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GB 50341 储罐设计计算

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Selected 50341, 大型储罐, 油罐.
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封面 注：计算书中红色为手动输入数据，蓝色为自动生成数据。
罐壁计算
 打印时选打印“整个工作簿”且将不需打印的
顶部抗风圈计算
 的工作表、目录隐藏（步骤：格式-工作表-隐藏），
中间抗风圈计算
 罐顶分片及盘梯部分未设置打印计算书里，打印时请隐藏
自支撑拱顶计算
 否则“总页码”不对 建议文件“另存”使用，防止删除
自支撑锥顶计算
 本表除附录A有一定疑问外，其他表格自校没有什么问题
抗震计算
 附录A编写还参考了化工设备设计全书中《球罐和大型储罐》一书
罐顶分片
储罐顶平台标高及盘梯计算
附录A
此表格可直接打印，作为计算书使用。

xxxxxx有限公司
设备室		 储罐计算书 项目号 xx
档案号 xx
页  码 第 0  页  共    页
项目地址 xxx 设计阶段 施工图
项目名称 xxx 单元名称
返回目录
xxxx罐

位号：123456789
V=10000m3
5
4
3
2
1
0
修
改		 说             明 编   制 校   对 审   核 日   期

储罐类型 存在内压的固定顶油罐 是否采用网架拱顶 是 1 第一组 0.1 Ⅰ
设计正压力 P 2000 Pa 边环梁厚 t1 20 mm 第二组 0.15 Ⅱ
呼吸阀负压设定值 P 490 Pa 边环梁长 L 350 mm 第三组 0.2 Ⅲ
设计温度： T 50 °C 顶圈壁板厚 tc 14 mm 0.3 Ⅴ
设计风压： ω0 0.35  KPa 夹角 θ 30 ° 0.4
地面粗糙度 B 罐内径 Rc 15000 mm
设计雪压 Px 0.25  KPa 蒙皮直径 DL 29586.99 mm
附加荷载： Ph 1.2  KPa  蒙皮安装位置B 206.5064 mm
地震设防烈度： 7 度  罐壁高度调整值HL 151 mm
设计地震分组： 第三组 刚性环面积校核合格。
基本地震加速度 0.1 g 储罐设计压力 2000Pa<破坏压力 4829Pa，安全。
场地类别： Ⅱ
罐壁内径： D  30 m
罐壁高度：  H1  16.5 m 1
拱顶球半径/罐内径 1 估重 290000 kg
全容积 11663  m3 罐壁质量 169880 kg
装填系数 0.9 罐顶质量 48290 kg
最高液位： Hw 14.85 m 罐底质量 53810 kg
相对密度： ρ  0.8 网架质量 0 kg
罐顶球半径：  Rs 30 m 浮盘质量 11000 kg
焊缝系数： Φ  0.9 盘梯质量 5600 kg
罐壁板腐蚀裕量  C1 3 mm 其他质量 500 kg
罐壁板负偏差  C2 0.3 mm 底板质量估算
罐顶板腐蚀裕量  C1 1.5 mm 底板直径 底板厚度 净量 调整系数 估算重量
罐顶板负偏差  C2 0.6 mm 30150 8 44836  1.2 53802.865
Hw取罐壁高度? 是
289080

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设备室		 计算书 项目号 xx 设计阶段 施工图
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使用说明：
1.  设计基本参数： 1.带红色字体的区域为数据输入区。
设计规范： GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》 2.拱顶无肋板时，将肋板的宽度和厚度设定值0或去掉该部分计算。
设计压力： P 2000 Pa 设计压力： P -490 Pa
设计温度： T 50 °C 环焊缝间隙 2 mm
设计风压：
ω0
0.35  KPa 设计雪压
Px
0.25  KPa
附加荷载：
Ph
1.2  KPa
地震设防烈度： 7 度 设计地震分组： 第三组
基本地震加速度： 0.1 g 场地类别： Ⅱ 类 返回目录
