›
›

Đồ án Thiết kế kỹ thuật bể chứa trụ đứng V=45000m³

Download
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
LỜI CẢM ƠN  
-----------  -----------  
Đối với mỗi sinh viên đồ án tốt nghiệp có vai trò rất quan trọng, đặc biệt là khối  
nghành kĩ thuật như trường Đại học Xây Dưng. Nó giúp sinh viên vận hoàn thiện,  
tổng hợp, vận dụng những kiến thức đã tích lũy, trau dồi trong suốt quá trình học  
tập tại trường.  
Được sự hướng dẫn tận tình của PGS.TS. Phan Ý Thuận và sự cố gắng, tìm tòi  
học hỏi của bản thân sau 3 tháng em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình với  
đề tài:” Thiết kế kĩ thuật bể chứa trụ đứng V=45000m3”. Đây là đề tài mang ý  
nghĩa thực tế cao, em cũng đã cố gắng tập trung nghiên cứa, học hỏi , làm việc  
nghiêm túc nhưng kiến thức còn hạn chế, kinh nghiệm thiết kế thi công thực tế chưa  
có, khối lượng công việc lớn vì vậy không tránh khỏi những sai sót, em rất mong  
được sự, hướng dẫn, chỉ bảo của các thầy cô để em có thể hoàn thiện mình hơn khi  
ra trường.  
Qua đây cho phép em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các thầy cô trong  
trường Đại học Xây Dựng nói chung, các thầy cô trong Viện Xây dựng Công trình  
biển nói riêng đã truyền đạt, dạy dỗ em trong suốt quá trinh học tập tại trường.  
Đặc biệt cho phép em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới  
PGS.TS.Phan Ý Thuận đã trực tiếp, tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt  
nghiệp này.  
Em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến gia đình, bạn bè - Những  
người đã luôn ở bên cạnh động viên, giúp đỡ em trong những lúc khó khăn nhất khi  
làm đồ án tốt nghiệp này.  
Em xin chân thành cảm ơn!  
Hà Nội, ngày 11 tháng 06 năm 2012  
Sinh viên  
Nguyễn Xuân Thành  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 1  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỂ CHỨA DẦU................................................7  
I. Khái niệm và phân loại bể chứa....................................................................7  
1. Khái niệm bể chứa..........................................................................................7  
2. Phân loại bể chứa ...........................................................................................7  
II. Các dạng bể chứa ........................................................................................7  
1. Bể chứa trụ đứng............................................................................................7  
1.1. Bể chứa trụ đứng áp lực thấp ....................................................................7  
1.2. Bể chứa trụ mái nón....................................................................................9  
1.3. Bể chứa trụ đứng mái phao........................................................................9  
1.4. Bể chứa trụ đứng mái cầu ........................................................................10  
2. Bể chứa trụ ngang ........................................................................................10  
3. Bể chứa cầu ...................................................................................................11  
4. Bể chứa hình giọt nước ................................................................................12  
5. Bể chứa trụ đứng mái dome ........................................................................12  
III. Nhu cầu và tình hình xây dựng các công trình bể chứa ở Việt Nam....16  
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÂN BỂ .............................................19  
I. Số liệu thiết kế...............................................................................................19  
II. Phân tích lựa chọn phương án.....................................................................19  
1. Tính toán sơ bộ các phương án xây dựng...............................................20  
1.1. Lựa chọn kích thước tối ưu bể chứa........................................................20  
2. Kết luận phương án chọn .........................................................................23  
3. Tính toán kết cấu thân bể.........................................................................23  
3.1. Tính toán chiều dày thân bể (theo API650)............................................23  
3.2. Phương pháp điểm thiết kế biến thiên ....................................................24  
4. Tính toán kết cấu đáy bể ..........................................................................26  
4.1. Cấu tạo đáy bể...........................................................................................26  
4.2. Tính toán chiều dày đáy bể ......................................................................27  
4.3. Tính toán tấm vành khăn (annular bottom plate) .................................27  
4.3.1. Tính toán chiều dày tấm vành khăn.....................................................27  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 2  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
4.3.2. Tính toán chiều rộng của tấm vành khăn............................................27  
5. Tính toán vành gia cường chống gió...........................................................28  
CHƯƠNG 3 : TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÁI BỂ................................................31  
1. Thiết kế mái bể .............................................................................................31  
1.1. Lựa chọn kết cấu mái bể...........................................................................31  
1.2. Đặc điểm.....................................................................................................31  
1.3. Xác định các kích thước cơ bản của mái.................................................31  
1.4. Tải trọng tác dụng lên mái .......................................................................31  
1.5. Tính toán thiết kế chi tiết kết cấu mái: ...................................................34  
