1400储罐计算书

1、1400m3储罐设计计算书设计任务来源：XXXX化工石油有限公司施工图设计，需1400m3拱顶储罐，按下 述技术条件进行设计计算。设计技术条件：储罐编号：T-2109 ;使用压力：常压（正压750Pa,负压400Pa）;储罐容积：1400 m3；储罐尺寸：储罐内径：12m;罐壁高度：14m;储存介质：润滑油；介质设计密度：901kg/ m3;设计温度：60C;设计压力：800Pa；腐蚀裕量：1.58mm;储罐形式：立式拱顶金属结构；制造材料：Q235-A;地震设防烈度：7度；基本风压:602Pa;基本雪压:200Pa；三.设计计算：(一).罐壁设计计算：罐壁设计厚度按下列公式计算:(JB/T4

2、7351997,式5-1)5储罐罐壁的计算厚度(mm);p 储罐的计算压力(MPa)，根据钢制焊接常压容器，其值为设计压力与容器各部位或元件所承受得液柱压力之和。D 储罐内直径(mm), 12000mm;G t设计温度下罐壁钢板的许用应力(MPa)，查JB/T47351997表4-1根据中间插值法得130MPa;中焊缝系数，取0.9;C 钢板厚度负偏差(mm), 0.6mm;C2腐蚀裕量(mm),取1.58mm;先计算底圈罐壁板的壁厚，故Pc = Pi+pg H,其中Pi为储罐 设计压力，。为储液密度，Hi为储罐高度，Pc = 750 + 1500X 9.8X6.6 = 0.09777MPa；

3、5 = 0.09777x5000 = 2.09mm2 x 130 x 0.9根据JB/T47351997中3.5中规定，罐壁的最小厚度为3mm，故 设计厚度为最小厚度和腐蚀裕量之和，取为5mm。由于JB/T47351997 12.2.1条 规定的DPo所以罐壁筒体不设加强圈(二).罐顶设计计算：罐顶采取自支撑锥顶,坡度取1/3罐顶设计外压P =罐顶结构自重/罐顶水平投影面积+12000=11145.6/(2.52X+1200=1767.6Pa= 0.001768MPa罐顶结构自重=9.8x7.85x7x兀x2.5x2.5/cos18.435=11145.6 N P0罐顶设计外压(MPa)罐顶设

4、计内压设定呼吸阀的排放压力为750Pa，罐顶单位面积的重力为7.85X9.8X0.007/COS(18.435)/1000=0.000568MPa,故罐顶设计内压为0.00075 X 1.2-2-0.000568 =0.000332MPa罐顶设计厚度2.24n P、(JB/T47351997,式 121)= (_)1/2t sin 9 e5罐顶计算厚度(mm);E设计温度下的材料弹性模量(Mpa),查 SH304692表 3.1.4 得 191500MPa;0 罐顶起始角，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条规定“顶板的最小厚度(不包括腐蚀余量)应不小于4.5mm。所以顶板的规格厚度取7mm。3.罐顶与罐壁连接处的有效面积校核：罐顶与罐壁连接处的有效面积,（包边角钢截面积加上与其相连的罐壁和罐顶板各16倍板厚范围内的截面积之和）应满足下式要求:A 0.001P0WgOA罐顶与罐壁连接处的有效面积（mm2）;A = 720+（16x5+30）5+16x7x7= 2054mm20.001P0D2/tgO = 0.001x1767.6x52/tg18.435 = 132.6mm2 2054mm2 132.6mm2所以满足要求。（三）.包

6、边角钢的设计：罐顶与罐壁上端的连接处应设置包边角钢，包边角钢与罐壁的连接采用搭接，选用包边角钢Z50X50X6o罐顶与罐壁连接处的有效面积,（包边角钢截面积加上与其相连的罐壁和罐顶板各16倍板厚范围内的截面积之和）应满足下式要求: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所以满足要求。(四).风载荷作用下罐壁稳定校

7、核：罐壁的许用临界应力按下式计算：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，计算过程如下:壁板号第i层壁板有效 厚度5 . (mm)第i层壁板的实际 高度 (mm)第i层壁板的当量 高度Hei (mm)13.42000524522.420001252932.420001252942.460012529Hn=EHei=42832mmP =5.06X105 x( 5000)X( 5

8、 )2.5 = 0.001868MPa cr428325000罐壁的稳定校核应满足下式的要求：PcrN2.25Kzq0+P(JB/T47351997,式 127)其中，Kz为风压高度变化系数，取1.0；q0为建罐地区的基本风压值，取0.00045MPa；p】为储罐顶部呼吸阀负压设定压力的1.2倍；2.25Kzq0+P=2.25X 1.0X0.00045+0.0004X 1.2=0.001493MPa0.001868MPa 0.001493MPa,满足要求，故不设加强圈。(五).抗震计算：抗震计算按照构筑物抗震设计规范GB50191-93构筑物抗 震设计规范进行计算。1.罐内液体晃动基本自振周期

9、：:D3.682H、兀 icth (岭) 3.682 g DT罐内液体晃动基本自振周期(s);SH 储液的高度(m),取5.3m;w0 :5 川,3.682 x 8、T = 2 兀，cth() = 2.340sT 3.682 x 9.85水平地震作用下罐内液面晃动最大波高:hmax= 1.5a J(GB50191-93, 19.2.8-1)aW =0.389/T S 0.9(GB50191-93, 19.2.8-2)h罐内液面晃动最大波高(m);maxaW相应于罐内液体晃动基本自振周期的水平地震影响系数；r底圈罐壁内半径(m);h = 1.5x0.389/2.3400.9x2.5 = 0.67

10、9m max利用回归法求出罐内液体最大储存高度Hw=5.921m根据GB50191-93构筑物抗震设计规范19.2.12条，储罐液面至罐壁顶部的最小距离应符合下式要求：hthmax(GB50191-93 19.2.12)确定罐内液体最高液面为5.9m 5.921m储罐的总水平地震作用标准值：FE=an mg(GB50191-93, 19.2.6-1)m= my(GB50191-93, 19.2.6-2)Fek储罐的总水平地震作用标准值,(N);a 水平地震影系数，查GB5019-93表5.1.5-1得0.50；n罐体影响系数，采取1.1；m产生地震作用的储液等效质量(kg)；mL罐内储液总质量

11、(kg), mL= kx2.52x5.921x1500 = 174388kg;(P动液系数，查GB50191-93表12.2.6，采用插入法得0.41;Fek= 0.50 x1.1x174388x0.41x9.8 = 385380 N2.总水平地震作用对罐底部产生的弯矩：M1 = 0.45EF H(GB50191-93, 19.2.7)M总水平地震作用对罐底部产生的弯矩(N-m)地震效应折减系数，采用0.4;M = 0.45x0.4x385380 x5.921 = 410730 N-m储罐底部的最大轴向压应力气=N/A+CM1/W(GB50191-93, 19.2.9)气储罐底部的最大轴向压应力(Pa);N储罐底部所承受的重力荷载代表值(N);N =罐顶结构自重+罐壁结构自重+50%雪荷载=11146+9.8x(7.85x6 X 2+7.85x5 X 4.6)x兀 X 5+0.5x245xx2.52=55846 NA罐壁的截面面积(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撬离影响系数，采用1.4;气=55846/0.0785+1.4 x410730/0.0983 = 6.5