罐壁内径： D  30 m 罐壁高度：
 H1 
16.5 m
计算液位：
Hw
16.5 m 相对密度： ρ  1
焊缝系数： Φ  0.9
罐壁板负偏差：   C1 0.3 mm 罐壁板腐蚀裕量： C2 3 mm
2. 罐壁分段及壁厚：
选用罐壁尺寸、材料及许用应力如下：
从下至上      分段号 高度（m） 材料 厚度（mm） 设计[σ]d（MPa） 水压试验[σ]t（MPa） 重量（kg） 周长（mm） 块数 每块板长
1 2.15 Q345R 20  189 189  31834.5  94310.611 11 8574  2.15 2
2 2.15 Q345R 18  189 189  28649.2  94304.328 11 8573  2.15 2
3 2.15 Q345R 16  189 189  25464.2  94298.045 11 8573  2.15 2
4 2.15 Q345R 14  189 189  22279.7  94291.762 11 8572  2.15 2
5 2.15 Q345R 12  189 189  19095.6  94285.479 11 8571  2.15 2
6 2.15 Q345R 10  189 189  15912.0  94279.196 11 8571  2.15 2
7 2.15 Q345R 10  189 189  15912.0  94279.196 11 8571  2.15 2
8 1.45 Q345R 10  189 189  10731.3  94279.196 11 8571  1.45 2
9 0 Q345R 10  189 189  0.0  94279.196 11 8571  0 2
10 0 Q345R 10  189 189  0.0  94279.196 11 8571  16.5 0.018
-0.018
总重：mt 169878.6 
3. 罐壁计算： 1
3.1盛装储存介质时厚度计算（式6.3.1-1）：
1
计算结果：
从下至上分段数 计算液位高度H（m） 计算壁厚td（mm） 钢板负偏差C1（mm） 腐蚀裕量C2（mm） 设计壁厚t（mm） 建议名义厚度tn（mm） 实取名义厚度tn（mm）
1 16.5 14.00  0.3 3 17.30  20  20 
2 14.35 12.14  0.3 3 15.44  18  18 
3 12.2 10.28  0.3 3 13.58  16  16 
4 10.05 8.43  0.3 3 11.73  14  14  Q235B
5 7.9 6.57  0.3 3 9.87  12  12  Q235C
6 5.75 4.71  0.3 3 8.01  11  10  Q245R
7 3.6 2.85  0.3 3 6.15  9  10  Q345R
8 1.45 0.99  0.3 3 4.29  7  10  16MnDR
9 0 (0.26) 0.3 3 3.04  6  10  07MnNiCrMoVDR
10 0 (0.26) 0.3 3 3.04  6  10  S30408
S30403
3.2水压试验厚度计算（式6.3.1-2）： S31608
1 S31603
计算结果：
从下至上分段数 计算液位高度H（m） 计算壁厚tt（mm） 钢板负偏差C1（mm） 设计壁厚t（mm） 建议名义厚度tn（mm） 实取名义厚度tn（mm）
1 16.5 14.00  0.3 14.30  15.00  14 
2 14.35 12.14  0.3 12.44  13.00  12 
3 12.2 10.28  0.3 10.58  11.00  11 
4 10.05 8.43  0.3 8.73  9.00  10 
5 7.9 6.57  0.3 6.87  7.00  8 
6 5.75 4.71  0.3 5.01  6.00  7 
7 3.6 2.85  0.3 3.15  4.00  6 
8 1.45 0.99  0.3 1.29  2.00  6 
9 0 -0.26  0.3 0.04  1.00  6  返回目录
10 0 -0.26  0.3 0.04  1.00  6 

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4.中间抗风圈计算
