固定頂設(shè)計要求

固定頂設(shè)計要求一般規(guī)定本章規(guī)定適用于自支撐式錐頂、柱支撐式錐頂和自支撐式拱頂。罐頂板及其支撐構(gòu)件應(yīng)能承受本規(guī)范附錄F規(guī)定的荷載及荷載組合。固定頂?shù)挠嬎銉?nèi)壓應(yīng)取設(shè)計內(nèi)壓（正壓）與罐頂單位面積的重力之差，設(shè)計正壓力不應(yīng)低于1.2倍呼吸閥的呼氣開啟壓力。固定頂?shù)挠嬎阃鈮喊幢疽?guī)范附錄B的規(guī)定。罐頂板及其支撐構(gòu)件的名義厚度不應(yīng)小于5mm。頂板間的連接可采用對接或搭接。采用搭接時，搭接寬度不應(yīng)小于5倍板厚，且實際搭接寬度不應(yīng)小于25mm；頂板外表面的搭接縫應(yīng)采用連續(xù)滿角焊，內(nèi)表面的搭接縫可根據(jù)使用要求及結(jié)構(gòu)受力情況確定焊接形式。頂板自身的拼接焊縫應(yīng)為全焊透對接結(jié)構(gòu)。罐頂與罐壁的連接宜采用圖7.1.5所示結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)件和殼板自身的拼接焊縫應(yīng)為全焊透對接結(jié)構(gòu)。（a）（b）（c）（a）（b）（c）((d)(e)(f)(g)(g)(h)(i)圖7.1.5罐頂與罐壁連接處的有效面積示意圖符號：ta——角鋼水平肢厚度；tb——加強扁鋼厚度；tc——頂部壁板厚度；tf=ta+tcth——罐頂板的厚度；ts——罐壁上端加厚壁板厚度；Rc——頂部罐壁內(nèi)半徑；R2——罐頂與罐壁連接處罐頂板的曲率半徑，R2=Rc/sinθ；θ——罐頂與罐壁連接處罐頂與水平面之間的夾角；Wc——罐壁剖面線部分的最大寬度，Wc=0.6(Rct)0.5；t=ta，tc，ts或tf；Wh——罐頂板剖面線部分的最大寬度，取Wh=0.3(R2th)0.5與300的較小值；Wh1——宜取0.6(R2tb)0.5，但不應(yīng)大于0.9(R2tb)0.5。Le——有效計算長度，取值不應(yīng)大于250t/(ReLt)0.5，t=ta或tb；ReLt——設(shè)計溫度下，罐頂與罐壁連接處材料的最小標準屈服強度下限值。注：1圖中長度單位為mm，角度單位為°；2承受內(nèi)壓時為抗壓環(huán)，承受外壓時為抗拉環(huán)。罐頂與罐壁采用弱連接結(jié)構(gòu)時，連接處應(yīng)符合下列規(guī)定：1直徑不小于15m的儲罐應(yīng)滿足下列要求：1)連接處的罐頂坡度不應(yīng)大于1/6；2)底圈罐壁的厚度不應(yīng)小于6mm；3)罐頂支撐構(gòu)件不得與罐頂板連接；4)頂板與包邊角鋼僅在外側(cè)連續(xù)角焊，且焊腳尺寸不應(yīng)大于5mm，內(nèi)側(cè)不得焊接；5)連接結(jié)構(gòu)僅限于圖7.1.5中詳圖(a)、(b)、(c)、(d)四種情況，且應(yīng)滿足下式要求：≤(7.1.6)式中:——罐頂與罐壁連接處有效截面面積(mm2)；——罐壁和由罐壁、罐頂所支撐構(gòu)件（不包括罐頂板）的總質(zhì)量(kg)；——設(shè)計溫度下，罐頂與罐壁連接處材料最小標準屈服強度下限值，MPa；——罐頂與罐壁連接處罐頂與水平面之間的夾角(°)；——重力加速度，取g=9.81m/s2。2對于直徑小于15m的儲罐，除應(yīng)滿足本條第1款的全部要求外，同時還應(yīng)滿足下列要求：1)應(yīng)進行彈性分析確認，在空罐條件下罐壁與罐底連接處強度不應(yīng)小于罐壁與罐頂連接處強度的1.5倍，滿罐條件下罐壁與罐底連接處強度不應(yīng)小于罐壁與罐頂連接處強度的2.5倍；2)與罐壁連接的附件(包括接管、人孔等)應(yīng)能夠滿足罐壁豎向位移100mm時不發(fā)生破壞；3)罐底板應(yīng)采用對接結(jié)構(gòu)，且在儲罐提離過程中罐底板不發(fā)生強度破壞。3或者，對于直徑≥9m但小于15m的儲罐，也可按下列要求：1)滿足本條第1款中2)~5)項的要求；2)罐壁高度應(yīng)大于或等于9m；3)連接處的罐頂坡度不應(yīng)大于1/16；4)與罐體連接的附件(包括接管、人孔等)應(yīng)能夠滿足罐體豎向位移100mm時不發(fā)生破壞；5)罐底板應(yīng)采用對接結(jié)構(gòu)，且在儲罐提離過程中罐底板不發(fā)生強度破壞。