SW6-1000m3球罐計(jì)算說明書

1、 過 程 設(shè) 備 強(qiáng) 度 計(jì) 算 書 SW6-98鋼制球形儲(chǔ)罐計(jì)算單位 壓力容器專用計(jì)算軟件 計(jì)算條件簡 圖拉桿與支柱連接形式 相鄰球殼形式 混和式 近震還是遠(yuǎn)震 近震地震設(shè)防烈度 6 場地土類別 1 球殼分帶數(shù) 5支柱數(shù)目 n 16 一根支柱上地腳螺栓個(gè)數(shù) nd 2 壓力試驗(yàn)類型 液壓 地面粗糙度類別 B充裝系數(shù) k 1.00公稱容積 800.0m3球罐中心至支柱底板底面的距離 H0 9500.0mm拉桿與支柱交點(diǎn)至基礎(chǔ)的距離 l 6000.0mma點(diǎn)(支柱與球殼連接最低點(diǎn))至球罐中心水平面的距離 La 3500.0mm支柱類型 軋制鋼管支柱外直徑 do 450.0mm支柱厚度 45.0mm

2、拉桿直徑 65.0mm耳板和支柱單邊焊縫長 L1 600.0mm拉桿和翼板單邊焊縫長 L2 250.0mm支柱和球殼焊縫焊腳尺寸 S 10.0mm耳板和支柱焊縫焊腳尺寸 S 1 9.0mm拉桿和翼板焊縫焊腳尺寸 S2 10.0mm球殼鋼板負(fù)偏差C1 0.0mm球殼腐蝕裕量 C2 1.0mm拉桿腐蝕裕量 CT 2.0 mm地腳螺栓腐蝕裕量 CB 3.0mm支柱底板腐蝕裕量 Cb 3.0mm保溫層厚度 無保溫mm保溫層密度 無保溫 kg/m3設(shè)計(jì)壓力 p 1.00MPa 試驗(yàn)壓力 pT 1.30MPa 設(shè)計(jì)溫度 20.0°基本風(fēng)壓值 q0 600.0 N/m2基本雪壓值 q 600.0

3、N/m2物料密度r2 425.0kg/m3附件質(zhì)量 m7 7000.0 kg焊接接頭系數(shù)f 1.00支 柱 底 板 與 基 礎(chǔ) 的 摩 擦 系 數(shù) fS 0.4球殼內(nèi)徑 Di 11517.6mm球殼材料名稱 16MnR(正火)支柱材料名稱 20(GB8163)支柱底板材料名稱 16MnR(正火)地腳螺栓名稱 40MnB拉桿材料名稱 16Mn銷子材料名稱 35耳板材料名稱 16MnR(熱軋)翼板材料名稱 16MnR(正火)自上而下帶號(hào) 液柱高 (非JB/T標(biāo)準(zhǔn)時(shí)輸入) mm 校核球殼名義厚度 dn mm1 0.0 50.02 0.0 50.03 0.0 50.04 0.0 50.05 0.0 5

4、0.06 7 8 9 材料性能設(shè)計(jì)溫度下球殼材料的許用應(yīng)力 174.0MPa支柱材料的許用應(yīng)力 163.3MPa殼體材料常溫屈服點(diǎn) 305.0MPa支柱材料常溫屈服點(diǎn) 245.0MPa支柱底板材料常溫屈服點(diǎn) 325.0MPa地腳螺栓材料常溫屈服點(diǎn) 685.0MPa拉桿材料常溫屈服點(diǎn) 275.0MPa銷子材料常溫屈服點(diǎn) 315.0MPa耳板材料常溫屈服點(diǎn) 325.0MPa翼板材料常溫屈服點(diǎn) 345.0MPa支柱和球殼角焊縫許用剪應(yīng)力 58.8MPa耳板和支柱角焊縫許用剪應(yīng)力 58.8MPa拉桿和翼板角焊縫許用剪應(yīng)力 66.0MPa地腳螺栓材料許用剪應(yīng)力 274.0MPa支柱底板材料許用彎曲應(yīng)力

