GB50341储罐设计计算-重庆浆液箱.xls

GB50341 2003 储储罐罐设设计计计计算算书书 项目名称 设备位号 设备图号 设计 日期 校核 日期 审核 日期 中国成达工程公司 第 2 页 储罐设计计算书 1 设计基本参数 设计规范 GB50341 2003 立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范 设计压力 P2000Pa 500Pa 设计温度 T50 C 设计风压 0400 Pa 设计雪压Px0 Pa 附加荷载 Ph1200 Pa 地震烈度 6度0 04g 类第一组 罐壁内径 D 16 5m 罐壁高度 H122m 充液高度 H21 5m 液体比重 1 138 罐顶半径 Rs15m 焊缝系数 0 85 腐蚀裕量 C20mm 钢板负偏差 C10 8mm 2 罐壁分段及假设壁厚 罐壁尺寸 材料及许用应力如下 从下至上 分段号 高度 m 厚度 mm 材料 设计 d MPa s MPa b MPa 水压试验 t MPa 重量 kg 11 822 00Cr17Ni14Mo2 110165455 611016135 3 21 820 00Cr17Ni14Mo2 110165455 611014666 7 31 818 00Cr17Ni14Mo2 110165455 611013198 4 41 816 00Cr17Ni14Mo2 110165455 611011730 5 51 816 00Cr17Ni14Mo2 110165455 611011730 5 61 814 00Cr17Ni14Mo2 110165455 611010263 0 71 812 00Cr17Ni14Mo2 110165455 61108795 8 总重 mt86520 1 3 罐壁计算 1 设计厚度计算 储存介质 计算结果 21 3 0 9 4CC DH t d d js r 第 3 页 从下至上分 段数 计算液位高 度H m 计算壁厚t d mm 名义厚度tn mm 121 521 722 219 719 920 317 918 118 416 116 316 514 314 616 612 512 814 710 711 012 2 水压试验厚度计算 计算结果 从下至上分 段数 计算液位高 度H m 计算壁厚t t mm 121 518 33 219 716 78 317 915 22 416 113 66 514 312 11 612 510 55 710 78 99 4 罐顶计算 4 1光面球壳顶板的计算厚度 如果不加肋板拱顶所需厚度 ths 0 42RsPower Pw 2 2 0 5 C2 C18 94mm 设计外载荷Pw Ph Px Pa3 67KPa注 按保守计算加上雪压值 实际罐顶取用厚度为th 8mm本设计按加肋板结构 顶板及加强筋 含保温层 总质量 md 53863kg 罐顶固定载荷Pa2468 65 N m2 4 2顶板计算 4 2 1 拱顶的许用外压 4 2 1 带肋拱顶的许用外压 1038210382Pa 式中 js t t DH t 3 0 9 4 m e s mt o t t R t EP 2 1 0 第 4 页 Po 带肋拱顶许用外压 Et 设计温度下材料的弹性模量199875MPa Rs 拱顶球面半径 15000mm te 顶板有效厚度7 2mm tm 带肋顶板的折算厚度 12 38mm t1m 纬向肋与顶板的折算厚度 3420 9mm h1 纬向肋宽度50mm b1 纬向肋厚度10mm L1 纬向肋在经向的间距1500mm 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 3 42mm L1S 顶板有效参与筋板组合矩的宽度 L1S 1 1 2Rste 0 5 511 23mm n1 纬向肋与顶板在经向的面积折算系数 1 05 2m 经向肋与顶板的折算厚度 3420 9mm h2 经向肋宽度50mm b2 经向肋厚度10mm L2 经向肋在经向的间距1500mm 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 3 42mm L2S 顶板有效参与筋板组合矩的宽度 L2S 1 1 2Rste 0 5 511 23mm n2 经向肋与顶板在经向的面积折算系数 1 05 4 2 2 带肋拱顶的稳定性验算 拱顶载荷 P Pw36693669 N m2 3 3 2 33 1 4 2 mem m ttt t seL t hb n 1 11 1 1 2 2e2 3 e 2 ee2 2 2 2 223 2m etn 12 t 4 t 2 th 3 h L bh 12t seL t hb n 2 22 2 1 11eS 111e1eS e11 bhtL 2 hbh 2 t htL 2 t he 22e2 222e2es e22 bhtL 2 hbh 2 t htL 2 t he 2 1e1 3 e 2 ee1 2 1 1 113 1m etn 12 t 4 t 2 th 3 h L bh 12t 第 5 页 拱顶许用外压 P0 1038210382 N m2 P0 P0 P P 故故满满足足稳稳定定性性要要求求 合合格格 5 罐顶与罐壁的连接计算 5 1 几何参数计算 如图 角钢规格 140 140 10 罐顶与角钢连接位置B30mm 罐外半径Rc8262mm 罐壁连接有效宽度Wc 0 6 Rcte 0 5146 23mm 罐顶连接有效宽度Wh Min 0 3 R2te 0 5 300 98 41mm 罐顶与罐壁连接处 罐顶切线与水平面夹角 arcsin Rc B Rs 33 56 罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离R2 Rc sin 14945 73mm 5 2 罐顶与罐壁连接 罐顶与罐壁连接处的有效截面积 按A 3 2 745 97745 97 mm2 注注 此此处处的的设设计计压压力力应应为为设设计计内内压压 