1.5.1. Tính toán xà gồ vòng: ............................................................................34  
1.5.2. Tính toán thiết kế dàn vì kèo ................................................................37  
1.5.3. Thiết kế cột trung tâm đỡ dàn vì kèo...................................................44  
1.5.4. Tính toán thiết kế liên kết các nút dàn.................................................46  
1.5.4.1. Nguyên tắc chung của liên kết hàn....................................................46  
1.5.4.2. Tính toán liên kết hàn ........................................................................46  
2. Kiểm tra ổn định lật của bể dưới tác dụng của tải trọng gió ...................49  
2.1. Tính toán tải trọng gió tác dụng lên bể ...................................................49  
2.2. Kiểm tra lật của bể....................................................................................49  
3. Lựa chọn kết cấu mái nổi cho bể.................................................................49  
3.1. Giới thiệu về mái nổi.................................................................................49  
3.2. Các phương án mái nổi.............................................................................50  
CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ NỀN MÓNG................................................................51  
I. Đặt vấn đề......................................................................................................52  
II. Số liệu địa chất tại nơi xây dựng công trình: ( Xem phụ lục địa chất )..52  
III. Xây dựng phương án nền móng...............................................................53  
1. Các phương án móng:..................................................................................53  
1.1. Phương án cọc ép ......................................................................................53  
1.2. Phương án cọc đóng..................................................................................53  
1.3. Phương án cọc khoan nhồi .......................................................................54  
1.4. Lựa chọn phương án móng ......................................................................54  
2. Vật liệu móng và các thông số cơ bản.........................................................54  
3. Xác định tải trọng.........................................................................................55  
3.1. Trọng lượng bản thân của bể chứa : ( Xem phụ lục 4 ).........................55  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 3  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
3.2. Tải trọng ngang lên đài cọc ......................................................................56  
3.3. Tải trọng phân bố trên đài móng.............................................................56  
3.4. Tải trọng phân bố đều lên dầm vòng.......................................................56  
3.5. Tải trọng theo phương ngang tác dụng lên dầm vòng...........................57  
4. Kiểm tra chiều sâu đáy đài:.........................................................................58  
5. Tính toán sức chịu tải của cọc .....................................................................59  
5.1. Sức chịu tải của cọc theo vật liệu .............................................................59  
5.2. Sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT ......................59  
6. Xác định số lượng cọc ..................................................................................61  
7. Xác định tải trọng phân phối lên cọc..........................................................62  
8. Tính lún cho hệ kết cấu móng .....................................................................62  
9. Xác định độ cứng của các lò xo ...................................................................63  
10. Đưa vào sơ đồ tính và nhập các số liệu tải trọng vào sơ đồ .................64  
11. Xác định tải trọng phân phối lên các cọc................................................64  
12. Tính toán kiểm tra cọc..............................................................................64  
12.1. Khi vận chuyển.......................................................................................64  
12.2. Trường hợp đưa cọc lên giá búa:..........................................................65  
12.3. Tính toán thép móc cẩu:........................................................................66  
13. Tính toán kiểm tra đài cọc........................................................................67  
13.1. Kiểm tra điều kiện đâm thủng..............................................................67  
13.2. Tính cốt thép cho đài cọc.......................................................................69  
14. Tính cốt thép cho dầm vòng.....................................................................72  
CHƯƠNG 5: TÍNH TOÁN BẰNG MÁY TÍNH .................................................74  
1. Tải trọng tác dụng lên bể.............................................................................74  
1.1. Tải trọng gió tác dụng lên mái bể ............................................................74  
1.2. Tải trọng gió tác dụng lên thân bể...........................................................74  
2. Tải trọng mái ................................................................................................83  
3. Áp lực của chất lỏng.....................................................................................84  
4. Mô hình hóa nền đất ....................................................................................86  
5. Tính toán máy tính.......................................................................................86  
5.1. Tính toán với móng mềm..........................................................................86  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 4  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
