1400儲(chǔ)罐計(jì)算書(shū)

1、1400m3儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)計(jì)算書(shū)設(shè)計(jì)任務(wù)來(lái)源：XXXX化工石油有限公司施工圖設(shè)計(jì)，需1400m3拱頂儲(chǔ)罐，按下 述技術(shù)條件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。設(shè)計(jì)技術(shù)條件：儲(chǔ)罐編號(hào)：T-2109 ;使用壓力：常壓（正壓750Pa,負(fù)壓400Pa）;儲(chǔ)罐容積：1400 m3；儲(chǔ)罐尺寸：儲(chǔ)罐內(nèi)徑：12m;罐壁高度：14m;儲(chǔ)存介質(zhì)：潤(rùn)滑油；介質(zhì)設(shè)計(jì)密度：901kg/ m3;設(shè)計(jì)溫度：60C;設(shè)計(jì)壓力：800Pa；腐蝕裕量：1.58mm;儲(chǔ)罐形式：立式拱頂金屬結(jié)構(gòu)；制造材料：Q235-A;地震設(shè)防烈度：7度；基本風(fēng)壓:602Pa;基本雪壓:200Pa；三.設(shè)計(jì)計(jì)算：(一).罐壁設(shè)計(jì)計(jì)算：罐壁設(shè)計(jì)厚度按下列公式計(jì)算:(JB/T4

2、7351997,式5-1)5儲(chǔ)罐罐壁的計(jì)算厚度(mm);p 儲(chǔ)罐的計(jì)算壓力(MPa)，根據(jù)鋼制焊接常壓容器，其值為設(shè)計(jì)壓力與容器各部位或元件所承受得液柱壓力之和。D 儲(chǔ)罐內(nèi)直徑(mm), 12000mm;G t設(shè)計(jì)溫度下罐壁鋼板的許用應(yīng)力(MPa)，查JB/T47351997表4-1根據(jù)中間插值法得130MPa;中焊縫系數(shù)，取0.9;C 鋼板厚度負(fù)偏差(mm), 0.6mm;C2腐蝕裕量(mm),取1.58mm;先計(jì)算底圈罐壁板的壁厚，故Pc = Pi+pg H,其中Pi為儲(chǔ)罐 設(shè)計(jì)壓力，。為儲(chǔ)液密度，Hi為儲(chǔ)罐高度，Pc = 750 + 1500X 9.8X6.6 = 0.09777MPa；

3、5 = 0.09777x5000 = 2.09mm2 x 130 x 0.9根據(jù)JB/T47351997中3.5中規(guī)定，罐壁的最小厚度為3mm，故 設(shè)計(jì)厚度為最小厚度和腐蝕裕量之和，取為5mm。由于JB/T47351997 12.2.1條 規(guī)定的DPo所以罐壁筒體不設(shè)加強(qiáng)圈(二).罐頂設(shè)計(jì)計(jì)算：罐頂采取自支撐錐頂,坡度取1/3罐頂設(shè)計(jì)外壓P =罐頂結(jié)構(gòu)自重/罐頂水平投影面積+12000=11145.6/(2.52X+1200=1767.6Pa= 0.001768MPa罐頂結(jié)構(gòu)自重=9.8x7.85x7x兀x2.5x2.5/cos18.435=11145.6 N P0罐頂設(shè)計(jì)外壓(MPa)罐頂設(shè)

4、計(jì)內(nèi)壓設(shè)定呼吸閥的排放壓力為750Pa，罐頂單位面積的重力為7.85X9.8X0.007/COS(18.435)/1000=0.000568MPa,故罐頂設(shè)計(jì)內(nèi)壓為0.00075 X 1.2-2-0.000568 =0.000332MPa罐頂設(shè)計(jì)厚度2.24n P、(JB/T47351997,式 121)= (_)1/2t sin 9 e5罐頂計(jì)算厚度(mm);E設(shè)計(jì)溫度下的材料彈性模量(Mpa),查 SH304692表 3.1.4 得 191500MPa;0 罐頂起始角，0 = arctg(1/3) = 18.435。=3.4mm2.24 x 5 , 1767.6、1/2()17 2sin1

5、8.435 191750JB/T47351997第12.3.3.1條規(guī)定“頂板的最小厚度(不包括腐蝕余量)應(yīng)不小于4.5mm。所以頂板的規(guī)格厚度取7mm。3.罐頂與罐壁連接處的有效面積校核：罐頂與罐壁連接處的有效面積,（包邊角鋼截面積加上與其相連的罐壁和罐頂板各16倍板厚范圍內(nèi)的截面積之和）應(yīng)滿足下式要求:A 0.001P0WgOA罐頂與罐壁連接處的有效面積（mm2）;A = 720+（16x5+30）5+16x7x7= 2054mm20.001P0D2/tgO = 0.001x1767.6x52/tg18.435 = 132.6mm2 2054mm2 132.6mm2所以滿足要求。（三）.包

