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楼主: bsls

五万罐(直径60m)三角形钢网壳、铝网壳工程照片

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 楼主| bsls 发表于 2009-9-7 20:25 | 显示全部楼层
原帖由 攀煤化工 于 2009-9-7 11:01 发表
子午线网壳和三角形网壳的适用场合有无规定,各自的优缺点是什么?


没有什么特别规定,两种结构都可以用。一般说来:一万罐以下用子午线网壳比较合理,一万罐以上用三角形网壳将更具有优越性。其优缺点如下(www.shbssyjxc.cn/cp.htm):

1、三角形网格钢网壳有良好的强度、刚度、稳定性。在相同安全度情况下,其用钢量比四边形网格网壳节约50%以上。在相同用钢量情况下,其承载力比四边形网格网壳高50%以上。
2、结构有自支撑特性,在结构安装时不需要临时支撑,节约了大量施工辅助用材。
3、结构安装简单、方便、快捷。除支座处外,安装现场没有任何焊接工作量。
4、结构安装时不会对网壳结构防腐层造成破坏。结构安装时不会对网壳结构防腐层造成破坏。
5、三角形网壳有局部承受10吨集中荷载的工程实例。
6、板节点网壳,从上世纪六十年代开始从美国开始使用,目前最大跨度达126米。国内亦有建成使用多年直径达60米的钢网壳、铝网壳工程实例。
7、铝网壳自重轻、耐腐蚀、免维护。是罐顶结构的首选方案,也是在国外广泛使用的主要原因。
8、铝网壳有极好的低温特性。温度越低铝合金的强度越高。
9、铝网壳有承受极端荷载工况的工程实例。美国1971在南极建成的科学考察站,目前还在正常使用。其经历了-70℃以下的低温,200km/h风速,被雪完全覆盖时的荷载超过4000kg/m2,近2000kg/m2的半跨不对称雪荷载。这种极端载荷工况充分体现了三角形铝网壳的强度、刚度和稳定性。

[ 本帖最后由 bsls 于 2009-9-9 10:54 编辑 ]

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 楼主| bsls 发表于 2010-1-25 16:17 | 显示全部楼层

子午线网壳和三角形网壳的优缺点

原帖由 攀煤化工 于 2009-9-7 11:01 发表
子午线网壳和三角形网壳的适用场合有无规定,各自的优缺点是什么?


双向子午线这种结构早在上世纪三十年代就由两名英国工程师发明并申请了专利,在上世纪四五十年代在国外得到大量使用,但因其在结构强度、刚度、稳定性所固有缺陷,并发生了大量的工程事故,国外现已很少使用这种结构下面资料可以说明上述问题:
1、同济大学《大型油罐顶盖单层网壳技术的比较分析》和SEI《大型储罐罐顶网壳结构形式的比较》这两篇三角形和子午线方案对比论文指出:在相同安全度下,子午线网壳比三角形网壳多用钢材73%和50%。

    2、天辰设计院《大直径立式圆筒形储罐罐顶网壳的设计分析》的论文指出:在用钢量相同的情况下,子午线网壳承载力比三角形网壳低50%左右

3、SEI的福炼直径46m三万立方米网壳修改通知。原厂家报价用钢量仅46吨,采用L160x100x10角钢;而经SEI验算后用钢量提高到86吨,采用L200x125x12角钢。

4、美国某实验室的三角形和四边形网壳对比试验结论:在用钢量相同的情况下,四边形网壳承载力仅为三角形网壳的30%,四边形网壳的变形是三角形网壳变形的二十多倍


目前一些所谓的专家拿API650美国油罐标准来忽悠大家,其实他连规范的基本概念和适用范围都没有搞清楚。API650附录G是全铝三角形网格铝网壳的设计标准,其中的稳定安全系数为1.65。这个系数是考虑了几何非线性和材料非线性而定的。我国现行《网壳结构技术规程》 JGJ61-2003的稳定系数5,只考虑了几何非线性而没有考虑材料非线性。因而把1.65套用到钢网壳上是有问题的。因为这两个标准计算方法和适用范围都不一样,根本就没有可比性。实际上,我国规范的结构稳定安全系数只有1.64而已(见《空间网格结构技术规程》条文说明),最后表现的不同就是因为编制方法不同而引起的。