CHƯƠNG 6: CHI TIẾT CÔNG NGHỆ BỂ.........................................................91  
I. Các loại van cửa bể : ....................................................................................91  
II. Các loại cửa bể...........................................................................................91  
1. Cửa xuất :......................................................................................................91  
2. Cửa nhập.......................................................................................................92  
III. Cầu thang bể :............................................................................................93  
CHƯƠNG 7: QUY TRÌNH KỸ THUẬT THI CÔNG.........................................95  
I. Công tác chuẩn bị.........................................................................................95  
1. Mặt bằng thi công.........................................................................................95  
2. Máy móc thiết bị thi công ............................................................................95  
3. Chuẩn bị vật tư.............................................................................................95  
3.1. Công tác cắt thép.......................................................................................95  
3.2. Công tác gia công mài...............................................................................96  
3.3. Công tác cuộn thép....................................................................................96  
II. Quy trình công nghệ thi công...................................................................96  
1. Quy trình thi công móng bể.........................................................................96  
1.1. Những yêu cầu khi thi công......................................................................96  
1.2. Trình tự thi công .......................................................................................97  
2. Quy trình thi công đáy bể ............................................................................98  
2.1. Những yêu cầu khi thi công......................................................................98  
2.2. Gia công chế tạo tấm đáy..........................................................................98  
2.3. Thi công lắp dựng......................................................................................99  
3. Thi công thành bể.........................................................................................99  
3.1. Những yêu cầu khi tiến hành thi công thành bể.....................................99  
3.2. Gia công chế tạo ......................................................................................100  
3.3. Lắp dựng tại công trường.......................................................................100  
3.4. Thi công kết cấu mái...............................................................................101  
4. Các quy định về đường hàn.......................................................................102  
5. An toàn lao động.........................................................................................102  
III. Các yêu cầu kỹ thuật...............................................................................103  
1. Vật liệu chế tạo- thép: ................................................................................103  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 5  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
2. Yêu cầu gia công chế tạo:...........................................................................103  
3. Yêu cầu về vật liệu: ....................................................................................103  
4. Yêu cầu về chế tạo:.....................................................................................103  
5. Yêu cầu về hàn bể:......................................................................................103  
DANH MỤC BẢN VẼ.......................................................................................106  
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................107  
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN.....................................................................................108  
PHỤ LỤC 1: SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT ................................................................109  
PHỤ LỤC 2: TÍNH TOÁN CHIỀU DÀY THÂN BỂ....................................117  
PHỤ LỤC 3: TÍNH TOÁN KIỂM TRA CẤU KIỆN MÁI BỂ.....................122  
PHỤ LỤC 4: TẢI TRỌNG GIÓ TÁC DỤNG LÊN THÀNH BỂ ................124  
PHỤ LỤC 5: TÍNH LÚN MÓNG....................................................................133  
PHỤ LỤC 6: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN ĐẦU CỌC............................134  
PHỤ LỤC 7: BẢN VẼ KĨ THUẬT .................................................................159  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 6  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BỂ CHỨA DẦU  
I. Khái niệm và phân loại bể chứa  
1. Khái niệm bể chứa  
Bể chứa là một công trình xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho công tác  
tàng trữ các sản phẩm dầu (xăng, dầu hoả…), khí hoá lỏng, nước, axít, cồn công  
nghiệp…  
Hiện nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật và yêu cầu về mặt công  
nghệ, người ta đã tiến hành nghiên cứu và xây dựng các loại bể chứa có cấu trúc  
phức tạp nhưng hợp lý hơn về mặt kết cấu góp phần mang lại hiệu quả kinh tế cao.  
2. Phân loại bể chứa  
a) Phân loại theo hình dạng bể  
- Bể chứa hình trụ  
- Bể hình cầu, hình giọt nước  
Bể chứa hình trụ (trụ đứng, trụ ngang), bể hình cầu, hình giọt nước… tuỳ  
theo vị trí của bể trong không gian chúng có thể đặt cao hơn mặt đất (trên gối tựa),  
đặt trên mặt đất, ngầm hoặc nửa ngầm dưới đất hoặc dưới nước.  
b) Phân loại theo mái bể  
- Bể chứa có thể tích không đổi (mái tĩnh – cố định).  
