丁球罐基本自振调期的水平地露影痛系数：球罐中心的风握系：
圆环形基础板的外形系凝
重力荷载的分预系，
液压试验时重力荷载的分项系数：正常操作时球罐内物料（即储液）的分项系数；液压试验时液体的分预系数
风荷载的分项系数：
水平地震作用的分频系数：
风荷载体型系数：
球谨中心轻的风压离度变化系数；绿额附件增大系数：
球罐实撑结构在地震作用方问的拉打影系数：架支祥综构在地装作手疗向的托最海系载求链杆高度影响系数：
球罐厚坏件长细比影响系数：
正常操作外图感荷载纠合值系数液压试验战的风荷数组合值索效；地震作用时的风燕
或载组合值系数：
一正常操作时球罐内物料的准永久值系教SH/T3062·-2007
ROCHEMI
SH/T 3062—2007
4荷载与地震作用
4.1荷载分类
球罐基础上的荷载，可分为下列两类：a）永久荷载：包括球罐自重、保温重、耐火层重、球罐的支柱和拉杆重、附件重（包括人孔、接管、波面计、内件喷淋装置、安全阀、梯子及平台重等)；b）可变荷载：包括球罐内物料（即储液）重、液压试验时的液体重、风荷载。4.2荷载计算
4.2.1荷载标准值应根据GB12337中有关载荷的规定进行计算。4.2.2当球嫌对相邻两支栏间均采用可调式拉杆连接时，基础柱墩顶面荷载可按照附录A进行计算。4.2.3设计球罐基础时，不考虑雪荷载和斑冰荷载。4.2.4垂直作用于球罐表面上的风荷载标准值，应按下列各式计算：Wy =βgz,wg
β, =1 + 0. 3551
武中：
W—垂直作用于球罐表面上的风褂载标推值，kN/m：球罐中心处的风报系数：免费标准下载网bzxz
H—风荷载体型系数，取0.40
一球罐中心处的风压高度变化系数，按GB50009的规定采用：A
球罐附件增大系数，取1.10：
基本风医，kN/m2
———系数，根据球罐的基本自振周期按表 1选取。表1系数S
注1：中间值用内插法计算。
注2：『-球髓的基本白振周期，按本规范式（8）～式（12）计算。2.5
4.2.5作用于球罐中心处的总水平风荷载标准值，应按式（3）计算：Fw
D一球壳外直径（当有保溢层、耐火层时为保滥层、耐火层的外直径），m：Fwr作用丁球罐中心处的总水平风荷载标准值，kN。4
4.2. 6风荷载应分别考虑A、B两个方向的水平作用（见图 1)。Fwk成Fizrt
Fnt 或 F
注1：8为球罐支柱的位角：讨第见附录A式A.7、武A,8.注 2：FE为作用于球罐中心处的总水平地凝作用标准值，EN。图1风荷载或地翼作用计算方向
4.3地震作用和抗震设计
SH/T 3062—2007
4.3.1球罐基础的抗震设计，应符合SH/T3147一2004的有关规定：球基础的抗笈设防类别为乙类。4.3.2球罐基础，仅分别考虑A，B两个方问的水平地露作用（见图1)，并应按SH/T 3147一2004的有关规定，进行水平地震作用和作用效应计算。当抗震设防烈度为6度时，球罐基础可不进行地震作用计算，但应符合抗震措施要求。4.3.3球罐基础的水平地需作用可采用单质点自由度体系计算，结构阻尼比可取0.035。总水平地震作用标准值，应按下列各式计算：Fek=aiGeg
式中：
式中：
Fezk =Fek
球懂基础总水平地震作用标准值，（见图2)，kN：·(4)
相应于球罐基本自振周期的水平地震影响系数，按SH/T3147—2004的有关规定采用：球缝在正常操作状态时的等效总重力荷载，KN：应按卜列公式计算：Geq=mg
m=m1+m.+m+0. 5m,+m:
重力加速度，取 9.81m/s
球在正带操作状态下的等效质量，1球壳的质量，
球罐内物料（即储液）的等效质量，可取罐内储波总质量的0.7倍，t：球壳保温层、耐火层的质量，：支柱和拉杆的质量，1；
球罐其它附件的质最，，包括各开口、喷淋装置、梯子平等。 (6)
SH/T 3062-- 2007
图 2结构水平地囊作用计算莓图4.3.4球耀的激本自振周期按下列公式计算：T =2
(1-)a+2
A H oo\tco
球的基本自振周期，s:
球罐在水平地震作用方向的侧移剧度，N/边：支柱战支撑材料的弹性模，kPa
的截面贯性短，m：
徳支摄结构在地震作用方两的拉杆影响系数点作划方向夹角为中的构架榻数：构架支撑构布地震作用方问的拉杆影询系数：球綫中
距支粒些础项面的离度（见谢录A图A.1)，（附录A图A.2)，m
支撑案构高度
支撑杆律
单根支撑粉纤的凝面面积m
一支撑杆件与水面剂来角》
中；一-一i构架与地震作用分的夹角，“，可按表2采尼斯—拉杆高度影响系数；
-- (8)
（9）
一支撑杆件长细比影响系数，长细比小于150时可采用6，大于等于150时可采用12。6
梅架招数
构架与地震作
用方拘火角
注：1、2
》为构察损教的源序编号
表2构架与地作用方向夹角
SH/T 3062—-2007