《空间网格结构技术规程》是我国即将发行的网壳新规范。对网壳稳定系数规定分了两种情况。如果考虑了几何非线性和材料非线性,其稳定系数可为2。如果只考虑了几何非线性而没有考虑材料非线性,其稳定系数可为4.2,即从现行规范的5降到了4.2,没有本质的变化。因为目前还很难做到所有工程都考虑几何非线性和材料非线性的全过程弹塑性分析,一般工程只能考虑几何非线性,所以新规范分了两种情况。如果没有分清楚这两种情况,而全部采用2,将导致安全度比规范低了一半多,这要引起足够的重视。


为什么不可以把不同规范的安全系数拿来简单地直接比较呢?这是因为每个规范的计算原理和编制方法都不一样,导致安全系数在规范的表现也有所不同,实际上我国规范在实际安全度上是一致的,下面我用实例来说明这一点。如在储罐中最常用Q235-B这个钢材,同样的材料在不同规范中设计的许用应力却不同。不同规范在常温下Q235-B钢材许用应力和结构安全度如下:
     《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》钢材许用应力 150  安全系数 3.0
     《空间网格结构技术规程》          钢材许用应力 215  安全系数 4.2

两个规范同一钢材许用应力相差215/150 = 1.43倍,如果油罐规范也按215许用应力来设计,其安全系数应当为3.0x1.43 = 4.3。可以看出:两个规范虽然名义上的安全系数不一样,但实际上是完全相同的。所以说:按现行规范设计是设计人员应尽的责任,任何自以为是不执行规范都将给工程留下极大的安全隐患。

在看看国内某专家按安全系数2.0设计的子午线工程,其得意地宣传如下:上海泰山工程一台20,000 m3油罐的双向子午线网壳顶在组装蒙皮时,违反对称组对的规定,吊车停在一处连续吊板,当20多张钢板集中在同一象限时,钢板发生滑动,导致网壳上下振动,最大震幅达300多毫米,但事后检查没有一处损伤。

我们对此做个分析:按其所提供的数据,恰恰说明其做的子午线网壳是个不满足规范的豆腐渣工程。因为正常5毫米厚的20多张钢板,面积约180~200平方米左右,其自重约40kg/m2,仅仅20多张钢板这点荷载就使网壳变形达300多毫米,大大超出规范D/400的要求(如果是38直径,允许最大变形是95mm)。这个工程实例说明子午线网壳刚度极差,变形值与我们的计算机分析相符。假如把油罐规范的120kg/m2活载在四分之一区域或半跨分布在上海泰山工程的网壳上,变形将达到1200多毫米,我想一定会出现垮塌现象。


[ 本帖最后由 bsls 于 2010-1-25 16:21 编辑 ]
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shenhaohua 发表于 2010-5-29 12:14 | 显示全部楼层
真是写的太好了,受益匪浅!
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张沈 发表于 2010-6-3 09:03 | 显示全部楼层
挺不错的项目,学习了。
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狼跃冲顶 发表于 2013-3-19 11:40 | 显示全部楼层
非常不错,谢谢
很经典的资料啊
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hanpingsiping 发表于 2014-10-28 07:43 | 显示全部楼层
有图片,非常直观
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yousixiangdeyu 发表于 2015-8-8 11:26 | 显示全部楼层
不错,好帖子
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hanpingsiping 发表于 2015-8-13 07:38 | 显示全部楼层
只能用震撼还解释
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hanpingsiping 发表于 2015-8-13 07:39 | 显示全部楼层
只能用震撼还解释
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一米 发表于 2015-8-13 15:45 | 显示全部楼层
非常好的分析,非常感谢!
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