- Bể chứa có thể tích thay đổi (mái phao – ngoài mái cố định còn có mái cố  
định nổi trên mặt chất lỏng, hoặc mái nổi – bản thân là mái phao).  
c) Phân loại theo áp lực dư ( do chất lỏng bay hơi)  
- Bể chứa áp lực thấp : khi áp lực dư Pd <= 0.002 MPa. Và áp lực chân không  
Po <=0.00025 MPa.  
- Bể chứa trụ đứng áp lực cao : khi áp lực dư Pd => 0.002 MPa.  
II. Các dạng bể chứa  
1. Bể chứa trụ đứng  
1.1. Bể chứa trụ đứng áp lực thấp  
Bể chứa trụ đứng mái tĩnh thường để chứa các sản phẩm dầu mỏ có hơi đàn  
hồi áp lực thấp. Thể tích có thể rất khác nhau từ 100 đến 20000 m3 (chứa xăng),  
thậm chí lên tới 50 000 m3 (chứa dầu mazut…)  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 7  
             
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
Bể chứa trụ đứng  
Các bộ phận chính của bể:  
- Đáy bể : Được đặt trên nền cát đầm chặt và chịu áp lực chất lỏng. Đáy bể  
gồm các thép tấm có kích thước lấy theo định hình sản xuất và được liên kết  
với nhau bằng đường hàn đối đầu.  
- Thân bể : Là bộ phận chịu lực chính, gồm nhiều khoang thép tấm hàn lại,  
chiều dày các thép tấm thân bể có thể thay đổi hoặc không dọc theo thành  
bể. Liên kết giữa các thép tấm trong cùng một đoạn thân là đường hàn đối  
đầu, liên kết giữa các đoạn thân dùng đường hàn vòng hoặc đối đầu. Nối  
thân bể và đáy bể dùng đường hàn góc  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 8  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
- Mái bể: Cũng được tổ hợp từ các tấm thép hàn lại với các dạng chính như  
sau: Mái nón, mái treo, mái cầu, mái trụ cầu.  
Cột  
Cột  
MÁI NÓN  
MÁI TREO MÁI TRỤ CẦU  
MÁI CẦU  
1.2. Bể chứa trụ mái nón  
Có đường kính có thể tới 300 feet(90m)và chiều cao 64 feet(19.2m) trong  
trường hợp bể có đường kính rộng cần phải có dàn đỡ mái bên trong. Loại bể này  
rất phổ biến với ưu điểm dễ thi công, lắp ráp và tương đối kinh tế, tuy nhiên phần  
trên của thành bể chưa được tận dụng hết khả năng chịu lực.  
1.3. Bể chứa trụ đứng mái phao  
Loại bể này hiện nay được sử dụng khá nhiều trên thế giới. Việc sử dụng mái  
mang lại hiệu quả kinh tế cao, làm giảm đáng kể sự mất mát Cacbua – Hydro nhẹ,  
giảm ô nhiễm môi trường xung quanh. Việc loại trừ khoảng không gian hơi trên bề  
mặt xăng dầu chứa trong bể, cho phép tăng mức độ an toàn phòng hỏa so với các  
loại bể khác. Trên thực tế người ta hay dùng hai loại bể:  
- Bể hở có mái phao  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 9  
   
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
- Bể kín có mái phao  
Bể mái phao hao tổn do bay hơi giảm tới 80 % - 90%.  
Bể chứa trụ đứng mái phao  
1.4. Bể chứa trụ đứng mái cầu  
Loại bể này dùng để chứa sản phẩm dầu nhẹ dưới áp lực dư P = 0.01 – 0.07  
MPa. Mái gồm các tấm chỉ cong theo phương kinh tuyến, với bán kính thân bể.  
Thân bể được hàn từ thép tấm. Dưới bể được bố trí các bu lông neo quanh  
thân tránh hiện tượng đáy bể bị uốn và nâng lên cùng thân dưới tác dụng của áp lực  
dư lớn khi lượng chất lỏng trong bể giảm.  