5、216.7MPa拉桿材料的許用應(yīng)力 183.3MPa銷子材料的許用剪應(yīng)力 126.0MPa耳板材料的許用壓應(yīng)力 295.5MPa設(shè)計(jì)球殼時(shí)球殼的計(jì)算厚度,設(shè)計(jì)厚度及名義厚度自上而下帶號(hào)計(jì)算厚度 mm設(shè)計(jì)厚度 mm 名義厚度 mm d +C 2dn = 1 16.6 2 16.6 3 16.6 4 16.6 5 16.6 6 7 8 9 校核球殼時(shí)球殼設(shè)計(jì)溫度下殼壁的計(jì)算應(yīng)力自上而下帶號(hào)計(jì)算應(yīng)力 MPa 1 59.0 合格 2 59.0 合格 3 59.0 合格 4 59.0 合格 5 59.0 合格 6 7 8 9試驗(yàn)壓力校核 試驗(yàn)壓力 p T 1.30MPa 試驗(yàn)壓力下球殼的應(yīng)力s T 83

6、.4MPa 校核試驗(yàn)壓力 合格 球罐質(zhì)量計(jì)算 球殼質(zhì)量 m1=pDcp2dnr1´10-9= 164998.4kg 物料質(zhì)量 340000.0kg 壓力試驗(yàn)時(shí)流體的質(zhì)量 800000.0kg 積 雪 質(zhì) 量 2594.3kg保溫層質(zhì)量M5 = -0.0kg支柱和拉桿的質(zhì)量m6 = 73657.9kg附件質(zhì)量m7 = 7000.0kg操作狀態(tài)下的球罐質(zhì)量mo = m1+m2+m4+m5+m6+m7= 588250.5kg壓力試驗(yàn)狀態(tài)下的球罐質(zhì)量mT =m1+m3+m6+m7= 1045656.2kg球罐最小質(zhì)量mmin =m1+m6+m7= 245656.2kg地震載荷計(jì)算 支柱橫截面

7、的慣性矩 1188409984.0mm4 拉桿影響系數(shù) 0.307 球罐的基本自振周期 0.3661s 地震影響系數(shù) a 0.0000 球罐的水平地震力 Fe=Czamog= 0.0N風(fēng)載荷計(jì)算 系數(shù) x 1 = 1.1857598 風(fēng)振系數(shù) K2=1+0.35x1= 1.415 風(fēng) 壓 高 度 變 化 系 數(shù) f1 0.980 球罐的水平風(fēng)力 Fw=(p/4)D20k1k2 qo f1 f2 X10-6 = 3.881e+04N 彎矩計(jì)算由水平地震力和水平風(fēng)力引起的最大彎矩 Mmax=Fmax L= 1.358e+08N×mm支柱計(jì)算 操作狀態(tài)下的重力載荷 3.605e+05N 壓

8、力試驗(yàn)狀態(tài)下的重力載荷 6.409e+05N 最大彎矩對(duì)支柱產(chǎn)生的垂直 載荷的最大值 (Fi)max= 2.948e+03N 拉桿作用在支柱上的垂直 載荷的最大值 (Pi-j)max= 1.295e+04N 以上兩力之和的最大值 (Fi+Pi-j)max= 1.383e+04N 操作狀態(tài)下支柱的 最大垂直載荷 Wo=Go+(Fi+Pi-j)max= 3.744e+05N 壓力試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的 最大垂直載荷 6.450e+05N 操作狀態(tài)下支柱的偏心彎矩 4.427e+05N.mm 壓力試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的偏心彎矩 1.010e+06N.mm 操作狀態(tài)下支柱的附加彎矩 1.869e+07N.mm 壓

