矩形容器1

W3-T-301计算书目录一、设计工况：二、设计依据标准三、容器顶板强度计算四、容器侧板强度计算五、容器底板强度计算六、容器各部质量计算七、容器底座吊装强度计算第1页W3-T-301计算书一、设计工况：设计压力PaP=2700设计温度oCT=50工作压力Pap工=常压工作温度oCT工=25试验压力PaPS=4000充装介质水介质密度kg/m3G=1000腐蚀裕量mmC1=1试验介质水试验介质密度kg/m3G'=1000容器容积m3V=22.88容器长边侧板宽度mmLL=4400容器短边侧板宽度mmLS=2600容器高度mmH=2000容器顶板厚度mmd1=6容器底板厚度mmd2=10容器长边侧板厚度mmd3=6容器短边侧板厚度mmd4=6容器顶部加强筋规格80x80x6底梁规格I10100x68x4.5容器水平加强筋数量道N1=2容器水平加强筋规格63x63x6容器长侧板垂直加强筋数量道N2=5容器长侧板垂直加强筋规格63x63x6容器短侧板垂直加强筋数量道N3=3容器短侧板垂直加强筋规格63x63x6保温材料名称玻璃棉保温层厚度mmdin=75保温材料密度kg/m3Gi=60容器主体材质Q235-A主体材质的材料屈服极限MPaS=235第2页W3-T-301计算书设计温度下材料的许用应力MPa[s]t=135设计温度下材料的许用压缩应力MPa[s]crt=103拼板焊缝系数f=0.70所有碳钢及不锈钢杨氏弹性模量取：GPaE=192.0二、设计依据标准。*《钢制焊接常压容器》JB4735-1997*《压力容器设计手册》（美）（吊耳强度计算部分）第3页W3-T-301计算书三、容器顶板强度计算表3-1、容器顶板强度计算表序号内容单位符号公式或来源计算结果1使用状态给定设计试验(1)、顶板特性2钢板单位质量GPkg/m378503钢板重力载荷PGN/m2PG=t.g.GPx10-2385.04给定载荷PDGN/m2给定270040005顶板长度Lcm按结构4406顶板宽度Wcm按结构2607顶板厚度tcm假设0.68纵向加强筋数量n1条按结构59横向加强筋数量n2条按结构310腐蚀裕量Ccm给定0.111腐蚀后顶板厚度tmincmtmin=t-C0.512设计温度T°C给定5013材质选取Q235-A14材质屈服极限应力SyMPa查取23515材料许用应力SMPaS=2/3*Sy13516钢板截面积Apcm2Ap=Ltmin/2110.017截面惯性矩Ippcm4Ipp=(L/2)tmin3/122.2918Ap(tmin/2)2值cm46.88(2)、顶板加强筋特性19加强筋规格B*b*tmm选取80x80x620加强筋单位重力载荷PSN/m由材料手册查取361.7921加强筋截面积AScm2由材料手册查取9.4022中性轴位置Y*cm由材料手册查取2.1923截面边缘距中性轴最大距离YScmYS=b-Y*5.8124加强筋截面惯性矩IpScm4由材料手册查取57.3525ASYS2值cm4317.21第4页W3-T-301计算书(3)、组合截面特性26组合截面积Acm2A=Ap+AS119.427组合截面惯性矩Icm4I=Ipp+Ap(tmin/2)2+IpS+ASYS2383.728组合截面中性轴位置Ycm[n1As(b-Y*)+Aptmin/2]/(AS+Ap)1.9129组合截面边缘距中性轴最大距离YmaxcmYmax=b-Y和Y+tmin较大者6.130顶板截面边缘距中性轴最大距离YmaxcmYmax1=Y+tmin2.4(4)、加强筋强度及挠度计算、校核31空罐重力单位载荷P空N/mPDSE=PG(L/2)/100+PS1208.932顶板单位载荷P顶N/m(P或PS)(L/2)x10-2-PDSE4731.12791.133顶板最大弯矩MmaxNmMmax=P顶(W/100)2/83997.82358.534顶板中最大应力（压应力）smax1MPasmax1=－MmaxYmax/I-25.15-14.8435顶板中最小应力（压应力）smin1MPasmin1=－MmaxY/I-19.94-11.7636组合截面最大应力（加强筋边缘）smaxMPasmax=MmaxYmax/I63.4137.4137结果校核smax=≤S为满足满足满足38顶板最大挠度f1cmf1=-(5/384)P顶W4/(ESI)x100-1.96E-03-1.16E-0339顶板许用挠度[f]cm[f]=L/2502.2040结果校核f1≤[f]为满足满足满足(5)、顶板强度及挠度计算、校核41空罐重力单位载荷P空N/m2P空=PG385.0442顶板给定载荷P给N/m2(P或PS)-P空2700400043顶板计算载荷P计N/m2P给-P空2315361544顶板网格较大边长acm按结构7345顶板网格较小边长bcm按结构6546a/b值a/b1.1347系数a按矩形板，四边简支0.33910.339148系数b整面受均布载荷，查表0.05540.055449顶板最大拉应力smax2MPasmax2=aP计b2/tmin2x10-613.2720.7250顶板最大压应力smax3MPasmax3=-aP计b2/tmin2x10-6-13.27-20.7251顶板最大挠度f2cmf2=-bP计b4/(Etmin3)-0.10-0.15第5页W3-T-301计算书(6)、容器顶板强度及挠度校核52顶板截面组合压应力smaxMPasmax=smax1+smax3-38.42-35.5553顶板截面组合拉应力smax'MPasmax'=smin1+smax2-6.688.9554组合挠度fmaxcmfmax=f1+f2-0.10-0.15校核结果若L/fmax≥250满足满足满足四、容器侧板强度计算表4-2、容器长侧板强度计算表序号内容单位符号公式或来源计算结果1使用状态设计试验2介质密度GWkg/m3给定100010003给定载荷P给N/m2给定27004000一、长侧板强度及挠度计算表1)、长侧板特性4侧板高度Hcm按结构2005侧板宽度Wcm按结构4406侧板厚度tcm给定0.67腐蚀裕量Ccm给定0.18腐蚀后侧板厚度tmincmtmin=t-C0.59设计温度T°C给定5010侧板材质选取Q235-A11侧板材料屈服极限SyMPa查取23512侧板材料许用应力SMPaS=2/3*Sy135.013侧板垂直截面积AVcm2AV=Wtmin/2110.014侧板截面惯性矩Ippvcm4Ippv=(W/2)tmin3/122.315Ap(tmin/2)2值cm46.92)、加强筋特性16加强筋规格Bxbxtmm选取63x63x617水平加强筋数量N1条按结构218由上向下第1格壁板高度H1cm按结构90.0由上向下第2格壁板高度H2cm按结构60.018由上向下第3格壁板高度H3cm按结构50.0第6页W3-T-301计算书由上向下第4格壁板高度H4cm按结构0.0由上向下第5格壁板高度H5cm按结构0.019垂直加强筋数量N2条按结构520垂直加强筋间距L3cm按结构73.321加强筋截面积AScm2由材料手册查取9.4022中性轴位置Y*cm由材料手册查取2.1923截面边缘距中性轴最大距离YScmYS=b-Y*4.1124加强筋截面惯性矩IpScm4由材料手册查取57.3525ASYS2值cm4158.743)、组合截面特性26第1道加强圈相邻板有效截面积AP1cm2Ap1=(10+10)tmin5.0组合截面截面积A1cm2A1=Ap1+AS14.4组合截面形心位置Yc1mmYc=[Ap1tmin/2+As(b-Y*)]/(Ap1+As)2.8相邻板有效截面惯性矩Ipp1cm4Ipp1=(10+10)tmin3/120.2相邻板Ap1(tmin/2+Yc1)2值cm445.6加强筋AS(b-Y*-Yc1)2值cm412.6组合截面惯性矩I1cm4