Réservoir Nombreux sont actuellement les très grands réservoirs servant au stockage de liquides, de gaz sans ou sous pression. Ces réservoirs peuvent être enterrés, construits à l'air libre. Leur construction pose des problèmes qu'il faut résoudre en fonction des conditions d'utilisation prévue, soit nature et pression du fluide, ou gaz contenu, et charge exté rieure, par exemple neige, vent, etc.
Les très grandes dimensions de ces réservoirs augmentent considérablement les forces en présence; des dispositions particulières doivent donc être prises, de manière que les toits de ce réservoirs puissent assurer, tout en restant économiques, leur rôle de couverture, respectivement de fermeture étanche. Par ailleurs, afin que les opérations de montage des toits restent économiquement favorables, il est avantageux que les toits puissent être construits entièrement au sol, puis mis en place en une pièce. De cette manière, on évite les échafaudages importants qui seraient nécessaires.
Ce procédé implique toutefois la néces sité que le toit soit autoportant, c'est-à-dire que, par construction, il puisse tenir, pendant l'opération de mise en place, ,sans effet raidisseur provenant des parois verticales du réservoir.
La présente invention concerne un réservoir comprenant un toit fixé à sa paroi verticale par au moins deux points .situés au voisinage du bord exté rieur du toit, celui-ci comprenant :d'une part les élé ments de raidissement nécessaires, de manière qu'il soit autoportant, et d'autre part, les tôles nécessaires de manière à réaliser une couverture continue, carac térisé par le fait que ce toit comporte au moins une ceinture, soumise notamment à des efforts longitudi naux située au voisinage de son pourtour extérieur, en-dedans de la paroi verticale intérieure du réser voir.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du réservoir selon l'invention.
La fig. 1 représente une coupe d'un toit de réser voir.
La fig. 2 représente un détail de ce toit, selon la fig. 1.
La fig. 3 représente une vue en perspective de ce toit.
La fig. 4 représente une exécution polygonale du réservoir et du toit.
La fig. 5 représente une exécution polygonale de la ceinture de raidissement du toit.
La fig. 6 représente une exécution d'un toit ner- vuré autoportant.
La fig. 7 représente un :détail du toit de la fig. 6. La fig. 8 représente un toit exécuté en caissons.
La fig. 9 représente trois vues en plan .différentes d'un toit exécuté en caissons répartis: 9a) radiale- ment, 9b) parallèlement, 9c) annulairement.
La fig. 10 représente une exécution d'un caisson fermé et étanche.
La fig. 11 représente une exécution -d'un caisson ouvert.
Les toits couvrant les réservoirs comprennent les principaux éléments suivants, voir fig. 1, 2 et 3 où les mêmes repères ont été utilisés: 1. Tôle de couverture du toit donnant à ce dernier son étanchéité.
2. Membrure supérieure. 3. Membrure inférieure. 4. Diagonale.
5. Anneau central supérieur. 6. Anneau central inférieur.
7. Caisson annulaire extérieur. 8. Ceinture de raidissement. 9. Nervure de liaison de la ceinture 8 au toit. 10. Tôle d'étanchéité.
11. Paroi extérieure du réservoir. 12. Console d'appui du toit.
Le principe de base de la construction décrite est le suivant: les membrures 2 et 3, compte tenu des diagonales 4 et du caisson extérieur 7, constituent une charpente métallique complète capable de sup porter les forces qui seront exercées sur le toit, soit poids propre, charges intérieures et extérieures. Cette charpente s'appuie par l'intermédiaire d'un nombre suffisant de consoles 12 fixées aux parois verticales 11 du réservoir, sur la paroi 11.
Cette charpente sup porte une tôle de couverture 1 qui est posée sur la charpente métallique de façon telle qu'elle constitue une couverture étanche; la tôle de couverture 1 est continue. Pour assurer l'étanchéité à la liaison avec le réservoir, on fixe, après la mise en place du toit, une cornière d'étanchéité 10 qui établit une liaison entre la paroi extérieure du réservoir 11 et la tôle de cou verture 1.