4錨固儲罐應(yīng)滿足下列要求：1)滿足本條第1款全部要求的錨固儲罐，錨固和配重應(yīng)按照3倍罐頂破壞壓力進行設(shè)計；2)其他錨固儲罐，應(yīng)進行彈性分析確認，在空罐條件下罐壁與罐底連接接頭處強度不應(yīng)小于罐壁與罐頂連接接頭處強度的1.5倍，滿罐條件下罐壁與罐底連接接頭處強度不應(yīng)小于罐壁與罐頂連接接頭處強度的2.5倍，錨固和配重應(yīng)按照3倍罐頂破壞壓力進行設(shè)計；3)罐頂破壞壓力應(yīng)符合本標準第A.4.5條的規(guī)定，或采用彈性分析方法確定。密閉固定頂儲罐通氣裝置的設(shè)置應(yīng)符合本標準第A.2節(jié)的規(guī)定。構(gòu)件的許用應(yīng)力許用拉應(yīng)力不應(yīng)大于140MPa。許用壓應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：1不考慮壓桿側(cè)向穩(wěn)定時，受壓構(gòu)件的許用壓應(yīng)力不應(yīng)大于140MPa；2考慮壓桿側(cè)向穩(wěn)定時，受壓構(gòu)件的許用壓應(yīng)力計算應(yīng)符合下列規(guī)定：當小于等于120時，受壓構(gòu)件的許用壓應(yīng)力應(yīng)按下式計算：（7.2.2-1）當大于120，且小于等于130時，受壓構(gòu)件的許用壓應(yīng)力應(yīng)按下式計算：（7.2.2-2）當大于130時，受壓構(gòu)件的許用壓應(yīng)力應(yīng)按下式計算：（7.2.2-3）（7.2.2-4）（7.2.2-5）式中：——受壓構(gòu)件的許用壓應(yīng)力(MPa)；——受壓構(gòu)件的無支撐長度(mm)；——受壓構(gòu)件截面的最小回轉(zhuǎn)半徑(mm)；——安全系數(shù)；——受壓構(gòu)件類型系數(shù)：型鋼及型鋼組合件，Y=1.0；鋼管，當tn/Ro≥0.015時，Y=1.0；當tn/Ro<0.015時，按式（7.2.2-4）計算；——鋼管有效厚度(mm)，不應(yīng)小于4.5mm，當用作無側(cè)向支撐的重要受壓構(gòu)件時，不應(yīng)小于6mm；——鋼管外半徑(mm)。主要受壓構(gòu)件，L/r不應(yīng)大于150；斜撐等次要受壓構(gòu)件，L/r值不應(yīng)大于200。許用彎曲應(yīng)力應(yīng)符合下列規(guī)定：1荷載作用面內(nèi)有對稱軸的型鋼或組合構(gòu)件（圖7.2.3），許用彎曲應(yīng)力不應(yīng)大于154MPa，側(cè)向無支撐長度不應(yīng)大于翼緣寬度的13倍；并應(yīng)滿足下列公式的要求：≤17（7.2.3-1）≤70（7.2.3-2）式中：——翼緣寬度(mm)；——翼緣有效厚度(mm)；——翼緣內(nèi)側(cè)腹板高度(mm)；——翼緣內(nèi)側(cè)腹板有效厚度(mm)。（a）H型鋼（b）薄腹梁（c）工字型鋼（d）槽型鋼圖7.2.3常用抗彎曲構(gòu)件尺寸示意圖（a）H型鋼（b）薄腹梁（c）工字型鋼（d）槽型鋼2非對稱構(gòu)件（角鋼、槽鋼）的許用彎曲應(yīng)力為140MPa，且側(cè)向無支撐長度不應(yīng)大于受壓翼緣寬度的13倍。許用剪應(yīng)力應(yīng)滿足下列要求：1當小于等于60或腹板上有加強肋時，許用剪應(yīng)力不應(yīng)大于91MPa；2當大于60或腹板上無加強肋時，許用剪應(yīng)力應(yīng)滿足下式要求：≤(7.2.4)式中：——總剪切力(N）；——腹板的總截面積(mm2）；——翼緣內(nèi)側(cè)腹板高度(mm)；——翼緣內(nèi)側(cè)腹板有效厚度(mm)。自支撐式錐頂罐頂坡度不應(yīng)小于1/6，不應(yīng)大于3/4。罐頂板的計算厚度應(yīng)按下式計算，且罐頂板的名義厚度不應(yīng)大于12mm。（7.3.2）式中：——罐頂板的計算厚度(mm)；——荷載組合(kPa)，按本標準附錄F表F.0.2的e項確定；——儲罐內(nèi)徑(m);——罐頂與罐壁連接處罐頂與水平面之間的夾角(°)。罐頂與罐壁板連接處承壓環(huán)有效截面積應(yīng)滿足下式要求：≥（7.3.3）式中：——按圖7.1.5確定的有效面積(mm2)；——材料許用應(yīng)力(MPa)，應(yīng)取設(shè)計溫度下0.6倍的材料標準屈服強度下限值；——荷載組合(kPa)，按本標準附錄F表F.0.2的e項確定；——儲罐內(nèi)徑(m);——罐頂與罐壁連接處罐頂與水平面之間的夾角(°)。柱支撐式錐頂罐頂?shù)钠露炔粦?yīng)小于1/16。