6、邊角鋼的設(shè)計(jì)：罐頂與罐壁上端的連接處應(yīng)設(shè)置包邊角鋼，包邊角鋼與罐壁的連接采用搭接，選用包邊角鋼Z50X50X6o罐頂與罐壁連接處的有效面積,（包邊角鋼截面積加上與其相連的罐壁和罐頂板各16倍板厚范圍內(nèi)的截面積之和）應(yīng)滿足下式要求:A PD、8。， tan 6(JB/T47351997,式 124)A=560+16X7X7+(16X5 + 50-20)X5 = 1898 mm2pD 2= 0.001768 x 5000 x 5000 =141 628Qt tan 6 8 x130 x 0.9 x tan18.435 .1898mm2 141.64mm2所以滿足要求。(四).風(fēng)載荷作用下罐壁穩(wěn)定校

7、核：罐壁的許用臨界應(yīng)力按下式計(jì)算：Pcr=5.06x105 x(D)x(Dl)2.5(JB/T47351997,式 125)ni式中：Hn=EHe.(JB/T47351997,式 12 6)H =h. X(%)25(JB/T47351997,式 127)ei i 5 ei2. 51 = 5mm，計(jì)算過(guò)程如下:壁板號(hào)第i層壁板有效 厚度5 . (mm)第i層壁板的實(shí)際 高度 (mm)第i層壁板的當(dāng)量 高度Hei (mm)13.42000524522.420001252932.420001252942.460012529Hn=EHei=42832mmP =5.06X105 x( 5000)X( 5

8、 )2.5 = 0.001868MPa cr428325000罐壁的穩(wěn)定校核應(yīng)滿足下式的要求：PcrN2.25Kzq0+P(JB/T47351997,式 127)其中，Kz為風(fēng)壓高度變化系數(shù)，取1.0；q0為建罐地區(qū)的基本風(fēng)壓值，取0.00045MPa；p】為儲(chǔ)罐頂部呼吸閥負(fù)壓設(shè)定壓力的1.2倍；2.25Kzq0+P=2.25X 1.0X0.00045+0.0004X 1.2=0.001493MPa0.001868MPa 0.001493MPa,滿足要求，故不設(shè)加強(qiáng)圈。(五).抗震計(jì)算：抗震計(jì)算按照構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50191-93構(gòu)筑物抗 震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行計(jì)算。1.罐內(nèi)液體晃動(dòng)基本自振周期

9、：:D3.682H、兀 icth (嶺) 3.682 g DT罐內(nèi)液體晃動(dòng)基本自振周期(s);SH 儲(chǔ)液的高度(m),取5.3m;w0 :5 川,3.682 x 8、T = 2 兀，cth() = 2.340sT 3.682 x 9.85水平地震作用下罐內(nèi)液面晃動(dòng)最大波高:hmax= 1.5a J(GB50191-93, 19.2.8-1)aW =0.389/T S 0.9(GB50191-93, 19.2.8-2)h罐內(nèi)液面晃動(dòng)最大波高(m);maxaW相應(yīng)于罐內(nèi)液體晃動(dòng)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)；r底圈罐壁內(nèi)半徑(m);h = 1.5x0.389/2.3400.9x2.5 = 0.67

10、9m max利用回歸法求出罐內(nèi)液體最大儲(chǔ)存高度Hw=5.921m根據(jù)GB50191-93構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范19.2.12條，儲(chǔ)罐液面至罐壁頂部的最小距離應(yīng)符合下式要求：hthmax(GB50191-93 19.2.12)確定罐內(nèi)液體最高液面為5.9m 5.921m儲(chǔ)罐的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：FE=an mg(GB50191-93, 19.2.6-1)m= my(GB50191-93, 19.2.6-2)Fek儲(chǔ)罐的總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,(N);a 水平地震影系數(shù)，查GB5019-93表5.1.5-1得0.50；n罐體影響系數(shù)，采取1.1；m產(chǎn)生地震作用的儲(chǔ)液等效質(zhì)量(kg)；mL罐內(nèi)儲(chǔ)液總質(zhì)量

11、(kg), mL= kx2.52x5.921x1500 = 174388kg;(P動(dòng)液系數(shù)，查GB50191-93表12.2.6，采用插入法得0.41;Fek= 0.50 x1.1x174388x0.41x9.8 = 385380 N2.總水平地震作用對(duì)罐底部產(chǎn)生的彎矩：M1 = 0.45EF H(GB50191-93, 19.2.7)M總水平地震作用對(duì)罐底部產(chǎn)生的彎矩(N-m)地震效應(yīng)折減系數(shù)，采用0.4;M = 0.45x0.4x385380 x5.921 = 410730 N-m儲(chǔ)罐底部的最大軸向壓應(yīng)力氣=N/A+CM1/W(GB50191-93, 19.2.9)氣儲(chǔ)罐底部的最大軸向壓應(yīng)力(Pa);N儲(chǔ)罐底部所承受的重力荷載代表值(N);N =罐頂結(jié)構(gòu)自重+罐壁結(jié)構(gòu)自重+50%雪荷載=11146+9.8x(7.85x6 X 2+7.85x5 X 4.6)x兀 X 5+0.5x245xx2.52=55846 NA罐壁的截面面積(m2);A= 5x兀X0.005 = 0.0785 m2W罐壁的截面抵抗矩(m3);W =兀/4(2.50532.54/2.505) = 0.0983 m3Cl撬離影響系數(shù)，采用1.4;氣=55846/0.0785+1.4 x410730/0.0983 = 6.5