способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их устройства

Классы МПК:E02D27/38 фундаменты и основания для больших стационарных резервуаров, например для нефтехранилищ 
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Хрусталёв Евгений Николаевич (RU),
Хрусталёва Татьяна Михайловна (RU),
Хрусталёва Ирина Евгеньевна (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-04-28
публикация патента:

Изобретение относится к области строительства, в частности к сооружению оснований и крупных резервуаров для хранения жидкого аммиака, нефтепродуктов, газа и т.п. Техническим результатом при использовании изобретения является существенное увеличение несущей способности основания при предлагаемой выпуклой форме днища резервуара в точно установленной упругой или еще безопасной «первой критической» фазе их контактного взаимодействия, что гарантирует безопасность их взаимодействия в более широком диапазоне внешней нагрузки. Указанный технический результат достигается тем, что способ сооружения основания и днища крупного резервуара состоит в определении удельного сцепления - с, угла способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 внутреннего трения, µо - коэффициента Пуассона, Ео - модуля общей деформации, у - объемной массы грунтового основания в условиях упругого сжимающего и еще безопасного «первого критического» давления под днищем резервуара, после чего основание углубляют и уплотняют путем получения сферической, горизонтальной цилиндрической или горизонтальной цилиндрической, завершающейся полусферической, опорных поверхностей с радиусом окружности сферической или шириной цилиндрической выемки, в которой устанавливают резервуар с днищем соответствующей выпуклой формы. 4 н.п. ф-лы, 11 ил.

способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300

Формула изобретения

1. Способ сооружения основания и днища крупного резервуара, заключающийся в том, что определяют физико-механические характеристики грунтового или торфяного основания: удельное сцепление - с, угол способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 внутреннего трения, µо - коэффициент Пуассона, Ео - модуль общей деформации, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - объемную массу в условиях упругого сжимающего эксплуатационного давления рср.упр и еще безопасного «первого критического» давления pcpкр.I для взаимодействующих конструкций днища резервуара и основания, резервуар устанавливают днищем на подготовленное основание, отличающийся тем, что основание углубляют при трамбовании и уплотняют путем получения сферической, горизонтальной цилиндрической или горизонтальной цилиндрической, завершающейся полусферической, опорных поверхностей с радиусом окружности r сферической или шириной в цилиндрической выемки, в которые устанавливают резервуар с днищем соответствующей выпуклой формы с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или цилиндра способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта выпуклой поверхности резервуара с грунтовым основанием, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление структурной прочности основания на растяжение, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в грунте под центром выпуклой опорной поверхности резервуара в «критическом» состоянии, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - на торфяной залежи ненарушенного сложения, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора полуконтакта поверхности резервуара с грунтовым основанием при «первом критическом» давлении, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - для торфяной залежи при глубине максимального погружения цилиндра в упругое основание способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где для торфа максимально упругое уплотняющее давление способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 и при глубине погружения цилиндра в основание при «первом критическом» давлении способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где «первое критическое» давление на грунтовое основание способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 для торфа способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300

2. Способ сооружения основания и днища крупного резервуара, заключающийся в сооружении на вечномерзлом искусственного основания и днища крупного резервуара с основной и защитной стенкой при температуре хранения продукта t=+50°C, установке под днищем резервуара теплоизоляции с термоизоляторами круглогодичного действия для обеспечения мерзлого состояния природных грунтов верхнего несущего слоя основания в период строительства и эксплуатации резервуара, причем после планировки горизонтального дна котлована на 20-30 см ниже расположения испарителей термостабилизаторов отсыпают песчаную подушку до уровня отметок термостабилизаторов с теплоносителем в виде хладона R22, в зимнее время года искусственное основание резервуара охлаждают воздушным теплообменником, летом - с помощью компрессорного холодильного агрегата с датчиком температуры, который устанавливают в центральной части испарителя, испаритель укладывают на спланированное под углом 1° к горизонту грунтовое основание, термостабилизаторы вакуумируют и заправляют хладагентами, а затем осуществляют обратную засыпку основания с последующим трамбованием виброплитами до проектной плотности, работу двух контуров термостабилизаторов контролируют термометрические скважины с термопередатчиками, далее устанавливают верхний слой планировочной насыпи искусственного основания толщиной 20 см, который трамбуют катком, после чего монтируют теплоизоляционные пено-полистирольные плиты так, чтобы соприкасающиеся швы вышележащих плит не совпадали с нижними, поверх теплоизоляционных плит устанавливают песчаную подушку, на которую монтируют кольцевой фундамент под стенки резервуара в виде железобетонных дорожных плит, связанных по швам сухой цементно-песчаной смесью, а на кольцевом фундаменте монтируют вертикальный цилиндрический двухконтурный резервуар, достигается тем, что теплоизоляционные плиты прочно склеивают между собой и с песчаной подушкой выкладывают с центральной сферической, горизонтальной цилиндрической или горизонтальной цилиндрической, заканчивающейся полусферическими выемками радиусом контактной поверхности сферы rсф или шириной контактной поверхности цилиндра, в которые укладывают резервуар внутреннего контура с днищем соответствующей выпуклой формы с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или цилиндра способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта выпуклой поверхности внутреннего контура резервуара с теплоизоляционным слоем склеенных между собой плит искусственного основания, характеризующимся удельным сцеплением - сп, углом способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 п внутреннего трения, давлением структурной прочности на растяжение способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 «критическим» давлением под центром выпуклой опорной поверхности резервуара способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 при этом глубина выемки в теплоизоляционных плитах под цилиндрическим днищем внутреннего контура крупного резервуара в упругом состоянии составляет способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 а под сферой способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в плитах под центром выпуклой опорной поверхности резервуара в «критическом» состоянии, где µ п - коэффициент Пуассона плиты, Еп - модуль деформации плиты.