9、力試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的附加彎矩 2.475e+07N.mm 操作狀態(tài)下支柱的總彎矩 Mo=Mo1 + Mo2= 1.913e+07N.mm 壓力試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的總彎矩 MT=MT1 + MT2= 2.576e+07N.mm支柱底板計(jì)算 支柱底板直徑 Db= 774.0 mm 底板的壓應(yīng)力 1.37 MPa 底板計(jì)算厚度 +Cb= 25.32mm 底板名義厚度 26mm拉桿、銷子、耳板和翼板計(jì)算 拉桿的最大拉力 13833.3N 拉桿螺紋小徑 +CT= 11.816mm 拉桿的螺紋公稱直徑 M 65mm 銷子直徑計(jì)算值 = 8.4mm 銷子直徑 dP= 9mm 耳板厚度計(jì)算值 5.20mm 耳板厚度

10、 dc= 6mm 翼板厚度計(jì)算值 2.45mm 翼板厚度 da= 3mm 耳板與支柱連接焊縫的剪切應(yīng)力 1.8MPa 應(yīng)力校核結(jié)果 合格 拉桿與翼板連接焊縫的剪切應(yīng)力 2.0MPa 應(yīng)力校核結(jié)果 合格支柱與球殼連接最低點(diǎn)a的應(yīng)力校核 操作狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力 1.0MPa 壓力試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的剪切應(yīng)力 1.7MPa 操作狀態(tài)下物料在a點(diǎn)的 液柱靜壓力 poa=hoar2g ´ 10-9= 0.000 MPa 液壓試驗(yàn)狀態(tài)下液體 在a點(diǎn)的液柱靜壓力 pTa=hTa´ 1000g´10-9= 0.091MPa操作狀態(tài)下a點(diǎn)的緯向應(yīng)力 59.0MPa 壓力試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)

11、的緯向應(yīng)力 82.1MPa 操作狀態(tài)下a點(diǎn)的組合應(yīng)力 soa=sol + to= 60.0MPa 應(yīng)力校核 合格 壓力試驗(yàn)狀態(tài)下a點(diǎn)的組合應(yīng)力 sTa=sTl + tT= 83.8MPa 應(yīng)力校核 合格支柱與球殼連接焊縫的強(qiáng)度校核 支柱與球殼連接焊縫的剪切應(yīng)力 12.1MPa 應(yīng)力校核 合格球殼許用壓力計(jì)算 設(shè)計(jì)溫度下球殼最大允許工作壓力 pw 2.948MPa外壓 A 值 0.0010636 外壓 B 值 139.1MPa 球殼許用外壓絕對(duì)值 p 1.1836MPa支柱穩(wěn)定性校核 單個(gè)支柱的橫截面積 57255.5mm2 單個(gè)支柱的截面系數(shù) 5281822.5 mm3 支柱的慣性半徑 144

12、.1mm 支柱長細(xì)比 65.94 軸心受壓支柱的穩(wěn)定系數(shù)Fp 0.84747 操作狀態(tài)下支柱的穩(wěn)定性 = 10.9MPa壓力試驗(yàn)狀態(tài)下支柱的穩(wěn)定性 = 17.6MPa 穩(wěn)定性校核結(jié)果 合格地腳螺栓計(jì)算 拉桿作用在支柱上的水平力 Fc=(Pi-j)max tgb= 4851.5N 支柱底板與基礎(chǔ)的摩擦力 60226.6N 地腳螺栓的螺紋小徑 不計(jì)算mm 地腳螺栓 M 36定位地腳螺栓 mm 注：帶號(hào)的材料數(shù)據(jù)是設(shè)計(jì)者給定的。開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 接 管: A1, 50×5計(jì) 算 方 法 : GB150-1998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法, 單 孔設(shè) 計(jì) 條 件簡

13、圖計(jì)算壓力 pc1MPa設(shè)計(jì)溫度20殼體型式球殼或球形封頭殼體材料名稱及類型16MnR(正火)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)1殼體內(nèi)直徑 Di11518mm殼體開孔處名義厚度n50mm殼體厚度負(fù)偏差 C1mm殼體腐蝕裕量 C21mm殼體材料許用應(yīng)力tMPa 接管實(shí)際外伸長度0mm接管實(shí)際內(nèi)伸長度0mm接管材料16Mn(正火)接管焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接管腐蝕裕量1mm補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補(bǔ)強(qiáng)圈外徑mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度mm接管厚度負(fù)偏差 C1t mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r mm接管材料許用應(yīng)力tMPa補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力tMPa開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算殼體計(jì)算厚度 mm接管計(jì)