对于固定顶油罐，应将罐壁全高作为风力稳定性核算区间。对于敞口油罐，应将顶部抗风圈
以下的罐壁作为核算区间。顶部抗风圈一般应在距罐壁上端1m的水平面上。
4.1 罐壁筒体的临界压力（按6.5.2）：
1 1.37  KPa
式中：
[Pcr]—核算区间罐壁筒体的许用临界压力(KPa)；
HE—核算区间罐壁筒体的当量高度(m）；
tmin—核算区间最薄圈壁板的有效厚度（m）；
ti—第i圈壁板的有效厚度（mm）；
hi—第i圈壁板的实际高度（m）；
Hei—第i圈壁板的当量高度（m）；
核算区间最薄圈壁板有效厚度tmin= 6.7 mm
HE=∑Hei= 8.49  m
Hei—罐壁各段当量高度，m； 返回目录
Hei=Hi（tmin/ti）2.5
罐壁各段当量高度如下：
从下至上分段数 实际高度Hi（m） 有效壁厚ti（mm） 当量高度Hei（m）
1 2.15 16.7 0.22 
2 2.15 14.7 0.30 
3 2.15 12.7 0.43 
4 2.15 10.7 0.67 
5 2.15 8.7 1.12 
6 2.15 6.7 2.15 
7 2.15 6.7 2.15 
8 1.45 6.7 1.45 
9 0 6.7 0.00 
10 0 6.7 0.00 
4.2 罐壁筒体设计外压计算（按6.5.3）：
储罐类型： 存在内压的固定顶油罐
P0=2.25ωk+q 1.5117375 KPa
式中：
P0—罐壁筒体的设计外压；
q—罐顶呼吸阀负压设定值的1.2倍 0.588 KPa 1
罐顶呼吸阀负压设定值 0.49 KPa
ωk—风荷载标准值（按6.4.7）
ωk=βzμSμZω0 0.411  KPa
ω0—基本风压值； 0.350  KPa
(ω0＜0.3KPa时取0.3KPa)
βz—高度Z处的风振系数，油罐取； 1.00 
μs—风荷载体型系数，取驻点值； 1.00 
μz—风压高度变化系数； 1.17 
当所设计油罐由于前排油罐可能形成狭管效应，
基本风压再乘以1.2～1.5倍调整系数，取 1 疑问：计算设计外压时，已经存在系数“2.25”还用乘狭管效应系数吗？
4.3 中间抗风圈的数量及在当量筒体上的位置：
∵[Pcr]≤P0，故需要设置中间抗风圈，其数量及位置如下：
HE/2=
4.24570453
加强圈数量n= 1
HE/3=
2.83046968
2HE/3=
5.6609394
位置在距罐壁顶部2m，3.78m，6.72m处。
HE/4=
2.12285226
2HE/4=
4.2457045
3HE/4=
6.3685568
HE/2=
4.2457045 如果： P0＞[PCr]≥P0/2 应设置1个中间抗风圈于HE/2处。
P0/2＞[PCr]≥P0/3 应设置2个中间抗风圈于HE/3，2HE/3处。
P0/3＞[PCr]≥P0/4 应设置3个中间抗风圈于HE/4，2HE/4，3HE/4处。
以此类推
最薄壁板上，当量即为实际高度
非最薄壁板上，实际高度：hi=Hei/（tmin/ti）2.5
例题见GB50341中 “P129-P131”
tmin—核算区间最薄圈壁板的有效厚度（mm）； 6.7
ti—第i圈壁板的有效厚度（mm）； 4.75
hi—第i圈壁板的实际高度（m）； 0.0931043
Hei—第i圈壁板需要的当量高度（m）； 0.22
抗风圈的实际位置可以微调，以抗风圈之间当量距离
不超过 HE[Pcr]/P0 即可

10000立方米储罐罐顶分瓣计算 1
中心顶板重量 光壳顶板计算厚度 顶板厚度 顶板曲率半径Rs 储罐直径D 拱顶焊接位置B 大头半径 搭接宽度 顶板分块数n 小头半径 小头弧长
ｌ0
217.5144506 12.6 8 30000 30000 30 14970 40 40 1000 1000.18528
大头顶角φ0 大头弧长 筋板高度 筋板厚度 环向肋板间距 拱顶高度 小头顶角φ 小头展开弧长
29.93386256 2391.4821 80 12 1310 4017.9405 1.9102132 197.079633
序号 球面曲率半径Rn 搭接宽度 顶板分块数n 各段弧长ｌ0 各段弧长对应角度α 各段弧长对应半径r1 展开半径R1 展开弧长 展开弦长 一块顶板面积 一块顶板质量