3. Устройство по п.1, состоящее из грунтового или торфяного основания с углом способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 внутреннего трения, удельным сцеплением - с, плотностью сложения у, модулем общей деформации Ео, коэффициентом Пуассона µo в условиях сжимающего эксплуатационного упругого давления рсрупр и еще безопасного «первого критического» давления рср кр.I для подготовленного основания, взаимодействующего с основанием гибкого днища резервуара, отличающееся тем, что основание выполнено углубленным по сферической, горизонтальной цилиндрической или горизонтальной цилиндрической, завершающейся полусферической опорным поверхностям с радиусом окружности r сферической или шириной в цилиндрической выемки, в которой установлено днище соответствующей выпуклой формы резервуара с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или цилиндра способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта выпуклой поверхности резервуара с грунтовым основанием, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление структурной прочности основания на растяжение, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в грунте под центром выпуклой опорной поверхности резервуара в «критическом» состоянии, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - на торфяной залежи ненарушенного сложения, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора полуконтакта поверхности резервуара с грунтовым основанием при «первом критическом» давлении, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - для торфяной залежи при глубине максимального погружения цилиндра в упругое основание способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где для торфа максимально упругое уплотняющее давление способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 и при глубине погружения цилиндра в основание при «первом критическом» давлении способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где «первое критическое» давление на грунтовое основание способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 для торфа - способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300

4. Устройство по п.2, состоящее из естественного многолетнемерзлого грунтового основания, подстилающего искусственное основание, в котором под днищем резервуара установлена теплоизоляция с термостабилизаторами круглогодичного действия, на горизонтально спланированном дне котлована на 20-30 см ниже расположения испарителей теплоизоляторов отсыпана песчаная подушка до уровня отметок термостабилизаторов с теплоносителем в виде хладона R22, в искусственном основании размещен воздушный теплообменник с компрессорным холодильным агрегатом, снабженным датчиком температуры в центральной части испарителя, уложенного на спланированное под углом 1° к горизонту грунтовое основание, холодильные агрегаты связаны с вакуумными термостабилизаторами, заправленными хладагентами, а искусственное основание выполнено с обратной засыпкой с послойным трамбованием до проектной плотности, двухконтурная система термостабилизаторов оснащена термометрическими скважинами с термопередатчиками, а на утрамбованном верхнем слое планировочной насыпи искусственного основания толщиной 20 см установлены теплоизоляционные пено-полистирольные плиты так, чтобы швы вышеукладываемых плит не совпадали с нижними, при этом поверх теплоизоляционного слоя плит установлена песчаная подушка, на которой смонтирован кольцевой фундамент в виде железобетонных дорожных плит, связанных по швам сухой цементно-песчаной смесью, а на кольцевом фундаменте смонтирован двухконтурный резервуар, отличающееся тем, что теплоизоляционные плиты выполнены склеенными между собой и образующими вместе с песчаной подушкой центральную сферическую, горизонтальную цилиндрическую или горизонтальную цилиндрическую, завершающуюся полусферическими выемками радиусом контактной поверхности сферы rсф. или шириной в контактной поверхности цилиндра, в которых уложено днище резервуара внутреннего контура соответствующей выпуклой формы с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или цилиндра способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта выпуклой поверхности внутреннего контура резервуара с теплоизоляционным слоем склеенных между собой плит искусственного основания, характеризующимся удельным сцеплением - сп, углом способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 п внутреннего трения, давлением структурной прочности на растяжение способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 «критическим» давлением под центром выпуклой опорной поверхности резервуара способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 при этом глубина выемки в теплоизоляционных плитах под цилиндрическим днищем внутреннего контура крупного резервуара в упругом состоянии составляет способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 а под сферой - способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в плитах под центром выпуклой опорной поверхности резервуара в «критическом» состоянии, где µ п - коэффициент Пуассона плиты, Еп - модуль деформации плиты.

