本發(fā)明屬于lng儲罐，尤其涉及一種lng儲罐減震結構及方法。

背景技術：

1、在液化天然氣（lng）接收站行業(yè)中，抗震設防烈度較高地區(qū)的大型lng混凝土儲罐在地震工況下，通過在高架承臺與樁基之間設置橡膠隔震支座，利用隔震支座消耗部分地震能量，達到對儲罐本體的減隔震效應。

2、雖然隔震支座可以減緩地震力對儲罐本體的破壞作用，但其造價成本相對較高，且生產周期較長，每批次生產的產品數量有限，同時按照產品規(guī)范要求，單批次產品還需要抽檢評定后才能送達現場，增加了采辦周期，在施工安裝時，也需要配置吊裝對位設備以及進行預埋二次灌漿等操作，額外增加了施工難度，對工期要求較為緊張的項目影響較大。

3、因此，亟需設計一種lng儲罐減震結構及方法，解決以上提到的利用隔震支座進行減震，導致效率低、成本高、施工難度大的問題。

技術實現思路

1、為解決背景技術中提及的利用隔震支座進行減震，導致效率低、成本高、施工難度大的技術問題，提供一種lng儲罐減震結構及方法，以解決上述的問題。

2、為實現上述目的，本發(fā)明的lng儲罐減震結構及方法的具體技術方案如下：

3、一種lng儲罐減震結構，包括高架承臺，高架承臺頂部放置有l(wèi)ng混凝土儲罐，高架承臺底部與地面之間間隔設置有多個耗能樁段，多個耗能樁段之間通過耗能系桿鉸接，多個耗能樁段遠離高架承臺的一端連接有混凝土剛性約束層，混凝土剛性約束層設置在地面上，混凝土約束層下面設置有多個鋼筋混凝土灌注樁，鋼筋混凝土灌注樁與多個耗能樁段一一對應設置，鋼筋混凝土灌注樁與多個耗能樁段均與混凝土剛性約束層綁扎，通過耗能樁段、耗能系桿和混凝土剛性約束層對高架承臺上的lng混凝土儲罐進行減震。