4.3.5结构构件的截面抗冠验算时，其地震作用标推值效应和其它荷载效应的禁本塑套，可按本规范4.4.4条规定确定
结构构件的截面抗震验算，应符合GB50011和SH/T3147-290的关规定4.4荷载、（地震催用效应组合
链基谢须面的荷载、地虑作用效应组合：应符命表3的要求：表3荷短、地作用效应组合
荷慧作府获志
华常操作
胶战验
追发作用
组合内套
水久微载（包括罐体重、保温重、谢火层惠、支柱和找杆垂、附件重）、物科童三风游势永久荷载（包括键体白重、支柱和拉杆重、附件重）、液压试险时的没体重，风荷载力正落操作对的水久荷教、物料重、执荷载、水平地作一4.4.2球维地基基础设计时，所采用的荷裁效应暴不利组合与相应的抗力限值应按下刻娱定取用：《按地基承载力确定基础库面积及理深或按单桩承载力确定桩数附，传至基础或承台滨面让的荷（载效应应采用正常使用极限状态下荷载效应的标准组合，相应的抗力应采用地基求载力特征值就单桩承载力特征值：
计尊地基变形时，传至基础底画上的有载效应应衰用正常使用极限状态下荷载放的准永久组bt
备，不放计入风荷裁和地囊作期。应的限值座为地基变形危许值；c
在确定基础或桩台离产、计算基础内力、确定配筋和验算材料强衰时，上部结专来的荷载效
应细金参相应的基底反力、应接承载能力极限状态下荷载效应的基本组合,来用相应的分项系数。当需要验享基础裂缝宽康时，应采南正常使用极龈状态荷载效应标准组合。4.4.3正常使里摄限然态下，作出在基础质面的荷载效应标准纠合应按，列公底确定：a）正常作时：
$S=SGul+Sq1k+wiSuk
荷载效压组各造
按正带操作时永奇载标雅贷计算的劳载致应值接正带操作时球键内物料重力荷载标推值计荷数效应值；按正带操作时风荷载标谁值计算的荷载效应值：正常操作时的风荷载组合值蔡数，浓1.的液压试验时：
SH/T3062—2007
式中：
S=Sk2+ SQ2 +Ww2 Sw1k
一按液压试验时永久荷载标难值G2计算的荷载效应值一按波压试验时球罐内液体的重力荷载标准值2k计算的荷载效应值：按液压试验时风荷载标准值计算的荷载效应值，取W为0.15kN/m2：液压试验时的风荷载组合值系数，取1.0：c）地霆作用时：
S=SGk1+SQI++SEh++WwSwl
式中：
地震作用时的风荷载组合值系数，取0.20；水平地震作用标难值的效应。
4.4.4承载能力极限状态下，作用在基础顶面的荷载效应基本组合应按下列公式确定：a)正常操作时：
S-yGSGk1+PQiSQlr+ywywISwk
式中：
正常操作时永久荷载的分项系数，取1.2：正常操作时球罐内物料的分项系数，取1.35：风荷载的分项系数，取1.40。
b）液压试验时：
S=yG1SGk2+Q2SQ2r+Pww2Sw1k
式中：
YGI—-液压试验时永久荷载的分项系数，取1.2:液压试验时液体的分项系数，取1.1。FQ2
c）地衰作用时：
S =/GSGk+PQuSQir+yenSek+ywy,Swk式中：
水平地震作用分项系数，取1.3。4.4.5正常使用极限状态下，作用在基础顶面的荷载效应准永久组合应按下式确定：S =SokI+WSQt
武中：
-正常操作时球罐内物料的准永久值系数，取0.85。（14)
5地基与基础
5.1基础型式
SH/T 3062-2007
5.1.1球罐基础型式，宣采用圆坏形钢筋混凝土基础；采用钢筋混凝土独立基础或承台时应加系梁。5.1.2，球罐基础当采用桩基时，应按现行有关规范进行设计。5.2地基承载力计算
5.2.1基础底面压力，应符合下列要求：a）当轴心荀载作用时：
Pk≤f（非地震组合）
Pr≤fE（地霆组合）
式中：
——相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值，kPa：一修正后的地基承载力特征值，kPa，按B50007的规定计算：f
一调整后的地基抗震承载力，kPa，按SH/T3147—2004的规定计算，b）当偏心荷载作用时，除应符合式（20）、（21）要求外，尚应符合以下要求Pmax≤1.2f（非地震组合）
Pumx1.2faz（地震组合）
式中：
相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘处的最人压力值，kPa。5.2.2基础底面的压力，可按下列公式计算：）当轴心荷载作用时：
式中：
Fk一一相应下荷载效应标准组合时，上部结构传至基础预面的竖向力值：基础自重及其上土自重的标推值：G
基础底面面积。
b)当偏心荷载作用时：
_F+Gk+Mr
式中：
Fk+G_Mk
相应丁荷载效应标准组合时，作用于基础底面的弯矩值，kN·m基础底面的抵抗矩，m：
相应于荷载效应标准组合时，基础底面边缘处的最小压力值，kPa。(20)
·(21)
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