Описание изобретения к патенту

Изобретения относятся к области строительства, конкретно к сооружению оснований и крупных резервуаров для хранения жидкого аммиака, нефтепродуктов, газа и т.п.

Известен способ сооружения основания и днища крупного резервуара для хранения жидкого аммиака, заключающийся в том, что на подготовленное однородное горизонтальное грунтовое основание с модулем Ео=30 МПа и достаточной несущей способностью и устойчивостью устанавливают плоским дном вертикальный цилиндрический резервуар, вес стенок и днища которого принимают незначительным, а среднее давление которого в наполненном состоянии на грунт составляет рсф. =кS, где к - коэффициент пропорциональности («постели»), зависящий от физических свойств грунта, S - прогиб днища резервуара или осадка грунта под его центром [1].

Недостаток известного способа сооружения основания и днища крупного резервуара заключается в несовершенстве используемой для их расчета гипотезы Винклера (местных упругих деформаций) по сравнению со схемой «однородного полупространства» или схемой «сжимаемого слоя», при которых расчетные осадки гибкого круглого днища резервуара наилучшим образом приближаются к действительным под центром резервуара, но не на его краях. Таким образом, современные расчетные схемы и гипотезы работы плоских оснований под горизонтальным гибким днищем крупного резервуара несовершенны, в результате -напряженное состояние основания под плоским днищем резервуара неравномерно (со значительными пиками напряжений на краях днища), а само днище резервуара находится в перенапряженном (ближе к краям) состоянии, близком в наполненном состоянии к аварийному.

Технологический результат по способу сооружения основания и днища крупного резервуара, заключающемуся в том, что определяют физико-механические характеристики основания: удельное сцепление - с, угол способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 внутреннего трения, µо - коэффициент Пуассона, Ео - модуль общей деформации, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - объемную массу в условиях сжимающего эксплуатационного упругого давления рср.упр. и еще безопасного «первого критического» давления рср.=p кр.I для подготовленного основания, взаимодействующего с днищем резервуара, достигается тем, что основание углубляют при трамбовании и уплотняют путем получения сферической, горизонтальной цилиндрической или горизонтальной цилиндрической, завершающейся полусферической, опорных поверхностей с радиусом окружности r сферической или шириной в цилиндрической выемки, в которые устанавливают резервуар с днищем соответствующей выпуклой формы с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или цилиндра способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта выпуклой поверхности резервуара с грунтовым основанием, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление структурной прочности основания на растяжение, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в грунте под центром выпуклой опорной поверхности резервуара в «критическом» состоянии, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - на торфяной залежи ненарушенного сложения, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора полуконтакта поверхности резервуара с грунтовым основанием при «первом критическом» давлении, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - для торфяной залежи при глубине максимального погружения цилиндра в упругое основание способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , где для торфа максимально упругое уплотняющее давление способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 и при глубине погружения цилиндра в основание при «первом критическом» давлении способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где «первое критическое» давление на грунтовое основание способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 для торфа - способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300