罐頂主要支撐構(gòu)件包括檁條，可為型鋼、鋼管、焊接組合件或桁架，強度及穩(wěn)定性計算的許用應(yīng)力應(yīng)符合本標準第7.2節(jié)的規(guī)定。罐頂板直接接觸的檁條，屬于下列情況時，應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐：1桁架或薄腹梁組合件檁條；2高度大于375mm的檁條；3罐頂坡度大于1/6時的檁條。罐頂支柱的柱腳應(yīng)采用導向支座限位，不得與支座相焊。當采用鋼管制作罐頂支柱時，支柱上應(yīng)設(shè)置排氣孔、排液孔或制成密閉式支柱。導向支座結(jié)構(gòu)型式（圖7.4.5），應(yīng)符合下列規(guī)定：1圖7.4.5（a）所示結(jié)構(gòu)，當承載板厚度不小于12mm時，可兼做墊板，不另設(shè)墊板；2圖7.4.5（b）、（c）所示結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)置厚度不小于6mm的墊板；3支柱應(yīng)能沿導向套垂直方向自由移動；4導向套與罐底板不得直接相焊。當支柱與罐底板相對位移達到75mm時，導向套應(yīng)能有效阻止支柱沿橫向滑移。(a)(b)(c)圖7.4.5導向支座結(jié)構(gòu)示意圖1-支柱；2-導向套；3-承載板；4-墊板；5-罐底板注1：此處不焊。罐頂板及其加強構(gòu)件不得與罐頂板的支撐構(gòu)件固定連接。相鄰檁條中心的間距按外圓弧計算時，最外圈不得大于2000mm，其余各圈不得大于1700mm。地震設(shè)防地區(qū)，檁條之間設(shè)置聯(lián)結(jié)拉桿應(yīng)符合下列規(guī)定：1最外圈相鄰檁條（工字鋼除外）之間均應(yīng)設(shè)置聯(lián)結(jié)拉桿；2聯(lián)結(jié)拉桿應(yīng)采用直徑不小于20mm的圓鋼或同等強度的構(gòu)件制成。自支撐式拱頂自支撐式拱頂包括光面球殼、帶肋球殼和單層球面網(wǎng)殼，拱頂球面的曲率半徑宜為0.8倍～1.2倍罐直徑。光面球殼頂板的計算厚度應(yīng)按下式計算，且罐頂板的名義厚度不應(yīng)大于12mm。(7.5.2)式中：——罐頂板的計算厚度(mm)；——罐頂球面的曲率半徑(m)；——荷載組合(kPa)，按本標準附錄F表F.0.2的e項確定。罐頂與罐壁連接處的有效抗拉或抗壓截面積應(yīng)滿足下式要求：≥（7.5.3）式中：——本規(guī)范圖7.1.5所示結(jié)構(gòu)的有效面積(mm2)；——材料許用應(yīng)力(MPa)，取設(shè)計溫度下0.6倍的材料標準屈服強度下限值；——荷載組合(kPa)，按本規(guī)范表F.0.2的e項確定；——儲罐內(nèi)徑(m)；——罐頂與罐壁連接處罐頂與水平面之間的夾角(°)。帶肋球殼的曲率半徑不宜大于40m，且儲罐直徑不宜大于40m，計算方法應(yīng)符合本標準附錄H的規(guī)定。鋼制單層球面網(wǎng)殼的設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行標準《空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ7的相關(guān)規(guī)定。采用單層球面網(wǎng)殼的儲罐直徑不宜大于80m，同時應(yīng)符合下列規(guī)定：1鋼制單層球面網(wǎng)殼應(yīng)采用剛接節(jié)點，相鄰節(jié)點之間的網(wǎng)桿長細比不應(yīng)大于150；2鋼制單層球面網(wǎng)殼儲罐的承壓環(huán)應(yīng)滿足強度與剛度要求，并應(yīng)與網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)一起進行整體計算；3鋼制單層球面網(wǎng)殼應(yīng)采用空間梁系有限元法進行計算，空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的內(nèi)力與位移可按彈性理論進行計算；4網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性計算應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)非線性的影響，可采用考慮材料彈塑性分析的荷載—位移全過程分析方法；5鋼制單層球面網(wǎng)殼罐頂在外壓設(shè)計