Sous l'effet du poids proprement dit, respectivement des charges extérieures, par exemple si le réservoir doit supporter de la neige, la calotte constituée par la tôle de couverture 1 a tendance à s'écraser, par conséquent à augmenter son diamètre extérieur. Pour limiter cet agrandissement, une cein ture 8 continue est disposée sur le toit. Elle est atta chée par l'intermédiaire de nervures :de liaison 9 à la calotte du toit. Cette ceinture extrêmement résistante s'oppose à l'agrandissement du toit.
Elle constitue un raidissement du toit qui, autoportant, n'exerce en définitive sur le réservoir 11 pratiquement que des forces verticales supportées par les consoles d'appui 12. Cette ceinture est soumise à des efforts longitudi naux importants qui ont tendance à l'allonger. Si le réservoir était soumis à des forces internes importan tes dues à ries pressions, le toit n'aurait plus tendance à s'étaler, mais au contraire à se bomber.
Dans ce cas, cette ceinture s'opposerait à un raccourcisse ment; elle serait alors soumise à des efforts de com pression importants.
La fig. 3 montre que l'exécution prévue est de forme circulaire, mais il est évident que tout autre profil pourrait convenir, par exemple la section exté rieure du réservoir pourrait être polygonale et le toit pyramidal (voir fig. 4). Par ailleurs, il est évident que la vue en plan de la ceinture est indépendante de la forme du réservoir lui-même. Un réservoir polygonal peut recevoir un toit équipé d'une ceinture circulaire ou également polygonale, ou inversement.
La fig. 5 montre une exécution d'une ceinture dont la vue en plan -est polygonale et qui est exécutée au moyen d'un câble 13. Au surplus, dans cette forme d'exécution, il est possible de donner à ce câble 13, constituant la ceinture, un état de tension interne, en le tendant fortement, capable de provoquer une ten dance à accentuer le bombé naturel du toit.
Cet état de précontrainte modifie la répartition des tensions internes dans les différentes matières constituant la toit; il permet de décharger certains éléments en acier ordinaire, donc relativement peu résistants, en char geant d'autant plus la ceinture dont le poids est limité, mais qui peut être exécutée en .acier très rési stant.
La fig. 6 montre une exécution dans laquelle la ceinture de raidissement du toit est située au-dessous du toit proprement dit, alors que dans les fig. 1 et 2, cette ceinture était située au-dessus.
La fig. 7 représente un détail d'exécution de cette fig. 6.
Les mêmes repères sont utilisés pour les fig. 6 et 7 qui représentent une autre forme d'exécution du toit et comprennent les éléments principaux suivants: tôle de couverture 20, poutraison radiale 21, poutrai son disposée tangentiellement 22, ceinture 23, garni ture d'étanchéité 24, tôle extérieure du réservoir 25, console d'appui 26.
Le principe de ce toit est identique au précédent. Il se caractérisé cependant par le fait que la poutrai son de renforcement 21, 22 est soudée à la tôle de couverture 20 qui collabore ainsi à la résistance de l'ensemble. Il est évident qu'au lieu de souder à la tôle de couverture 20 les poutres radiales 21 consti tuant une charpente, on pourrait souder des nervures de raidissement ayant le même effet.
Les fig. 8 et 9 représentent une autre forme d'exécution possible de ce toit. Dans ces deux cas, celui-ci est réalisé par plusieurs caissons 27 juxtapo sés. Des parois verticales 28 sont disposées de manière à conférer à chaque caisson 27 la résistance suffisante, de façon à réaliser l'autoportance recher chée. Un anneau 30, constitué par deux tôles cylin driques 31 et 32 et une rondelle 33, tôles soudées les unes aux autres, est fixé rigidement sur la paroi de fond du toit, et constitue une ceinture de raidisse ment.
La fig. 9 -est une vue en plan du toit du réser voir selon la fig. 8; elle montre trois solutions diffé rentes de répartition des caissons 27. Afin de ne pas surcharger la figure, l'anneau 30 n'a pas été repré senté. La fig. 9a montre une disposition radiale des caissons 27a. La fig.9b montre une disposition parallèle des caissons 27b. La fig. 9c montre une dis position annulaire des caissons 27c.
Il est évident que ces dispositions peuvent être mixtes et comprendre des éléments annulaires, radiaux et parallèles.