Известен способ сооружения искусственного на вечномерзлом основании и днище крупного двухконтурного резервуара цилиндрической вертикальной формы с основной и защитной стенками при температуре хранимого продукта t=+50°C на северном участке Большеземельной тундры с отметками естественной поверхности от 1,4 м до 5,0 м, сложенной многолетнемерзлыми грунтами (t o=-0,5°способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 -2,8°С), находящимися с поверхности на глубину 3способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 11 м в твердомерзлом и пластичномерзлом состоянии и подстилаемыми немерзлыми грунтами, по которому под днищем резервуаров устанавливают теплоизоляцию с термостабилизаторами круглогодичного действия для обеспечения мерзлого состояния природных грунтов верхнего несущего слоя основания в период строительства и эксплуатации резервуара, причем после планировки горизонтального дна котлована на 20способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 30 см ниже расположения испарителей термостабилизаторов отсыпают песчаную подушку до уровня отметок термостабилизаторов теплоносителем в виде хладона R22, в зимнее время года искусственное основание резервуара охлаждают с помощью воздушного теплообменника, летом - компрессорного холодильного агрегата с датчиком температуры, который устанавливают в центральной части испарителя, испаритель укладывают на спланированное под углом 1° к горизонту грунтовое основание, термостабилизаторы вакуумируют и заправляют хладагентами, а затем осуществляют обратную засыпку искусственного основания с послойным трамбованием виброплитами до проектной плотности, работу двух контуров системы термостабилизаторов контролируют термометрические скважины с термопередатчиками, далее устраивают верхний слой планировочной насыпи искусственного основания толщиной 20 см, который трамбуют катком, после чего ровным слоем монтируют теплоизоляционные пенополистирольные плиты так, чтобы швы вышеукладываемых плит не совпадали с нижними, поверх теплоизоляционного слоя плит устанавливают песчаную подушку, на которую монтируют кольцевой фундамент под стенки резервуара в виде железобетонных дорожных плит, связанных по швам сухой цементно-песчаной смесью, а на кольцевом фундаменте монтируют вертикальный цилиндрический двухконтурный резервуар [2].

Существенным недостатком способа сооружения оснований и днища двухконтурного резервуара на многолетнемерзлом грунтовом основании при хорошем обеспечении искусственным основанием термоизоляции от днища резервуара является его низкая несущая способность в фазе упругого и «первого критического» контактного взаимодействия, обеспечивающего сохранность днища и боковых стенок внутреннего контура резервуара от перенапряжений в наполненном состоянии.

Технологический результат по способу сооружения основания и днища крупного резервуара, заключающемуся в сооружении на вечномерзлом искусственного основания и днища крупного резервуара с основной и защитной стенками при температуре хранения продукта t=+50°C, установке под днищем резервуара теплоизоляции с термоизоляторами круглогодичного действия для обеспечения мерзлого состояния природных грунтов верхнего несущего слоя основания в период строительства и эксплуатации резервуара, причем после планировки горизонтального дна котлована на 20способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 30 см ниже расположения отметок термостабилизаторов с теплоносителем в виде хладона R22, в зимнее время года искусственное основание резервуара охлаждают воздушным теплообменником, летом - с помощью компрессорного холодильного агрегата с датчиком температуры, который устанавливают в центральной части испарителя, испаритель укладывают на спланированное под углом 1° к горизонту грунтовое основание, термостабилизаторы вакуумируют и заправляют хладагентами, а затем осуществляют обратную засыпку основания с последующим трамбованием виброплитами до проектной плотности, работу двух контуров термостабилизаторов контролируют термометрические скважины с термопередатчиками, далее устанавливают верхний слой планировочной насыпи искусственного основания толщиной 20 см, который трамбуют катком, после чего монтируют теплоизоляционные пенополистирольные плиты так, чтобы соприкасающиеся швы вышележащих плит не совпадали с нижними, поверх теплоизоляционных плит устанавливают песчаную подушку, на которую монтируют кольцевой фундамент под стенки резервуара в виде железобетонных дорожных плит, связанных по швам сухой цементно-песчаной смесью, а на кольцевом фундаменте монтируют вертикальный цилиндрический двухконтурный резервуар, достигается тем, что теплоизоляционные плиты прочно склеивают между собой и с песчаной подушкой выкладывают с центральной сферической, горизонтальной цилиндрической или горизонтальной цилиндрической, заканчивающейся полусферическими, выемками радиусом контактной поверхности сферы rсф. или шириной контактной поверхности цилиндра в, в которые укладывают резервуар внутреннего контура с днищем соответствующей выпуклой формы с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или цилиндра Rц.=(в/2)/sinспособы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 п., где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта выпуклой поверхности внутреннего контура резервуара с теплоизоляционным слоем склеенных между собой плит искусственного основания, характеризующимся удельным сцеплением - сп., углом способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 п. внутреннего трения, давлением структурной прочности на растяжение способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 «критическим» давлением под центром выпуклой опорной поверхности резервуара способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 при этом глубина выемки в теплоизоляционных плитах под цилиндрическим днищем внутреннего контура крупного резервуара в упругом состоянии составляет способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 а под сферой - способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в плитах под центром выпуклой опорной поверхности резервуара в «критическом» состоянии.

