GB50341储罐设计计算

设计：日期：校核：日期：审核：日期：中国成达工程公司GB50341-2003设备位号：设备图号：储罐设计计算书项目名称：设计规范：设计压力：P2000Pa-490Pa设计温度：T70°C设计风压：ω0500Pa设计雪压Px350Pa附加荷载：Ph1200Pa地震烈度：7度0.1罐壁内径：D14m罐壁高度：H116m充液高度：H16m液体比重：ρ0.92罐顶半径：Rs14m焊缝系数：Φ0.9腐蚀裕量：C20mm钢板负偏差：C10.3mm罐壁尺寸、材料及许用应力如下：高度（m）厚度（mm）材料设计[σ]d（MPa）σs（MPa）σb（MPa）水压试验[σ]t（MPa）重量（kg）11.512S304081372055201376220.02310S3040813720552013710365.2338S304081372055201378291.044.56S304081372055201379326.0567总重：mt34202.3计算结果：Ⅱ类第一组3.罐壁计算：储罐设计计算书从下至上分段号2.罐壁分段及假设壁厚：1)设计厚度计算(储存介质)：1.设计基本参数：GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》()[]213.09.4CCDHtdd++-=jsr第2页从下至上分段数计算液位高度H（m）计算壁厚td（mm）名义厚度tn（mm）1168.318214.57.616311.56.01448.54.51257.5#DIV/0!1066#DIV/0!873#DIV/0!6计算结果：从下至上分段数计算液位高度H（m）计算壁厚tt（mm）1168.73214.57.90311.56.2348.54.5657.5#DIV/0!66#DIV/0!73#DIV/0!9.15mm设计外载荷4.98KPath=6mm53863kgPa3429.03N/m218029Pa式中：实际罐顶取用厚度为4.1光面球壳顶板的计算厚度：4.罐顶计算：4.2顶板计算4.2.1拱顶的许用外压罐顶固定载荷ths=0.42RsPower(Pw/2.2,0.5)+C2+C1Pw=Ph+Px+Pa2)水压试验厚度计算：注：按保守计算加上雪压值。顶板及加强筋（含保温层）总质量md=(如果不加肋板拱顶所需厚度)本设计按加肋板结构4.2.1带肋拱顶的许用外压[]jsttDHt)3.0(9.4-===mesmtottRtEP2)(1.0][第3页191000MPa14000mm5.7mm18.18mm11825.2mm100mm10mm1500mm15.08mm439.45mm1.1211825.2mm100mm10mm1500mm15.08mm439.45mm1.124979N/m2L2——经向肋在经向的间距n1——纬向肋与顶板在经向的面积折算系数L1——纬向肋在经向的间距b2——经向肋厚度n2——经向肋与顶板在经向的面积折算系数L2S——顶板有效参与筋板组合矩的宽度te——顶板有效厚度L1S——顶板有效参与筋板组合矩的宽度4.2.2带肋拱顶的稳定性验算h2——经向肋宽度L2S=1.1（2Rste）0.5=e2——经向肋与顶板在经向的组合截面形心到顶板中面的距离tm——带肋顶板的折算厚度[Po]——带肋拱顶许用外压Et——设计温度下材料的弹性模量Rs——拱顶球面半径；δ2m——经向肋与顶板的折算厚度拱顶载荷P=Pwt1m——纬向肋与顶板的折算厚度h1——纬向肋宽度L1S=1.1（2Rste）0.5=e1——纬向肋与顶板在经向的组合截面形心到顶板中面的距离b1——纬向肋厚度=++=33233142memmtttt=+=seLthbn11111=úûùêëé-+++=22e23e2ee22222232metn12t)4t2th3h(Lbh12t=+=seLthbn22221=+++-+=11eS111e1eSe11bhtL/2)(hbh/2)t(htL/2)t(he=+++-+=22e2222e2ese22bhtL/2)(hbh/2)t(htL/2)t(he=úûùêëé-+++=21e13e2ee12111131metn12t)4t2th3h(Lbh12t第4页拱顶许用外压[P0]:18029N/m2角钢规格：∠50×50×5罐顶与角钢连接位置B20mm罐外半径Rc7000mm119.85mm84.63mm30.09°罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离13960.11mm614.75mm2899.03mm21640.51mm2409.14mm23.20KPa其中：g=9.81m/s2179.6cm3罐顶与罐壁连接处的实际截面积（按图7.1.5确定）满足连接要求顶部应设置通气装置罐顶与罐壁连接处发生屈曲破坏压力（按设计压力P计算）PQ=1.6P-0.047th=注：如果Aa≥mtg/（1415tgθ）=6.1.风载荷计算：6.1.1.顶部抗风圈计算Aa=5.罐顶与罐壁的连接计算：顶部抗风圈所需的最小截面模数罐顶与罐壁连接处的有效截面积（按A.3.2）5.1.几何参数计算(如图)5.2.罐顶与罐壁连接罐顶与罐壁连接处,罐顶切线与水平面夹角R2=Rc/sinθWc=0.6（Rcte）0.5Wh=Min[0.3（R2te）0.5,300]θ=arcsin((Rc+B)/Rs)=罐壁连接有效宽度罐顶连接有效宽度∵[P0]＞P，故满足稳定性要求，合格6.