Les fig. 10 et 11 montrent chacune, en vue per spective, un fragment de caisson 27 des fig. 8 et 9, caisson fermé à la fig. 10, caisson ouvert à la fig. 11. La forme du fragment de caisson dépend, bien en tendu, de la place que ce fragment occupe dans le toit.
En outre, tous ces caissons 27a, 27b,<B>27e</B> peuvent être réalisés de telle manière que le toit soit flottant. Cette particularité est destinée à faciliter les opéra tions de montage. En effet, après exécution du toit, sur le fond du réservoir, on construit les parois verti cales du réservoir et, lorsque cette opération est ter- minée, on monte le toit à sa place définitive, en rem plissant le réservoir d'eau.
Comme le toit flotte, il monte avec le niveau et une fois le réservoir plein, il suffit de le fixer à la paroi verticale, puis de terminer les opérations de montage.
Il est à remarquer que le même toit flottant pour rait dans ce cas "être utilisé comme échafaudage mobile pour monter, dès que le toit peut flotter lui- même, les viroles constituant successivement de bas en haut, les parois verticales du réservoir.
Reservoir There are currently many very large reservoirs used for the storage of liquids, gas without or under pressure. These tanks can be buried, built in the open air. Their construction poses problems that must be solved according to the conditions of intended use, either nature and pressure of the fluid, or gas contained, and external load, for example snow, wind, etc.
The very large dimensions of these reservoirs considerably increase the forces involved; special provisions must therefore be taken so that the roofs of this tank can ensure, while remaining economical, their role of cover, respectively of tight closure. Furthermore, so that the roof assembly operations remain economically favorable, it is advantageous for the roofs to be able to be built entirely on the ground, then put in place in one piece. In this way, the important scaffolding that would be necessary is avoided.
However, this process implies the need for the roof to be self-supporting, that is to say that, by construction, it can hold, during the installation operation, without stiffening effect from the vertical walls of the tank.
The present invention relates to a tank comprising a roof fixed to its vertical wall by at least two points located in the vicinity of the outer edge of the roof, the latter comprising: on the one hand the necessary stiffening elements, so that it is self-supporting, and on the other hand, the necessary sheets so as to achieve a continuous covering, charac terized by the fact that this roof comprises at least one belt, subjected in particular to longitudinal forces located in the vicinity of its outer perimeter, inside the interior vertical wall of the tank see.
The appended drawing represents, schematically and by way of example, several embodiments of the reservoir according to the invention.
Fig. 1 shows a section through a roof of a tank.
Fig. 2 shows a detail of this roof, according to FIG. 1.
Fig. 3 shows a perspective view of this roof.
Fig. 4 shows a polygonal execution of the tank and the roof.
Fig. 5 shows a polygonal execution of the roof stiffening belt.
Fig. 6 shows an execution of a self-supporting ribbed roof.
Fig. 7 shows a detail of the roof of FIG. 6. FIG. 8 represents a roof executed in boxes.
Fig. 9 shows three different plan views of a roof executed in distributed boxes: 9a) radially, 9b) parallel, 9c) annularly.
Fig. 10 shows an embodiment of a closed and sealed box.
Fig. 11 shows an execution of an open box.
The roofs covering the tanks consist of the following main elements, see fig. 1, 2 and 3 where the same references have been used: 1. Roof covering sheet giving the latter its waterproofing.
2. Upper chord. 3. Bottom chord. 4. Diagonal.
5. Upper central ring. 6. Lower central ring.
7. Outer annular casing. 8. Stiffening belt. 9. Belt connecting rib 8 to the roof. 10. Sealing plate.
11. Outer wall of the tank. 12. Roof support bracket.
The basic principle of the construction described is as follows: the frames 2 and 3, taking into account the diagonals 4 and the outer box 7, constitute a complete metal frame capable of supporting the forces which will be exerted on the roof, i.e. own weight , internal and external loads. This frame is supported by means of a sufficient number of consoles 12 fixed to the vertical walls 11 of the tank, on the wall 11.
This sup frame carries a cover sheet 1 which is placed on the metal frame in such a way that it constitutes a waterproof cover; the cover sheet 1 is continuous. To ensure tightness at the connection with the tank, a sealing angle 10 is fixed, after the roof has been fitted, which establishes a connection between the outer wall of the tank 11 and the cover plate 1.