2. Bể chứa trụ ngang  
Bể chứa trụ ngang dùng để chứa các sản phẩm dầu mỏ dưới áp lực dư pd ≤  
0.2Mpa và hơi hoá lỏng có pd ≤ 1.8Mpa, áp lực chân không p0 ≤ 0.1Mpa.  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 10  
   
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
Bể chứa trụ ngang có 3 bộ phận chính: thân, đáy và gối tựa  
- Thân bể: bằng thép tấm, được chia làm nhiều khoang. Các tấm thép được  
liên kết với nhau bằng đường hàn đối đầu, bên trong mỗi khoang đặt các  
vành cứng bằng thép góc và hàn với thân bể.  
- Đáy: có các hình dạng khác nhau: phẳng, nón, trụ, cầu, elíp. Việc lựa chọn  
đáy phụ thuộc vào thể tích bể, và áp lực dư trong bể.  
- Gối tựa: gồm hai gối hình cong lõm bằng bê tông hoặc gối tựa dạng thanh  
đứng.  
Bể chứa trụ ngang có những ưu điểm, nhược điểm chính sau:  
- Ưu điểm: hình dạng đơn giản, dễ chế tạo, có khả năng chế tạo trong nhà máy  
rồi vận chuyển đến nơi xây dựng.Có thể tăng đáng kể áp lực dư so với bể trụ  
đứng.  
- Nhược điểm: tốn chi phí chế tạo gối tựa.  
3. Bể chứa cầu  
Bể chứa cầu dùng để chứa hơi hoá lỏng với áp lực dư Pd =( 0.25-1.8)MPa.  
Thể tích bể V = 600-4000 m3 .  
Bể được ghép từ các tấm thép cong hai chiều và được chế tạo bằng cách cán  
nguội hoặc dập nóng. Các tấm thép được hàn với nhau bằng đường hàn đối đầu.  
Cách chia các tấm trên mặt cầu có nhiều hình dáng khác nhau, múi kinh tuyến với  
các mạch song song hoặc so le.  
Bể được đặt trên gối dạng vành hay thanh cống bằng thép ống hoặc thép chữ  
I. Dùng thanh chống đảm bảo được biến dạng tự do cho bể. Các thanh chống nên  
tiếp xúc với mặt bể để giảm ứng suất cục bộ và không tỳ vào đường hàn nối các  
tấm của vỏ bể.  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 11  
 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
Bể chứa cầu  
4. Bể chứa hình giọt nước  
Khuynh hướng đi tìm một giải pháp kết cấu cho ứng lực trên bể tương đối  
đồng nhất đã đưa đến giải pháp bể dạng giọt nước.  
Loại bể này thường được dùng để chứa xăng nhẹ do khả năng chịu được áp  
suất cao do khí dư bay hơi và có vòng quay sản phẩm lớn.  
Bể chứa hình giọt nước được đặt trên hệ giá đỡ, được tổ hợp từ các thanh  
thép ống. Hệ giá đỡ này được đặt trên móng bêtông cốt thép.  
5. Bể chứa trụ đứng mái dome  
Đây là loại bể chứa trụ đứng, mái cầu. Trong đó kết cấu mái là hệ thống giàn không  
gian được cấu tạo từ các thanh dầm chữ I, liên kết với nhau thông qua hệ thống  
bulông và bản đệm, được bao che kín nhờ các panel mái, tất cả hệ thống đều sử  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 12  
   
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
dụng loại vật liệu là hợp kim nhôm (aluminum). Ưu điểm chính của hệ kết cấu mái  
này là lắp dựng đơn giản, trọng lượng nhẹ do đó giảm được tải trọng tác dụng lên  
thân bể, móng bể dẫn đến giảm được giá thành xây dựng Kết cấu mái Dome là một  
loại kết cấu mái làm từ hợp kim aluminum ngày nay được sử dụng rất nhiều để làm  
hệ thống mái cho các bể chứa.. Người ta dùng nó để thay thế cho các loại mái thép  
nặng nề. Với trọng lượng nhẹ và vượt được nhịp lớn, loại kết cấu này đem lại rất  
nhiều lợi ích cho nhà sử dụng. Cấu tạo của nó gồm 2 phần chính.  
• Hệ thống khung đỡ không gian với các nút liên kết đặc biệt. Các phần tử  
thanh được cấu tạo từ dầm chữ I và được liên kết với nhau bằng bulông  
thông qua một bản đệm. Cấu tạo của hệ thống này như sau.  