4、進一步，耗能系桿呈v型結構，v型結構一端與一個耗能樁段連接，v型結構另一端與相鄰的另一個耗能樁段連接。

5、進一步，耗能樁段和耗能系桿均由韌性混凝土和frp筋組成。

6、進一步，混凝土約束層下面設置有夯實加筋土層，夯實加筋土層對混凝土約束層進行剛性約束。

7、進一步，夯實加筋土層厚度大于1500mm，夯實加筋土層每隔300mm處鋪設加筋材料，夯實系數大于0.95。

8、進一步，耗能樁段和耗能系桿最大準許變型公式體現如下：

9、=0.00542/3

10、其中，

11、-耗能樁段的最大準許變型；

12、q-耗能樁段水平地震等效均布荷載；

13、l-耗能樁段長度；

14、-韌性混凝土的彈性模量；

15、-耗能樁段的截面慣性矩。

16、進一步，耗能系桿的實際回復拉力及抗拉承載能力公式體現如下：

17、

18、

19、其中，

20、a-耗能系桿的橫截面面積；

21、fmax-耗能系桿所受的實際回復拉力；

22、-耗能系桿的抗拉承載能力；

23、-耗能系桿的韌性混凝土抗拉承載力設計值；

24、-耗能系桿frp筋抗拉承載力設計值；

25、-耗能系桿frp筋全部配筋面積。

26、進一步，夯實加筋土體的極限抗剪強度公式體現如下：

27、

28、其中，

29、-夯實加筋土體的極限抗剪強度；

30、-夯實加筋土體受到的正應力；

31、c-夯實加筋土體的凝聚力；

32、-夯實加筋土體內摩擦角。

33、一種lng儲罐減震方法，包括以下步驟：

34、s1、地面下間隔設置多個鋼筋混凝土灌注樁；

35、s2、在鋼筋混凝土灌注樁內澆筑混凝土至地面的混凝土剛性約束層；

36、s3、在混凝土剛性約束層上綁扎多個耗能樁段frp筋至高架承臺處；

37、s4、澆筑耗能樁段韌性混凝土至高架承臺底面標高處，形成耗能樁段；

38、s5、在相鄰耗能樁段側部綁扎耗能系桿frp筋，在耗能系桿frp筋內澆筑耗能系桿韌性混凝土形成耗能系桿。

39、進一步，在s3步驟之前，還包括在混凝土剛性約束層下鋪設夯實加筋土層并進行壓實。

40、本發(fā)明的lng儲罐減震結構及方法具有以下優(yōu)點：

41、將耗能樁段與鋼筋混凝土灌注樁在混凝土剛性約束層標高附近進行剛性連接，將耗能系桿在高架承臺底部位置與耗能樁段進行鉸接，同時將混凝土剛性約束層設置在耗能樁段底部標高處并與耗能樁段進行剛性連接作為耗能樁段的限制約束端,耗能樁段上部與高架承臺進行半剛性連接，耗能樁段與耗能系桿、混凝土剛性約束層共同形成高延性耗能結構體系，在地震工況下，可承受超出常規(guī)混凝土材料結構體系較大的位移形變，結合耗能系桿的彈性恢復性能，可使結構發(fā)生大形變后有效恢復原位，繼續(xù)滿足使用要求。在形變過程中，耗能結構體系可吸收消耗較大部分地震力，減輕lng混凝土儲罐整體結構的地震作用效應，降低lng混凝土儲罐的結構應力，降低成本和施工難度，提高工作效率。

技術特征：

1.一種lng儲罐減震結構，其特征在于，包括高架承臺，高架承臺頂部放置有l(wèi)ng混凝土儲罐，高架承臺底部與地面之間間隔設置有多個耗能樁段，多個耗能樁段之間通過耗能系桿鉸接，多個耗能樁段遠離高架承臺的一端連接有混凝土剛性約束層，混凝土剛性約束層設置在地面上，混凝土約束層下面設置有多個鋼筋混凝土灌注樁，鋼筋混凝土灌注樁與多個耗能樁段一一對應設置，鋼筋混凝土灌注樁與多個耗能樁段均與混凝土剛性約束層綁扎，通過耗能樁段、耗能系桿和混凝土剛性約束層對高架承臺上的lng混凝土儲罐進行減震。

2.根據權利要求1所述的lng儲罐減震結構，其特征在于，耗能系桿呈v型結構，v型結構一端與一個耗能樁段連接，v型結構另一端與相鄰的另一個耗能樁段連接。

3.根據權利要求1所述的lng儲罐減震結構，其特征在于，耗能樁段和耗能系桿均由韌性混凝土和frp筋組成。

4.根據權利要求1所述的lng儲罐減震結構，其特征在于，混凝土約束層下面設置有夯實加筋土層，夯實加筋土層對混凝土約束層進行剛性約束。

5.根據權利要求4所述的lng儲罐減震結構，其特征在于，夯實加筋土層厚度大于1500mm，夯實加筋土層每隔300mm處鋪設加筋材料，夯實系數大于0.95。

6.根據權利要求1所述的lng儲罐減震結構，其特征在于，耗能樁段和耗能系桿最大準許變型公式體現如下：

7.根據權利要求6所述的lng儲罐減震結構，其特征在于，耗能系桿的實際回復拉力及抗拉承載能力公式體現如下：

8.根據權利要求7所述的lng儲罐減震結構，其特征在于，夯實加筋土體的極限抗剪強度公式體現如下：

9.一種lng儲罐減震方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據權利要求9所述的lng儲罐減震方法，其特征在于，在s3步驟之前，還包括在混凝土剛性約束層下鋪設夯實加筋土層并進行壓實。

技術總結
本發(fā)明公開了一種LNG儲罐減震結構，該LNG儲罐減震結構包括高架承臺，高架承臺頂部放置有LNG混凝土儲罐，高架承臺底部與地面之間間隔設置有多個耗能樁段，多個耗能樁段之間通過耗能系桿鉸接，多個耗能樁段遠離高架承臺的一端連接有混凝土剛性約束層，混凝土剛性約束層設置在地面上，混凝土約束層下面設置有多個鋼筋混凝土灌注樁，鋼筋混凝土灌注樁與多個耗能樁段一一對應設置，鋼筋混凝土灌注樁與多個耗能樁段均與混凝土剛性約束層綁扎，通過耗能樁段、耗能系桿和混凝土剛性約束層對高架承臺上的LNG混凝土儲罐進行減震，還公開了一種LNG儲罐減震方法。本發(fā)明提供的LNG儲罐減震結構及方法，降低LNG混凝土儲罐的結構應力，降低成本和難度，提高工作效率。

技術研發(fā)人員：宋廣然,張趙君,王昌,程久歡,安寶豐,石磊,盧晶,尹曉明,孫超,鄧彬,楊濤,王凱鋒,趙卜,艾奇昌,于韶偉,王振興,王江偉,張麗晴
受保護的技術使用者：海洋石油工程股份有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/19