不不可可等等同同于于按按液液柱柱所所确确定定的的设设计计压压力力 罐顶与罐壁连接处的有效截面积 按7 5 3 A2 4 6DR2 1134 381134 38 mm2 罐顶与罐壁连接处的实际截面积 按图7 1 5确定 Aa 5631 305631 30mm2 实实际际截截面面积积大大于于所所需需有有效效截截面面积积 满满足足设设计计要要求求 注 如果Aa mtg 1415tg 904 21mm2 顶顶部部 应应设设置置通通气气装装置置 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 3 203 20KPa 其中 g 9 81m s2 满满足足连连接接要要求求 6 风载荷及地震载荷计算 6 1 风载荷计算 6 1 1 顶部抗风圈计算 顶部抗风圈所需的最小截面模数 Wz 0 083D2H1 k274 4cm3 风载荷标准值 qtg tPD A h 1 1 08 0 1 2 第 6 页 k z s s 00 552KPa 0 基本风压值 300时取300Pa 0 400KPa z 高度Z处的风振系数 油罐取1 00 s 风荷载体型系数 取驻点值1 00 z 风压高度变化系数 1 38按6 4 9的规定选用 顶部抗风圈的实际截面模数 W 500 00500 00cm3按图实际尺寸计算 近似为T型钢计算 W WzW Wz故故满满足足要要求求 6 1 2 中间抗风圈计算 罐壁筒体的临界压力 16 86616 866KPa tmin 11 2mm HE Hei 6 12m Hei 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 11 821 20 37 21 819 20 47 31 817 20 62 41 815 20 84 51 815 20 84 61 813 21 19 71 811 21 80 罐壁设计外压 P0 2 25 k q 1 8421 842KPa q 罐顶呼吸阀负压设定值的1 2倍0 60KPa Pcr Pcr P0P0 故故不不需需要要设设置置中中间间抗抗风风圈圈 如如果果 P0 PCr P0 2应应设设置置1个个中中间间抗抗风风圈圈于于HE 2处处 P0 2 PCr P0 3应应设设置置2个个中中间间抗抗风风圈圈于于HE 3 2HE 3处处 P0 3 PCr P0 4应应设设置置3个个中中间间抗抗风风圈圈于于HE 4 2HE 4 3HE 4处处 以以此此类类推推 6 2 地震载荷计算 6 2 1 地震作用下罐壁底产生的最大轴向应力 5 2 min 48 16 D t E H D cr P 第 7 页 6 62152636 6215263 MPa 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 1 罐底部垂直载荷 N1 md mt g1 3771586 MN 罐壁横截面积 其中t为底部罐壁有效厚度 A1 Dt1 0989291 m2 翘离影响系数取CL1 4 底部罐壁断面系数Z1 D2t 44 5330826 m3 总水平地震力在罐底部产生的地震弯矩ML 0 45Q0H17 382247 MN m 总水平地震力在罐底部产生的水平剪力Q0 10 6Cz Y1mg1 7966147 MN m 综合影响系数Cz一般取0 4 地震影响系数 据Tc Tg max按图D 3 1选取 0 12 储液耦连振动基本周期Tc KcH R 3 0 5 0 2781348 s 储罐内半径R D 28 25m 耦连振动周期系数 据D H按表D 3 2选取 Kc0 000432 距底板1 3高度处罐壁有效厚度 30 0092m 最大地震影响系数 max max 0 12 罐体影响系数Y1一般取1 1 产生地震作用力的等效储液质量m m1Fr3468582 4 kg 罐内储液总质量m1 0 25 D2H5231647 7 kg 动液系数 由D H 查D 3 4确定 Fr0 663 其中 D H0 7674419 6 2 2 罐壁许用临界应力 cr 0 15Et D38 52136438 521364 MPa E 设计温度下材料的弹性模量199875MPa t 罐底圈壁板有效厚度0 0212m 6 2 3 应力校核条件 1 cr 合合格格 6 2 4 罐内液面晃动高度计算 罐内液面晃动高度hv 1 5 R0 0 1 13 30 00 07 76 69 9 m 地震影响系数 据Tw max按图D 3 1选取 0 0 0 01 10 05 51 11 13 3 反应谱特征周期 按表D 3 1 1 Tg0 35s 储液晃动基本周期Tw KsD0 54 2813682 s 晃动周期系数 据D H按表D 3 3选取 Ks 1 054 7 地脚螺栓 锚栓 计算 7 1地脚螺栓参数 地脚螺栓直径 M30mm 第 8 页 地脚螺栓根径 d126mm 地脚螺栓圆直径 Db10 8m 地脚螺栓个数 n32个 地脚螺栓许用应力 s235Mpa 7 2罐体抗提升力计算 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 N1 1 5P D2 4 Nw2108787N 空罐时 设计压力与地震载荷产生的升举力之和 N2 P D2 4 Ne7704237N 设计风压产生的升举力Nw 4Mw Db1467313N 设计风压产生的风弯矩Mw 0AHH 3961744N m 地震载荷产生的升举力Ne A 7276588N 迎风面积AH H D404 25m2 罐体总高H H1 Hg24 50m 拱顶高度Hg Rs 1 COS 2 50m 7 2 2 空罐时 1 25倍试验压力产生的升举力之和 N3 Pt D2 4534562N 罐体试验压力Pt 1 25P2500 00Pa 7 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 N4 1 5PQ D2 41026250N 7 3地脚螺栓计算 7 3 1 罐体总的锚固力为7 2