环向肋板数量 30000 40 40 1000 1.90985932 999.8148 1000  197  197  19.335495 1214.26909
1 30000 40 40 2310 4.41177502 2307.718 2315  402  402  顶板总质量
2 30000 40 40 3620 6.91369073 3611.222 3638  607  607  蒙皮质量
3 30000 40 40 4930 9.41560643 4907.84 4975  811  810  48788.278 61302.412
4 30000 40 40 6240 11.9175221 6195.103 6332  1013  1012  一块瓜片肋板环向长
5 30000 40 40 7550 14.4194378 7470.554 7714  1213  1212 
6 30000 40 40 8860 16.9213535 8731.763 9127  1412  1410  14740.0  红色为输入
7 30000 40 40 10170 19.4232693 9976.325 10578  1607  1606  一块瓜片肋板经向长 蓝色为生成
8 30000 40 40 11480 21.925185 11201.87 12075  1800  1798 
9 30000 40 40 12790 24.4271007 12406.05 13626  1989  1987  26426.7  长度单位，mm
10 30000 40 40 14100 26.9290164 13586.59 15239  2174  2172  中心顶板肋板长 重量单位，Kg
11 30000 40 40 15410 29.4309321 14741.22 16925  2356  2354 
13915
肋板总重 肋板总长
30000 40 40 15673.33378 29.9338626 14970.0  17274.4  2391.5  2389.6  12514.134 1660580.4  返回目录
展开长度整个弧长 大头展开半径 此数值在2500以内
顶板质量另一公式
一块顶板面积 一块顶板质量
19.383027 1217.2541
拱顶瓜皮几何尺寸 光壳拱顶质量估算 纬向弧长对应夹角
拱顶球半径R 30000 mm 壳厚度 6 0.00000785 拱顶球半径R 30000 mm
拱顶焊接位置B 206.506 mm 球半径 30000 30006 纬向弧长 1500 14469.8671 mm
拱顶直径D1 29587 mm 矢高 3901.101 3907.100681 0.05 0.4823289 弧度
瓜皮数量 40 体积 1.37E+12 1.37656E+12 2.864789 27.6354106 度
搭接宽度 40 mm 球缺质量 10771351 10806015.96
小头半径 1000 mm 顶板质量 35770  kg
大头α1 0.52  29.5456 弧度/度 肋板质量 12515 
小端α2 0.03334 1.91021 弧度/度 合计 48285 
顶板展开半径R1 17004.7 mm
顶板展开半径R2 1000.56 mm
瓜皮展开弧长 14469.9 mm
大头展开弧长 2323.76 2363.76 mm
小头展开弧长 157.08 197.08 mm

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5.   罐顶计算：
一般规定：
密闭油罐拱顶带肋球壳的曲率半径不宜大于40m。
肋条间距不得大于1.5m。
肋条高厚比不宜大于12。
拱顶球面的曲率半径宜为0.8～1.2倍罐体直径。
5.1 光面球壳顶板的计算厚度（按7.5.2）：
1 14.70  mm
式中：
Rs—拱顶球面半径； 30 m
PW—设计外荷载，取PL和2.2二者大值； 2.20  KPa
∵ 计算厚度大于12mm，因此罐顶应按带肋球壳顶板设计
本次球壳顶板设计是否按带肋设计 是 若不带肋设计，则19-64行删除
拱顶设计外载荷 PL=Ph+Px+Pa 1.90  Kpa 能否用某个命令判断后，自动删除这一部分？
式中： 返回目录
Px-雪荷载超过0.6KPa部分； 0 KPa          
Ph-附加荷载； 1.2 KPa          
