储罐抗风稳定计算及锚固设计

储罐抗风稳定计算及锚固设计一、抗风稳定计算在风载荷作用下，储罐不应发生倾倒或滑移，局部提离应在储罐设计限定范围内。设计荷载应按本规范附录F确定。自锚固自支撑式固定顶储罐的倾倒稳定性校核(图11.1.2)应满足下列公式的要求：（11.1.2-1）（11.1.2-2）（11.1.2-3）式中：——水平和垂直风压对罐壁罐底接合点的倾倒力矩(N.m)；——设计内压对罐壁罐底接合点的倾倒力矩(N.m)；——罐壁重量和罐顶支撑件重量（不包括罐顶板）对罐壁罐底接合点的反倾倒力矩(N.m)；——罐顶板及其上附件重量对罐壁罐底接合点的反倾倒力矩(N.m)；——储液重量对罐壁罐底接合点的反倾倒力矩(N.m)；——水平风压对罐壁罐底接合点的倾倒力矩(N.m)；——设计内压组合系数。图11.1.2自锚固罐倾覆校核示意图a-罐壁水平风荷载；b-风压举升荷载；c-内压举升荷载；d-固定荷载；e-有效储液重量荷载；f-罐壁罐底接合点（力矩平衡点）自锚固柱支撑锥顶储罐倾倒稳定性校核应满足下式的要求：（11.1.3）式中：——水平风压对罐壁罐底接合点的倾倒力矩(N.m)；——设计内压对罐壁罐底接合点的倾倒力矩(N.m)；——罐壁重量和罐顶支撑件重量（不包括罐顶板）对罐壁罐底接合点的反倾倒力矩(N.m)；——罐顶板及其上附件重量对罐壁罐底接合点的反倾倒力矩(N.m)；——设计内压组合系数。储液重量对罐壁罐底接合点的反倾倒力矩，应按下列公式计算：（11.1.4-1）（11.1.4-2）式中：——储液重量对罐壁罐底接合点的反倾倒力矩(N.m)；——单位长度储液重量(N/m)，取式11.1.4-2和70.4HwD的较小值，储液相对密度取0.7和储液实际相对密度的较小值；——储罐内径(m)；——罐底边缘板钢板标准屈服强度下限值(MPa)；——用于抗风稳定的罐底边缘板名义厚度(mm)；——设计液位高度(m)；——腐蚀裕量(mm)。用于计算的罐底边缘板的有效厚度不应大于底圈壁板的有效厚度。罐底边缘板伸入罐壁内侧的径向宽度不应小于下式计算值与0.45m的较大值，但不必大于0.035D。（11.1.5）式中：——用于计算的伸入罐壁内侧的罐底边缘板最小宽度(m)；——罐底边缘板的名义厚度(mm)；——罐底边缘板钢板标准屈服强度下限值(MPa)；——设计液位高度(m)；——腐蚀裕量(mm)。自锚固储罐由风载荷造成的水平力应小于储罐底板与罐基础之间的摩擦力。当储罐进行抗滑移校核时，储罐罐体与罐基础的滑移摩擦系数可取0.4。当采用专门的抗滑移结构时，滑移摩擦系数应按实测值选取。二、锚固设计当储罐不能满足本标准第11.1节的规定或由于其它原因需要锚固时，应进行锚固设计。锚固型式可采用锚固螺栓（图11.2.2-1、图11.2.2-2）或锚固带结构（图11.2.2-3），且应满足锚固设计强度要求。图11.2.2-1单锚固组件示意图图11.2.2-2连续支撑锚固组件示意图1-罐壁；2-罐底；3-罐基础；4-锚固螺栓1-罐壁；2-罐底；3-罐基础；4-锚固螺栓5-垫圈；6-螺母；7-固定螺母；8-支撑插槽5-垫圈；6-螺母；7-固定螺母；8-支撑插槽图11.2.2-3锚固带示意图1-罐壁板；2-下段锚带；3-上段锚带；4-罐底板；5-罐壁垫板；6-基础；7-连接板锚固螺栓或锚固带宜沿罐壁圆周均匀布置，且不应少于4组。当无法均匀布置时，应相应提高单个锚固螺栓或锚固带能承受的举升力Fb。锚固螺栓或锚固带许用应力应符合表11.2.3的规定。单个锚固螺栓或锚固带能承受的举升力应按下式计算：(11.2.3)式中：U——按表11.2.3中所列举升荷载工况计算的举升力的最大值(N)；Fb——单个锚固螺栓或锚固带应能承受的举升力(N)；N——锚固螺栓或锚固带数量。表11.2.3锚固螺栓或锚固带举升力及许用应力举升荷载工况举升力U，N锚固螺栓或锚固带许用应力MPa锚固座处罐壁板许用应力MPa设计压力试验压力风荷载地震作用设计压力+风荷载设计压力+地震作用弱连接结构罐顶破坏压力荷载符号说明：——储罐内径(m)；——设计内压组合系数，取正常操作内压和设计内压的比值，且不应小于0.4；——设计内压(kPa)；——试验压力(kPa)，；——破坏压力(kPa)，按A.4.5式；——作用于罐壁上的设计水平风荷载(N.m2)；——作用于固定顶上的设计提离风荷载(kPa)；——地震引起的弯矩(N.m)；——由引起的对罐壁罐底接合点的倾倒力矩(N.m)；——由引起的对罐壁罐底接合点的倾倒力矩(N.m)；——由罐顶板有效厚度+罐壁及固定在罐壁上构件的有效厚度确定的重量(N)；——由罐壁有效厚度及固定在罐壁上附件的有效厚度，包括固定在罐壁上的罐顶板及其支撑构件部分的有效厚度确定的重量(N)；——由罐顶板名义厚度+罐壁名义厚度及固定在罐壁上的构件名义厚度确定的重量(N)；——锚固螺栓或锚固带材料标准屈服强度下限值(MPa)。取值不应超过此处罐壁材料标准屈服强度下限值，且不大于380MPa；——底圈罐壁材料标准屈服强度下限值(MPa)。锚固螺栓的最小规格应为M24，锚固带的公称厚度不应小于6mm。碳钢锚固螺栓和锚固带的腐蚀裕量不应小于3mm。锚固螺栓应通过与罐壁罐底焊为一体的锚固组件进行锚固，并不应使罐壁产生过大的局部应力和变形。储罐直径小于15m时，锚固螺栓间距不应大于2m；储罐直径大于或等于15m时，锚固螺栓间距不应大于3m。锚带应在罐内充满水、水面上未加压前焊接在罐壁上；如果采用锚固螺栓，应在罐内充满水、水面上未加压前均匀拧紧所有螺栓，且松紧适度，并采取防松脱措施。锚固设计应考虑由于温差和储液引起的罐壁径向膨胀和收缩影响。锚固组件的许用应力按本标准第7.2节确定，风荷载和地震作用下，锚固组件的许用应力可提高30%。评价锚固组件的最大局部许用应力应按表11.2.3的规定。锚固带与基础间