Ghi chú Silicone sealant: chất bịt silicone  
Gusset cover: nắp kẹp  
Lock bolts: bulông liên kết  
Dome strut: dầm vòm  
Panel: tấm panel mái  
Batten: tấm lót  
Silicone gasket: miếng đệm silicone  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 13  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
• Hệ thống các panel kín được liên kết vững chắc vào các phần tử thanh. Hình  
dạng loại mái này như sau  
Kết cấu mái này được liên kết và đỡ bởi bể thông qua các khung đỡ đựơc bố trí đều  
xung quanh thành bể.  
Các tính chất đặc trưng của hệ kết cấu này như sau:  
• Bảo dưỡng đơn giản, không cần phá vỡ kết cấu và không cần sơn phủ  
• Đảm bảo tính kín nước, kết quả thí nghiệm cho thấy loại mái này loại trừ  
đựơc sự đi vào của nước mưa.  
• Giảm sự hấp thụ nhiệt bởi tác động bên ngoài do mái cấu tạo từ aluminum là  
hợp kim có mầu sáng trắng.  
• Phù hợp với tất cả các loại sản phẩm của bể chứa.  
• Có trọng lượng nhẹ và vượt nhịp lớn do được chế tạo từ hợp kim aluminum  
và thép không gỉ.  
• Có thể thử và điều chỉnh với những thay đổi nhỏ nhất.  
• Tuổi thọ của kết cấu mái có thể trên 50 năm.  
• Đáp ứng được yêu cầu thiết kế cho những bể chứa đặc biệt.  
• Dễ dàng lắp đặt, có thể lắp đặt trên mặt đất sau đó tiến hành cẩu lắp lên hoặc  
lắp đặt trực tiếp trên bể.  
• Có thể thiết kế cho tải trọng gió và tuyết lớn.  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 14  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
Bể chứa trụ đứng mái dome  
Các chi tiết của mái Dome  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 15  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
III. Nhu cầu và tình hình xây dựng các công trình bể chứa ở Việt Nam  
Bể chứa bắt đầu xuất hiện ở Việt Nam vào đầu thể kỷ 20 với mục đích chủ  
yếu nhằm phục vụ cho công cuộc khai phá thuộc địa của thực dân Pháp. Sau khi đất  
nước độc lập, cùng với sự phát triển của đất nước nhu cầu sử dụng bể chứa cũng  
tăng theo. Bể chứa chủ yếu tập trung và phổ biến ở Hải Phòng, TP. Hồ Chí Minh,  
Cần Thơ, Vũng Tàu và mới đây nhất là khu lọc hóa dầu Dung Quất – Quảng  
Ngãi(do BP làm tổng thầu). Các công trình này đã đáp ứng nhu cầu phục vụ cho  
mục đích dân sự, công nghiệp và quốc phòng – an ninh như bể chứa nước, xăng  
dầu, khí hóa lỏng.  
Do hạn chế về mặt kỹ thuật nên các công trình bể chứa được xây dựng ở  
Việt Nam chủ yếu là dạng trụ đứng, còn các dạng bể chứa khác như bể cầu, bể hình  
giọt nước còn phải đi mua của nước ngoài.Vì vậy việc nghiên cứu và áp dụng các  
công nghệ tiên tiến trong thiết kế và thi công các công trình bể chứa là rất quan  
trọng đặc biệt là trong giai đoạn mới khi nhu cầu sử dụng năng lượng (có xuất phát  
từ các sản phẩm dầu khí) của nước ta tăng cao.  