Under the effect of the weight proper, respectively of the external loads, for example if the tank has to support snow, the cap formed by the cover sheet 1 tends to be crushed, consequently to increase its external diameter. To limit this enlargement, a continuous belt 8 is placed on the roof. It is attached by means of ribs: connecting 9 to the roof cap. This extremely resistant belt is opposed to the enlargement of the roof.
It constitutes a stiffening of the roof which, self-supporting, ultimately exerts on the tank 11 practically only vertical forces supported by the support consoles 12. This belt is subjected to significant longitudinal forces which tend to lengthen it. . If the tank were subjected to significant internal forces due to pressures, the roof would no longer tend to spread out, but on the contrary to bulge.
In this case, this belt would oppose a shortening; it would then be subjected to significant compression efforts.
Fig. 3 shows that the planned execution is circular, but it is obvious that any other profile could be suitable, for example the external section of the tank could be polygonal and the roof pyramidal (see fig. 4). Furthermore, it is obvious that the plan view of the belt is independent of the shape of the tank itself. A polygonal tank can receive a roof equipped with a circular or also polygonal belt, or vice versa.
Fig. 5 shows an embodiment of a belt whose plan view -is polygonal and which is executed by means of a cable 13. In addition, in this embodiment, it is possible to give this cable 13, constituting the belt, a state of internal tension, by tightening it strongly, capable of causing a tendency to accentuate the natural curve of the roof.
This state of prestressing modifies the distribution of internal tensions in the various materials constituting the roof; it makes it possible to unload certain elements made of ordinary steel, and therefore relatively not very resistant, by loading all the more the belt, the weight of which is limited, but which can be executed in very resistant steel.
Fig. 6 shows an embodiment in which the roof stiffening belt is located below the roof itself, while in FIGS. 1 and 2, this belt was located above.
Fig. 7 shows a detail of execution of this FIG. 6.
The same references are used for fig. 6 and 7 which represent another embodiment of the roof and include the following main elements: cover sheet 20, radial beam 21, beams arranged tangentially 22, belt 23, sealant 24, outer sheet of the tank 25 , support bracket 26.
The principle of this roof is identical to the previous one. It is however characterized by the fact that the reinforcing beam 21, 22 is welded to the cover plate 20 which thus contributes to the strength of the assembly. It is obvious that instead of welding the radial beams 21 constituting a frame to the cover plate 20, it is possible to weld stiffening ribs having the same effect.
Figs. 8 and 9 represent another possible embodiment of this roof. In these two cases, it is produced by several boxes 27 juxtaposed. Vertical walls 28 are arranged so as to give each box 27 sufficient strength, so as to achieve the desired self-support. A ring 30, consisting of two cylindrical sheets 31 and 32 and a washer 33, sheets welded to each other, is rigidly fixed to the bottom wall of the roof, and constitutes a stiffening belt.
Fig. 9 -is a plan view of the roof of the tank see according to fig. 8; it shows three different distribution solutions for the caissons 27. In order not to overload the figure, the ring 30 has not been shown. Fig. 9a shows a radial arrangement of the boxes 27a. Fig.9b shows a parallel arrangement of the boxes 27b. Fig. 9c shows an annular position of the boxes 27c.
It is obvious that these arrangements can be mixed and include annular, radial and parallel elements.
Figs. 10 and 11 each show, in a perspective view, a box fragment 27 of FIGS. 8 and 9, box closed in fig. 10, box open in fig. 11. The shape of the box fragment depends, well stretched, on the place this fragment occupies in the roof.
In addition, all these caissons 27a, 27b, <B> 27e </B> can be produced in such a way that the roof is floating. This feature is intended to facilitate assembly operations. In fact, after execution of the roof, on the bottom of the tank, the vertical walls of the tank are built and, when this operation is completed, the roof is mounted in its final place, filling the tank with water.
As the roof floats, it rises with the level and once the tank is full, it is enough to fix it to the vertical wall, then to finish the assembly operations.
It should be noted that the same floating roof could in this case "be used as a mobile scaffolding for climbing, as soon as the roof can float itself, the shells constituting successively from bottom to top, the vertical walls of the tank.