14、算厚度t mm補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr開孔直徑 dmm補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B mm接管有效外伸長度 h1mm接管有效內(nèi)伸長度 h2 mm開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積A mm2殼體多余金屬面積 A1 mm2接管多余金屬面積 A2mm2補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 mm2A1+A2+A3= mm2 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2結(jié)論: 根據(jù)GB150第8.3節(jié)的規(guī)定,本開孔可不另行補(bǔ)強(qiáng)。開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 接 管: A2, 50×5計(jì) 算 方 法 : GB150-1998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法, 單 孔設(shè) 計(jì) 條 件簡 圖計(jì)

15、算壓力 pc1MPa設(shè)計(jì)溫度20殼體型式球殼或球形封頭殼體材料名稱及類型16MnR(正火)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)1殼體內(nèi)直徑 Di11518mm殼體開孔處名義厚度n50mm殼體厚度負(fù)偏差 C1mm殼體腐蝕裕量 C21mm殼體材料許用應(yīng)力tMPa 接管實(shí)際外伸長度0mm接管實(shí)際內(nèi)伸長度0mm接管材料16Mn(正火)接管焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接管腐蝕裕量1mm補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離mm補(bǔ)強(qiáng)圈外徑mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度mm接管厚度負(fù)偏差 C1t mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r mm接管材料許用應(yīng)力tMPa補(bǔ)強(qiáng)圈許用應(yīng)力tMPa開 孔 補(bǔ) 強(qiáng) 計(jì) 算殼體計(jì)算厚度 mm接管計(jì)算厚

16、度t mm補(bǔ)強(qiáng)圈強(qiáng)度削弱系數(shù) frr接管材料強(qiáng)度削弱系數(shù) fr開孔直徑 dmm補(bǔ)強(qiáng)區(qū)有效寬度 B mm接管有效外伸長度 h1mm接管有效內(nèi)伸長度 h2 mm開孔削弱所需的補(bǔ)強(qiáng)面積A mm2殼體多余金屬面積 A1 mm2接管多余金屬面積 A2mm2補(bǔ)強(qiáng)區(qū)內(nèi)的焊縫面積 A3 mm2A1+A2+A3= mm2 補(bǔ)強(qiáng)圈面積 A4mm2A-(A1+A2+A3)mm2結(jié)論: 根據(jù)GB150第8.3節(jié)的規(guī)定,本開孔可不另行補(bǔ)強(qiáng)。開孔補(bǔ)強(qiáng)計(jì)算計(jì)算單位壓力容器專用計(jì)算軟件 ? 接 管: A3, 50×5計(jì) 算 方 法 : GB150-1998 等 面 積 補(bǔ) 強(qiáng) 法, 單 孔設(shè) 計(jì) 條 件簡 圖計(jì)算壓力 pc1MPa設(shè)計(jì)溫度20殼體型式球殼或球形封頭殼體材料名稱及類型16MnR(正火)板材殼體開孔處焊接接頭系數(shù)1殼體內(nèi)直徑 Di11518mm殼體開孔處名義厚度n50mm殼體厚度負(fù)偏差 C1mm殼體腐蝕裕量 C21mm殼體材料許用應(yīng)力tMPa 接管實(shí)際外伸長度0mm接管實(shí)際內(nèi)伸長度0mm接管材料16Mn(正火)接管焊接接頭系數(shù)1名稱及類型管材接管腐蝕裕量1mm補(bǔ)強(qiáng)圈材料名稱凸形封頭開孔中心至封頭軸線的距離100mm補(bǔ)強(qiáng)圈外徑mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度mm接管厚度負(fù)偏差 C1t mm補(bǔ)強(qiáng)圈厚度負(fù)偏差 C1r mm接管材料許用應(yīng)力tMPa補(bǔ)強(qiáng)圈許用