液化天然气接收站结构设计及问题解析_邓彬.pdf
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1、2023 年 第 5 期 化学工程与装备 2023 年 5 月 Chemical Engineering&Equipment 55 液化天然气接收站结构设计及问题解析 液化天然气接收站结构设计及问题解析 邓 彬,宋广然,杨玮宸,王江伟(海洋石油工程股份有限公司,天津 300461)摘 要:摘 要:目前国内液化天然气(LNG)接收站项目以成熟先进的设计能力为基础,依托成熟高效的项目管理机制得以迅速发展。在 LNG 接收站设计中,各功能单体建构筑物的结构设计更是成为项目的重要环节。LNG 接收站结构体系多样,受力分析复杂,在结构设计乃至施工阶段,都会不断遇到各种问题,如何能尽早发现、分析并有效解决
2、问题成为项目稳步推进的关键因素。本文结合作者参与的项目,总结在结构设计中遇到的部分问题以及解析。关键词:关键词:LNG 接收站;结构设计;分析解决 引 言 引 言 在液化天然气(LNG)接收站工程中,建构筑物结构体从方案、设计分析、施工图乃至施工阶段,由于上游方案调整、规范标准更新、业主需求改变等多方因素,会引发各式各样结构方案调整问题。例如方案阶段,上游主专业工艺、管道及建筑要求,需要取消部分主要方向结构构件。此时结构专业在方案阶段就要及时介入,在保证结构方案符合规范要求的前提下,尽可能地满足上游专业要求。但不能盲目遵从,如果有超规范要求情况发生,必须及时进行方案审查,对上游专业方案提出修改
3、建议,以确保结构安全性。在设计分析阶段同样存在业主的需求调整,例如增加功能要求等问题。如因业主需求改变,但在结构方案无法完全满足规范要求(尤其是违背建筑抗震规范情况较为明显),打规范擦边球设计等情况时有发生。虽然在正常的操作工况下,结构安全度可以保证,一旦发生地震、爆炸等非预见性工况,可能导致结构的严重破坏,对整个项目带来不可估量的损失,设计人员也会承担相应的设计责任。在施工阶段问题是较容易发现和解决,从设计的原理和流程来看,设计、施工是一个整体,如果仅仅考虑理论设计,而实际施工无法完成或者需付出较大成本方能实现,那么设计也是存在问题。例如钢筋间距过密导致混凝土浇筑、振捣困难等问题。在设计中需
4、提前考虑施工等多方面因素,在可控范围内进行局部设计调整,利于项目推动。本文以作者参与某 LNG 接收站项目为例,对各阶段易发生的问题进行分析并提出对应解决方案,为类似项目建构筑结构设计提供参考。1 方案阶段出现的问题及解决方式 1 方案阶段出现的问题及解决方式 1.1 上游建筑方案不满足抗震规范要求 本项目罐区仪表间,按其使用功能要求,结合 抗震设防分类标准 第 7.2.4 条,本单体抗震设防分类为乙类,方案阶段上游专业提出房屋内需视野开阔以实现大空间。综合以上要求本结构体中间区域不设框架柱,按照单榀大跨度框架结构体系进行设计,通过结构分析计算,此方案结构承载力、正常使用状态要求均满足规范强制
5、性标准。依据抗规 第 6.1.5 条:“甲、乙类建筑不应采用单榀框架结构形式,以避免地震工况发生时,房屋缺少防止连续倒塌的抗震措施”。此标准属抗震规范强条不得违背,即便结构强度计算通过,在概念设计上也不得有任何违反规范强条的情况出现。经各专业讨论确定调整建筑面积,结构体中心增设一个框架柱,各边跨中心分别增设框架柱,形成双榀框架结构体系。同时由于建筑面积增大,仪表机柜间距要求也得到了满足。通过牺牲部分建筑空间美观要求,但总体实现了建筑主要功能,并彻底消除因方案不合理造成的结构安全隐患。1.2 水池超长设计方案不满足外加剂使用标准 本项目消防废水收集池上游专业依据方消防部门要求,拟定消防废水收集池
6、容积为 16000m。根据总图专业规划,水池宽度拟定 25m、深度 5m。按此水池容积计算,水池长度不小于 128m,建议结构增设膨胀加强带,混凝土内掺膨胀加强剂解决超长开裂问题。本项目废水收集池液体介质呈弱碱性,而超长水池结构体使用的膨胀剂为强酸弱碱盐材料,水解呈弱酸性,两者接触易发生化学反应产生较大外加剂膨胀效应,对混凝土结构体产生轴向拉应力,从而导致水池产生较大裂缝。考虑到本项目收集池水质的特殊性,若采用超长预应力水池,首先混凝土入模温度难以准确计量,只能经过保守估算,造成计算误差较大,且预应力水池的造价较原方案相比会大幅度增加。最终经讨论,拟将水池平均划分 4个长度为 34m 的非超长
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