Pa-罐顶固定载荷 0.70  KPa          
实际罐顶取用厚度为 tx= 8 mm
罐顶及附件（含保温）总质量 md= 50704.5 kg
5.2 带肋球壳顶板计算
5.2.1 拱顶的许用外荷载
 带肋拱顶的许用外荷载（按C.2.1-1）
1 4.07  KPa          
式中：
[P]——带肋拱顶许用外荷载 KPa          
E—设计温度下材料的弹性模量 191625 MPa
Rs—拱顶球面半径； 30000 mm
th—顶板有效厚度 5.9 mm
tm—带肋顶板的折算厚度
1 18.37  mm
1
11507.5  mm
h1——纬向肋高度 80 mm
b1——纬向肋有效厚度 8.2 mm
L1——纬向肋在经向的间距 1310 mm
e1——纬向肋与顶板在经向的组合截面形心到顶板中面的距离
1 6.24  mm 公式以扁钢下表面为0-0轴计算得来
L1S——顶板有效参与筋板组合矩的宽度 返回目录
L1S=1.1（2Rsth）0.5= 654.48  mm
1
1.08 
δ2m——经向肋与顶板的折算厚度
1 12860.2  mm
h2——经向肋高度 80 mm
b2——经向肋有效厚度 8.2 mm
L2——经向肋在经向的间距 1195 mm
e2——经向肋与顶板在经向的组合截面形心到顶板中面的距离
1 6.24  mm 公式以扁钢下表面为0-0轴计算得来
L2S——顶板有效参与筋板组合矩的宽度
L2S=1.1（2Rsth）0.5= 654.47689 mm
1
1.09 
5.2.2  带肋拱顶的稳定性验算（按C.2.3） 1
拱顶设计外载荷  PL 1.90  KPa          
拱顶许用外荷载  [P] 4.07  KPa           1
∵ [P]＞PL，故满足稳定性要求，合格
5.3 罐顶与罐壁连接处截面积计算： KPa          
5.3.1. 罐顶与罐壁连接处的实际截面积Aa
选择包边角钢尺寸 ∠125x12 包边角钢数量 1
包边角钢截面积： 2890 mm2 1
罐顶与角钢连接位置 B 30 mm
罐内半径 Rc 15000 mm
罐壁连接有效宽度 Wc=0.6（Rctc）0.5 190.21  mm
罐顶连接有效宽度 Wh=Min[0.3（R2th）0.5,300] 126.34  mm 1
罐顶与罐壁连接处,罐顶切线与水平面夹角
θ=arcsin((Rc-B)/Rs)= 29.93  °
罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离
R2=Rc/sinθ 30060.12  mm
式中：
tc—顶部罐壁板有效厚度； 6.70  mm
th—顶板有效厚度； 5.90  mm
Rs—拱顶球面半径； 30000  mm
罐顶与罐壁连接处的实际截面积Aa（按图7.1.5）
Aa= 4909.82  mm2
5.3.2. 罐顶与罐壁连接处的有效截面积计算
罐顶与罐壁连接处需要的有效截面积（按7.5.3）
1 4148.30  mm2
式中：
D—储罐直径 30 m
R2—罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离 30.06012 m
PW—设计外荷载，取PL和2.2二者大值； 2.20  KPa
罐顶与罐壁连接处需要的有效截面积（按C.2.4）
1 3581.05  mm2
式中： 返回目录
D—储罐直径 30 m
Rs—拱顶球面半径； 30.00  m
A取按C.2.4条及7.5.3条计算的大者
Amax=
4148.30  mm2
Aa≥Amax，有效截面积满足设计要求
若油罐符合本规范附录A，则有效截面积Aa还应符合A.3.2的要求 1
若不按附录A计算则95-104行删除
罐顶与罐壁连接处需要的有效截面积（按A.3.2）
1 2171.16  mm2
式中：
P—设计压力；
P=
2.00  KPa
D—储罐直径 D= 30 m
th—顶板有效厚度
th=
5.9 mm
Aa≥A，有效截面积满足设计要求
截面积A 单位质量kg/m
∠50x5 480 3.77
∠63x8 951 7.47
∠70x8 1070 8.37
∠75x10 1410 11.1
∠80x10 1510 11.9
∠90x10 1720 13.5