Dưới đây là một số hình ảnh về các công trình bể chứa tại nhà máy lọc hóa  
dầu Dung Quất :  
Toàn cảnh khu bể chứa nhìn từ xa  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 16  
 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
Khu bể chứa dầu trụ đứng  
Khu bể chứa khí hóa lỏng  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 17  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
Thi công bể chứa cầu  
Thi công bể chứa trụ đứng  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 18  
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
CHƯƠNG 2: TÍNH TOÁN THIẾT KẾ THÂN BỂ  
I. Số liệu thiết kế  
THÔNG SỐ THIẾT KẾ BỂ  
Stt  
1
Thông Số  
Đơn Vị  
m3  
Giá Trị  
Khả năng chứa  
45795.78  
2
3
4
Dung tích thiết kế  
Sản phẩm chứa  
Lưu lượng nhập  
m3  
45000  
xăng, dầu  
< 800  
m3/h  
5
Lưu lượng xuất  
m3/h  
oC  
< 400  
6
7
Nhiệt độ làm việc ( to )  
Nhiệt độ thiết kế  
> 25  
120  
oC  
8
Áp suất dương thiết kế  
Áp suất âm thiết kế  
kN/m  
kN/m2  
mm  
mm  
mm  
%
2
9
0,25  
10  
11  
12  
13  
14  
15  
16  
17  
18  
Độ ăn mòn cho thép thành bể  
Độ ăn mòn cho thép đáy bế  
Độ ăn mòn cho phép kết cấu khác  
Sức chứa lớn nhất  
Vận tốc gió  
Tiêu chuẩn thiết kế  
Vật liệu thành bể ( Rc )  
Vật liệu đáy bể ( Rc )  
Vật liệu mái bể ( Rc )  
2
2
1
90 % thể tích bể  
m/s  
36,4  
API 650  
250  
250  
210  
Mpa  
Mpa  
Mpa  
Dung tích thiết kế: 45000 (m3)  
Số liệu địa chất công trình ( Xem phụ lục 1 )  
II. Phân tích lựa chọn phương án  
Với yêu cầu thiết kế kỹ thuật bể chứa dầu dung tích V = 45.000 (m3) ta đưa  
ra các yêu cầu:  
- Tiết kiệm vật liệu  
- Khả năng thi công  
- Phù hợp với diện tích mặt bằng xây dựng  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 19  
     
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG  
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP  
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN  
THIẾT KẾ KỸ THUẬT BỂ CHỨA TRỤ ĐỨNG V = 45000m3  
Kích thước tối ưu nhất của bể được lựa chọn theo những tiêu chí: kinh tế,  
khả năng thi công, khả năng sửa chữa duy tu, lượng dầu thất thoát là nhỏ nhất.  
1. Tính toán sơ bộ các phương án xây dựng  
1.1. Lựa chọn kích thước tối ưu bể chứa  
Đặc trưng vật liệu cho thân – đáy bể:  
Thép tấm A36M có các đặc trưng sau:  
- SMYS = 250 (Mpa), SMTS = 400(Mpa)  
- Sd =160(Mpa), St =171(Mpa)  
Lựa chọn kích thước tối ưu bể chứa:  
Chiều cao tối ưu của bể chứa được tính theo công thức B.S.SuKhop:  
* Rkh *  
H ln   
(2.1)  
n1 *1  
Trong đó:  
- Hln là chiều cao tối ưu của bể  
- Rkh là cường độ tính toán của đường hàn đối đầu chịu kéo, lấy bằng cường  
độ chịu kéo của vật liệu: Rkh = 40000(T/m2)  
- là tổng chiều dày của bản đáy và mái, = 13(mm) =0.013(m)  
- 1 là tỷ trọng của chất lỏng (dầu) chứa trong bể, 1 = 0.8(T/m3)  
- n1 là hệ số vượt tải: n1 = 1.5  
- là hệ số điều kiện làm việc  
Thay số vào ta được: Hln = 19.75 (m)các phương án đưa ra có chiều cao  
H lựa chọn xung quanh giá trị Hln = 19.75 (m)  
Đường kính tương ứng với chiều cao H là:  
4*V  
D  
( 2.2 )  
*H  
Trong đó:  
- V là thể tích bể chứa  
- D là đường kính bể  
Lựa chọn kích thước bể phải thỏa mãn điều kiện:  
Chiều cao không được quá lớn để dễ dàng cho việc chữa cháy khi có sự cố  
xảy ra  
SVTH: Nguyễn Xuân Thành  
MSSV: 1132.51  
Page 20  
   
Tải về để xem bản đầy đủ
docx 158 trang yennguyen 01/04/2022 6340
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Đồ án Thiết kế kỹ thuật bể chứa trụ đứng V=45000m³", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • docxdo_an_thiet_ke_ky_thuat_be_chua_tru_dung_v45000m.docx