Известно устройство основания и днища крупного резервуара, состоящее из плоского гибкого круглого днища вертикального цилиндрического резервуара, вес стенок и днища которого принимается незначительным, установленного на сгоризонтированном грунтовом основании с местной просадкой днища S при среднем давлении рср.=кS, где к - коэффициент пропорциональности («постели») [1].

Недостатком известного устройства основания и днища крупного резервуара является сильный прогиб центра днища по радиусу сферы, по величине превосходящего радиус упругого взаимодействия днища резервуара с грунтовым основанием, в результате чего эпюра напряжений контактного взаимодействия днища с основанием становится неравномерной с максимумом в центральной части и перенапряжением на отрыв днища от вертикальных стенок цилиндрической поверхности. Существующий расчет грунтового основания по гипотезе Винклера (местных упругих деформаций), а также по более совершенным методам «однородного полупространства» или «сжимаемого слоя» весьма несовершенен.

Технический результат по устройству основания и днища крупного резервуара, состоящему из грунтового или торфяного основания с углом способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 внутреннего трения, удельным сцеплением - с, плотностью сложения способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , модулем общей деформации Ео, коэффициентом Пуассона µо в условиях сжимающего эксплуатационного упругого давления рср.yпр. и еще безопасного «первого критического» давления рср. кр.I для подготовленного основания, взаимодействующего с основанием гибкого днища резервуара, достигается тем, что основание выполнено углубленным по сферической, горизонтальной цилиндрической или горизонтальной цилиндрической, завершающейся полусферической, опорным поверхностям с радиусом окружности r сферической или шириной в цилиндрической выемки, в которой устанавливают днище соответствующей выпуклой формы резервуара с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или цилиндра способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта выпуклой поверхности резервуара с грунтовым основанием, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление структурной прочности основания на растяжение, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в грунте под центром выпуклой опорной поверхности резервуара в «критическом» состоянии, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - на торфяной залежи ненарушенного сложения, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора полуконтакта поверхности резервуара с грунтовым основанием при «первом критическом» давлении, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - для торфяной залежи при глубине максимального погружения цилиндра в упругое основание способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , где для торфа максимально упругое уплотняющее давление способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 и при глубине погружения цилиндра в основание при «первом критическом» давлении способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где «первое критическое» давление на грунтовое основание способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 для торфа - способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300

Известно устройство искусственного на вечномерзлом основании с днищем крупного двухконтурного резервуара цилиндрической вертикальной формы с основной и защитной стенками при температуре хранения продукта t=+50°C на северном участке Большеземельной тундры с отметками естественной поверхности от 1,4 м до 5,0 м, сложенной многолетнемерзлыми грунтами (t o=-0,5°способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 -2,8°С), находящимися с поверхности на глубину 3способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 11 м в твердомерзлом и пластичномерзлом состоянии и подстилаемыми немерзлыми грунтами, в котором под днищем резервуара установлена теплоизоляция с термостабилизаторами круглогодичного действия для обеспечения мерзлого состояния природных грунтов верхнего несущего слоя основания в период строительства и эксплуатации резервуара, причем на горизонтально спланированном дне котлована на 20способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 30 см ниже расположения испарителей термостабилизаторов отсыпана песчаная подушка до уровня отметок термостабилизаторов с теплоносителем в виде хладона R22, в искусственном основании размещен воздушный теплообменник с компрессорным холодильным агрегатом, снабженным датчиком температуры в центральной части испарителя, уложенного на спланированное под углом 1° к горизонту грунтовое основание, холодильные агрегаты связаны с вакуумными термостабилизаторами, заправленными хладагентами, а искусственное основание выполнено с обратной засыпкой с послойным трамбованием до проектной плотности, двухконтурная система термостабилизаторов оснащена термометрическими скважинами с термопередатчиками, а на утрамбованном верхнем слое планировочной насыпи искусственного основания толщиной 20 см установлены теплоизоляционные пенополистирольные плиты так, чтобы швы вышеукладываемых плит не совпадали с нижними, при этом поверх теплоизоляционного слоя плит установлена песчаная подушка, на которой смонтирован кольцевой фундамент в виде железобетонных дорожных плит, связанных по швам сухой цементно-песчаной смесью, а на кольцевом фундаменте смонтирован вертикальный цилиндрический двухконтурный резервуар [2].

Существенным недостатком известного устройства основания и днища крупного резервуара на искусственном подстилаемом естественным грунтовым основании являются перенапряжения материала днища резервуара и самого искусственного основания на сжатие под центром днища основного внутреннего резервуара и на растяжение - по краям днища, что связано с естественным прогибом днища и подстилающих его теплоизоляционных плит под центром загруженного резервуара.