风载荷及地震载荷计算Wz=0.083D2H1ωk注：此处的设计压力应为设计内压，不可等同于按液柱所确定的设计压力。罐顶与罐壁连接处的有效截面积（按7.5.3）A2=4.6DR2实际截面积大于所需有效截面积，满足设计要求=-=qtgtPDAh1.1)08.0(12第5页0.690KPa0.500KPa1.001.001.38500.00cm3罐壁筒体的临界压力：#NUM!KPatmin=5.7mmHE=∑Hei=#NUM!mHei——罐壁各段当量高度，m；Hei=Hi（tmin/ti）2.5罐壁各段当量高度如下：罐壁段号实际高度Hi（m）有效壁厚ti（mm）当量高度Hei（m）11.511.70.25239.70.79337.71.4144.55.74.5050-0.3#NUM!60-0.3#NUM!70-0.3#NUM!罐壁设计外压：2.1405KPa0.59KPa如果：μz—风压高度变化系数，ωk=βzμsμsω0P0＞[PCr]≥P0/2应设置1个中间抗风圈于HE/2处。以此类推βz—高度Z处的风振系数，油罐取P0/2＞[PCr]≥P0/3μs—风荷载体型系数，取驻点值6.2.地震载荷计算：风载荷标准值P0=2.25ωk+q=q---罐顶呼吸阀负压设定值的1.2倍#NUM!ω0—基本风压值(＜300时取300Pa)按6.4.9的规定选用。P0/3＞[PCr]≥P0/4应设置2个中间抗风圈于HE/3，2HE/3处。6.1.2.中间抗风圈计算顶部抗风圈的实际截面模数W=按图实际尺寸计算（近似为T型钢计算）∵WWz故满足要求应设置3个中间抗风圈于HE/4，2HE/4，3HE/4处。==5.2min48.16][DtEHDcrP第6页15.94133MPa1罐底部垂直载荷0.8639206MNA1=πDt0.5145929m2翘离影响系数取CL1.4底部罐壁断面系数1.8010751m318.348435MN.m2.5483937MN.m综合影响系数Cz一般取0.4α=0.450.1319782sR=D/27mKc0.000432δ30.0192mαmax=0.45罐体影响系数Y1一般取1.1m=m1Fr1311995.4kg罐内储液总质量2265967.9kgFr0.579其中：D/H0.87525.05576MPa199875MPat------罐底圈壁板有效厚度0.0117mσ1＜[σcr]合格0.447985m0.042665Tg0.35s储液晃动基本周期4.0971148sKs=1.095产生地震作用力的等效储液质量Tc=KcH（R/δ3）0.5=6.2.1.地震作用下罐壁底产生的最大轴向应力总水平地震力在罐底部产生的水平剪力7.地脚螺栓（锚栓）计算竖向地震影响系数Cv（7，8度地震区取1；9度地震区取1.45）N1=（md+mt）gZ1=πD2t/4总水平地震力在罐底部产生的地震弯矩ML=0.45Q0H罐壁横截面积（其中t为底部罐壁有效厚度）罐内液面晃动高度hv=1.5αR储罐内半径储液耦连振动基本周期Q0=10-6CzαY1mg地震影响系数（据Tc，Tg，αmax按图D.3.1选取）反应谱特征周期（按表D.3.1-1）耦连振动周期系数（据D/H按表D.3.2选取）距底板1/3高度处罐壁有效厚度6.2.4.罐内液面晃动高度计算：地震影响系数（据Tw，αmax按图D.3.1选取）Tw=KsD0.5α最大地震影响系数E-----设计温度下材料的弹性模量6.2.3.应力校核条件m1=0.25ρπD2H动液系数（由D/H，查D.3.4确定）6.2.2.罐壁许用临界应力[σcr]=0.15Et/D晃动周期系数（据D/H按表D.3.3选取）第7页M56mm地脚螺栓根径：d150.67mmDb24.256mn48个σs235MPa831152N8511171N369338N2239667N.m8203294N迎风面积250.42m2罐体总高17.89m拱顶高度1.89m384845N2500.00Pa7.2.3.储液在最高液位时，1.5倍计算破坏压力产生的升举力：738841N8511171N863921N159318NA=2016.47mm2单个地脚螺栓应力：σ=Nb/A=79.01MPa罐体总重量N4=1.5PQπD2/4地脚螺栓直径：7.1地脚螺栓参数：Ne=Aσ7.3.2.单个地脚螺栓所承受的载荷：AH=H'DH'=H1+HgHg=Rs(1-COSθ)7.3.1.罐体总的锚固力为7.2.1，7.2.2.，7.2.3所计算升举力中的最大值W＜N，由于罐体自重不能抗倾覆力，故需要设置地脚螺栓W=（mt+md）g罐体试验压力Pt=1.25PN2=PπD2/4+Ne7.3地脚螺栓计算：N3=PtπD2/47.2罐体抗提升力计算：地脚螺栓圆直径：地脚螺栓个数：N1=1.5PπD2/4+Nw空罐时，设计压力与地震载荷产生的升举力之和地脚螺栓许用应力：地震载荷产生的升举力Nb=N/nd-W/ndN=Max[N1，N2，N3，N4]7.2.1.空罐时，1.5倍设计压力与设计风压产生的升举力之和：7.2.2.空罐时，1.25倍试验压力产生的升举力之和：设计风压产生的升举力Nw=4Mw/Db设计风压产生的风弯矩Mw=ω0AHH’σ＜2/3σs，合格7.4.地脚螺栓（锚栓）校核条件：每个地脚螺栓的承压面积：第8页