I1=以上3项合计+Ips115.7加强筋截面边缘距中性轴最大距离Y1maxcmY1max=b-YC13.53侧板截面边缘距中性轴最大距离Ymax1cmYmax1=YC1+tmin3.2727第2道加强圈相邻板有效截面积AP2cm2Ap2=(10+10)tmin5.0组合截面截面积A1cm2A1=Ap1+AS14.4组合截面形心位置Yc2mmYc2=[Ap2tmin/2+As(b-Y*)]/(Ap2+As)2.8相邻板有效截面惯性矩Ipp2cm4Ipp2=(10+10)tmin3/120.2相邻板Ap2(tmin/2+Yc2)2值cm445.6加强筋AS(b-Y*-Yc2)2值cm412.6组合截面惯性矩I2cm4I2=以上3项合计+Ips115.7加强筋截面边缘距中性轴最大距离Y2maxcmY2max=b-YC23.53侧板截面边缘距中性轴最大距离Ymax2cmYmax2=YC2+tmin3.2728第3道加强圈相邻板有效截面积AP3cm2Ap3=(10+10)tmin0.0组合截面截面积A3cm2A3=Ap3+AS0.028组合截面形心位置Yc3mmYc3=[Ap3tmin/2+As(b-Y*)]/(Ap3+As)0.0相邻板有效截面惯性矩Ipp3cm4Ipp3=(10+10)tmin3/120.0第7页W3-T-301计算书相邻板Ap3(tmin/2+Yc3)2值cm40.0加强筋AS(b-Y*-Yc3)2值cm40.0组合截面惯性矩I3cm4I2=以上3项合计+Ips0.0加强筋截面边缘距中性轴最大距离Y3maxcmY3max=b-YC30.0028侧板截面边缘距中性轴最大距离Ymax3cmYmax3=YC3+tmin0.0029第4道加强圈相邻板有效截面积AP4cm2Ap4=(10+10)tmin0.0组合截面截面积A4cm2A4=Ap4+AS0.0组合截面形心位置Yc4mmYc4=[Ap4tmin/2+As(b-Y*)]/(Ap4+As)0.0相邻板有效截面惯性矩Ipp4cm4Ipp4=(10+10)tmin3/120.0相邻板Ap4(tmin/2+Yc4)2值cm40.0加强筋AS(b-Y*-Yc4)2值cm40.0组合截面惯性矩I4cm4I4=以上3项合计+Ips0.0加强筋截面边缘距中性轴最大距离Y4maxcmY4max=b-YC40.00侧板截面边缘距中性轴最大距离Ymax4cmYmax4=YC4+tmin0.004)、加强筋强度及挠度计算、校核30第1道加强圈所受均布载荷FS1N/mFSi=[P给+(3SHi/2+Hi+1/2)Gwg/2](Hi+Hi+1)/28094.99069.931第2道加强圈所受均布载荷FS2N/mi=1,2,3...8229.48944.432第3道加强圈所受均布载荷FS3N/m0.00.033第4道加强圈所受均布载荷FS4N/m0.00.0加强筋两端简支，全范围受均布载荷时34第1道加强圈所受最大弯矩MSmax1NmMSmax1=FS1(L3/100)2/8544.2609.7第1道加强圈最大挠度fSmax1cmfSmax1=-(5/384)FS1L34/(ESI1)x100-0.014-0.015第1道加强圈截面上最大应力sSmax1MPasSmax1=MSmax1Y1max/I116.6018.60第1道加强圈处壁板最大压应力smax1smax1=MSmax1Ymax1/I115.3717.2235第2道加强圈所受最大弯矩MSmax2NmMSmax2=FS2(L3/100)2/8553.20601.26第2道加强圈最大挠度fSmax2cmfSmax2=-(5/384)FS2L34/(ESI2)x100-0.013-0.015第2道加强圈截面上最大应力sSmax2MPasSmax2=MSmax2Y2max/I216.8718.34第2道加强圈处壁板最大压应力smax2MPasmax2=MSmax2Ymax2/I215.631