Технический результат по устройству основания и днища крупного резервуара, состоящему из естественного многолетнемерзлого грунтового основания, подстилающего искусственное основание, в котором под днищем резервуара установлена теплоизоляция с термостабилизаторами круглогодичного действия, на горизонтально спланированном дне котлована на 20способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 30 см ниже расположения испарителей теплоизоляторов отсыпана песчаная подушка до уровня отметок термостабилизаторов с теплоносителем в виде хладона R22, в искусственном основании размещен воздушный теплообменник с компрессорным холодильным агрегатом, снабженным датчиком температуры в центральной части испарителя, уложенного на спланированное под углом 1° к горизонту грунтовое основание, холодильные агрегаты связаны с вакуумными термостабилизаторами, заправленными хладагентами, а искусственное основание выполнено с обратной засыпкой с послойным трамбованием до проектной плотности, двухконтурная система термостабилизаторов оснащена термометрическими скважинами с термопередатчиками, а на утрамбованном верхнем слое планировочной насыпи искусственного основания толщиной 20 см установлены теплоизоляционные пенополистирольные плиты так, чтобы швы вышеукладываемых плит не совпадали с нижними, при этом поверх теплоизоляционного слоя плит установлена песчаная подушка, на которой смонтирован кольцевой фундамент в виде железобетонных дорожных плит, связанных по швам сухой цементно-песчаной смесью, а на кольцевом фундаменте смонтирован двухконтурный резервуар, достигается тем, что теплоизоляционные плиты выполнены склеенными между собой и образующими вместе с песчаной подушкой центральную сферическую, горизонтальную цилиндрическую или горизонтальную цилиндрическую, завершающуюся полусферическими, выемками радиусом контактной поверхности сферы rсф. или шириной контактной поверхности цилиндра в, в которых уложено днище резервуара внутреннего контура соответствующей выпуклой формы с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или цилиндра способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта выпуклой поверхности внутреннего контура резервуара с теплоизоляционным слоем склеенных между собой плит искусственного основания, характеризующимся удельным сцеплением - сп., углом способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 п. внутреннего трения, давлением структурной прочности на растяжение способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 «критическим» давлением под центром выпуклой опорной поверхности резервуара способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 при этом глубина выемки в теплоизоляционных плитах под цилиндрическим днищем внутреннего контура крупного резервуара в упругом состоянии составляет способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 а под сферой - способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в плитах под центром выпуклой опорной поверхности резервуара в «критическом» состоянии, где µ п.- коэффициент Пуассона плиты, Eп. - модуль деформации плиты.

Изобретения поясняются графическими материалами, где на фиг.1 - общий вид вертикального цилиндрического резервуара, совмещенный с половиной разреза, на фиг.2 - вид А (сверху) фиг.1, на фиг.3 - общий вид горизонтального прямоугольного резервуара большого размера, фиг.4 - вид Б (сбоку) фиг.3, на фиг.5 - общий вид горизонтального цилиндрического, заканчивающегося полусферическими поверхностями, резервуара, на фиг.6 - вид В (сбоку) фиг.5, на фиг.7 - общий вид двухконтурного вертикального цилиндрического резервуара на искусственном основании в условиях вечной мерзлоты, на фиг.8 - схема развития контактных напряжений в основании под выпуклым днищем резервуара в максимально упругом состоянии, фиг.9 - схема разложения напряжений в фазе максимально упругого контактного взаимодействия выпуклого днища резервуара с основанием, на фиг.10 - схема развития контактных напряжений в основании и линий способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 и способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 сдвигов под выпуклым днищем резервуара в состоянии «первого критического» взаимодействия, на фиг.11 - схема разложения контактных напряжений в основании под выпуклым днищем резервуара при «первом критическом» давлении с параллелограммами давлений в точках А и В границ зон упругости и зон сдвиговых (пластических) деформаций (СПД).

По первому варианту устройство основания и днища крупного резервуара состоит из грунтового или торфяного основания (фиг.1, 3-7) с углом способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 внутреннего трения, удельным сцеплением - с, плотностью сложения способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , модулем общей деформации Ео, коэффициентом Пуассона µо в условиях сжимающего эксплуатационного упругого давления рср.упр. и еще безопасного «первого критического» давления рср. кр.1 для подготовленного основания, взаимодействующего с основанием 1 гибкого днища 2 резервуара 3 (фиг.1-7), основание под днищем 2 выполнено углубленным по сферической (фиг.1, 2), горизонтальной цилиндрической (фиг.3, 4) или горизонтальной цилиндрической, завершающейся полусферической (фиг.5, 6), опорным поверхностям с радиусом окружности r (фиг.2) сферической или шириной в (фиг.4, 6) цилиндрической выемки, в которой устанавливают днище соответствующей выпуклой формы резервуара с радиусом сферы (фиг.1, 7) способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , или цилиндра (фиг.4, 6) Rц.=(в/2)/sinспособы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта (фиг.8) выпуклого днища 2 резервуара с грунтовым основанием 1, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление структурной прочности основания на растяжение, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в грунте под центром выпуклого днища 2 (фиг.8, 9) резервуара в «критическом» состоянии, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - на торфяной залежи ненарушенного сложения, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора полуконтакта поверхности резервуара с грунтовым основанием при «первом критическом» давлении, способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - для торфяной залежи при глубине максимального погружения цилиндра 2 (фиг.4) в упругое основание 1 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы 2 (фиг.1) способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , где для торфа максимальное упругое уплотняющее давление способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 и при глубине погружения цилиндра 2 (фиг.4) в основание 1 при «первом критическом» давлении способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , «первое критическое» давление на грунтовое основание способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 для торфа - способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300

Пример реализации способа. Диаметр днища 2 вертикального цилиндрического резервуара (фиг.1, 2) D=43,3 м при незначительном весе его стенок. Среднее давление гибкого днища 2 на грунт под заполненным резервуаром составляет р ср=0,1268 МПа. Основание 1 сложено мелким песком средней плотности и плотным песком с модулем Ео=30 МПа. Основание 1 однородное до глубины 10 м, отметка грунтовых вод на глубине 30 м, натурные измерения свидетельствуют об осадках резервуара под центром Sо=11,4 см и под краями Sk=6,9 см плоского гибкого днища 2 площадью F=1471,8 м2. Угол внутреннего трения песчаного основания способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 34°, его удельное сцепление сспособы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 0,006 МПа, плотность способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 1,96 т/м3.

Определим радиус углубления Rcф. сферического основания и днища наполненного резервуара в фазе упругого взаимодействия.

Угол упругого полуконтакта сферического резервуара с мелким песчаным грунтовым основанием равен способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 .

Расчетная упругая осадка необходимой сферической выемки основания (при µоспособы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 0,24) под резервуаром составляет величину способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 Радиус углубления сферического основания под днищем 2 резервуара в фазе упругого взаимодействия равен способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300

По второму варианту устройство основания и днища крупного резервуара состоит из естественного многолетнемерзлого грунтового основания 1 (фиг.7), подстилающего искусственное основание 4, в котором под днищем 2 резервуара установлена теплоизоляция 5 с термостабилизаторами круглогодичного действия, на горизонтально спланированном дне котлована на 20способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 30 см ниже расположения испарителей 6 термостабилизаторов отсыпана песчаная подушка 7 до уровня отметок термостабилизаторов с теплоносителем в виде хладона R22, в искусственном основании 4 размещен воздушный теплообменник 8 с компрессорным холодильным агрегатом 9, снабженным датчиком температуры в центральной части испарителя 6, уложенного на спланированное под углом 1° к горизонту грунтовое основание 1, холодильные агрегаты 9 связаны с вакуумными термостабилизаторами, заправленными хладагентами, а искусственное основание 4 выполнено с обратной засыпкой с послойным трамбованием до проектной плотности, двухконтурная система термостабилизаторов оснащена термометрическими скважинами с термопередатчиками, а на утрамбованном верхнем слое 10 планировочной насыпи искусственного основания 4 толщиной 20 см установлены теплоизоляционные пенополистирольные плиты 11 так, чтобы швы вышеукладываемых плит не совпадали с нижними, при этом поверх теплоизоляционного слоя плит 11 установлена песчаная подушка 12, на которой смонтирован кольцевой фундамент 13 в виде железобетонных дорожных плит, связанных по швам сухой цементно-песчаной смесью, а на кольцевом фундаменте 13 смонтирован двухконтурный резервуар 3, при этом теплоизоляционные плиты 11 выполнены склеенными между собой и образующими вместе с песчаной подушкой 12 центральную сферическую 14, горизонтальную цилиндрическую или горизонтальную цилиндрическую, завершающуюся полусферическими (не показаны), выемками радиусом контактной поверхности сферы rсф. или шириной в контактной поверхности цилиндра, в которых уложено днище резервуара внутреннего контура соответствующей выпуклой формы с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 или цилиндра способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 , где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - угол сектора упругого полуконтакта (фиг.8, 9) выпуклой поверхности внутреннего контура резервуара с теплоизоляционным слоем 5 склеенных между собой плит 11 искусственного основания 4, характеризующимся удельным сцеплением - сп., углом способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 п. внутреннего трения, давлением структурной прочности на растяжение способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 «критическим» давлением под центром выпуклой опорной поверхности резервуара способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 при этом глубина выемки в теплоизоляционных плитах под цилиндрическим днищем внутреннего контура крупного резервуара в упругом состоянии составляет способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 а под сферой способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 где способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 - давление в плитах под центром выпуклой опорной поверхности резервуара в «критическом» состоянии, где µ п. - коэффициент Пуассона плиты, Eп. - модуль деформации плиты.

Устройство основания и днища крупного резервуара работает следующим образом (фиг.7). На горизонтально спланированном вечномерзлом грунтовом основании 1 сооружают искусственное основание 4, в котором под днищем 2 резервуара устанавливают теплоизоляцию 5 с термостабилизаторами, на горизонтально спланированном дне котлована на 20способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 30 см ниже расположения испарителей 6 термоизоляторов отсыпана песчаная подушка 7 до уровня отметок термостабилизаторов с теплоносителем в виде хладона R22, в искусственном основании 4 размещают воздушный теплообменник 8 с компрессорным холодильным агрегатом 9, снабженным датчиком температуры в центральной части испарителя 6, который укладывают на спланированное под углом 1° к горизонту грунтовое основание 1, холодильные агрегаты 9 соединяют с вакуумными термостабилизаторами, заправленными хладагентами, а искусственное основание 4 выполняют с обратной засыпкой с послойным трамбованием до проектной плотности, двухконтурную систему термоизоляторов оснащают термометрическими скважинами с термопередатчиками, а на утрамбованном верхнем слое 10 планировочной насыпи искусственного основания 4 толщиной 20 см устанавливают теплоизоляционные пенополистирольные плиты 11 так, чтобы швы вышеукладываемых плит не совпадали с нижними, при этом поверх теплоизоляционного слоя плит 11 устанавливают песчаную подушку 12, на которой монтируют кольцевой фундамент 13 в виде железобетонных дорожных плит, связанных по швам сухой цементно-песчаной смесью, а на кольцевом фундаменте 13 монтируют двухконтурный резервуар 3, при этом теплоизоляционные плиты 11 склеивают между собой с образованием вместе с песчаной подушкой 12 центральной сферической 14 выемки радиусом контактной поверхности сферы rсф., в которую устанавливают днище 2 резервуара внутреннего контура с соответствующей выпуклой формой с радиусом сферы способы сооружения основания и днища крупного резервуара и их   устройства, патент № 2393300 .

Предлагаемые способы сооружения основания и днища крупного резервуара и устройства их реализации впервые позволяют при предлагаемой выпуклой форме днища резервуара существенно увеличить несущую способность основания в точно установленной упругой или еще безопасной «первой критической» фазе их контактного взаимодействия, что гарантирует безопасность их взаимодействия в более широком диапазоне внешней нагрузки.

Источники информации

1. Горбунов-Посадов М.Н., Маликова Т.А., Соломин В.И. Расчет конструкции на упругом основании. - М.: Стройиздат, 1984. - С.15-17 (прототип по способу и устройству).

2. Ж-л «Механика грунтов, основания и фундаменты», № 6, 2007. - С.25-27 (прототип по способу и устройству).

Класс E02D27/38 фундаменты и основания для больших стационарных резервуаров, например для нефтехранилищ 

способ монтажа подземных вертикальных цилиндрических резервуаров -  патент 2495196 (10.10.2013)
сооружение для хранения жидкостей больших объемов на неоднородном основании -  патент 2489549 (10.08.2013)
основание для линейной группы резервуаров -  патент 2478756 (10.04.2013)
основание для близко расположенных резервуаров -  патент 2478755 (10.04.2013)
способ подготовки основания цилиндрических резервуаров на сжимаемых грунтах -  патент 2475596 (20.02.2013)
фундамент резервуара на слабом основании -  патент 2439248 (10.01.2012)
основание цилиндрического резервуара -  патент 2437988 (27.12.2011)
способ возведения фундамента резервуара -  патент 2437987 (27.12.2011)
способ возведения фундаментов новых резервуаров на месте демонтированных резервуаров -  патент 2422590 (27.06.2011)
резервуар цилиндрический для хранения нефтепродуктов -  патент 2393299 (27.06.2010)
Наверх