∠100x10 1930 15.1
∠100x12 2280 17.9
∠110x12 2520 19.8
∠125x12 2890 22.7
∠140x16 4250 33.4
∠160x16 4910 38.5
三、“抗压环”有效抗压截面积A计算：
按GB50341图7.1.5规定，
1
1
罐顶腐蚀裕量1mm，罐壁腐蚀裕量2mm
A=190×23+190×14=7030mm2。
A为临界状态抗压环有效截面积，为罐壁将被抬起而尚未被抬起，抗压环材料恰好达到屈服强度，即塑性失稳临界状态时的抗压环有效面积。
如为包边角钢结构，有效面积按图7.1.5的(a)~(d)计算有效面积。
四、设计压力：
储罐内径42mm，夹角θ=24.5°tg(θ)=0.456
1
1
内压超过此2.0KPa，“抗压环”屈服失效。
五、罐壁底部不被提离的最大内压
罐壁重量276320kg，
盘梯、罐顶附件等约7000kg，
不计拱顶网架重量,mt=315320kg。
11
当设计内压为2KPa时，“抗压环”不会屈服破坏，但罐底有被提离的危险。
解决方法，通过呼吸阀将操作压力降低至1.96KPa以下。

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5.   网架罐顶计算：
蒙皮仅起密封作用
5.1 内压作用下的光面球壳顶板的计算厚度(按NB/T47003.1)：
1
3.07  mm
式中：
Rs—拱顶球面半径； 30 m
Pi—计算内压 0.0015  MPa
Pmax—最大操作内压，取设计正压 2000 Pa
q1-罐顶单位面积重力 510.7218 Pa
φ-焊缝系数 0.45
[σ]t-Q235B许用应力 134.75 光壳拱顶质量估算
蒙皮厚度取 6 mm 蒙皮厚度 6 7.85E-06
球半径 30000 30006
5.2 罐顶刚性环面积核算： 矢高 3901.1007 3907.1007
5.2.1. 刚性环的实际截面积Aa 体积 1.372E+12 1.377E+12
罐内半径 Rc 15000 mm 球缺质量 10771351 10806016
罐壁连接有效宽度 Wc=16tc 171.20  mm 顶板光壳质量 34665  kg
罐顶连接有效宽度 Wh=16t1 283.20  mm 搭接宽度 40 mm
罐顶与罐壁连接处,罐顶切线与水平面夹角 搭接总长 585077.87 mm
θ=arcsin((Rc-B)/Rs)= 30.00  ° 搭接部分重量 1102.2867 kg
罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离 其他质量 1000  kg
R2=Rc/sinθ 30000 mm 合计 36800 
式中：
tc—顶部罐壁板有效厚度； 10.70  mm
t1—边环梁有效厚度； 17.70  mm 拱顶瓜皮几何尺寸
Rs—拱顶球面半径； 30000  mm 拱顶球半径R 30000 mm
刚性环的实际截面积Aa 拱顶焊接位置B 206.50635 mm
Aa= 6844.48  mm2 拱顶直径D1 29586.987 mm
瓜皮数量 40
搭接宽度 40 mm
5.2.2. 罐顶与罐壁连接处的有效截面积计算 小头半径 1000 mm
所需要的刚性环截面积 大头α1 0.52  29.545624 弧度/度
1 小端α2 0.0333395 1.9102132 弧度/度
3117.69  mm2 顶板展开半径R1 17004.733 mm
顶板展开半径R2 1000.556 mm
式中： 瓜皮展开弧长 14469.867 mm
D—储罐直径 30 m 大头展开弧长 2323.7565 2363.7565 mm
R2—罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离 30 m 小头展开弧长 157.08  197.07963 mm
P—罐顶计算压力 2000.00  Pa
刚性环面积校核合格。
20 140
5.3 设计破坏压力 100 126
150 120
1 4829 Pa 200 112
250 100
储罐设计压力 2000Pa<破坏压力 4829Pa，安全。 20 50 100
140 134.75 126
截面积A 单位质量kg/m
∠50x5 480 3.77
∠63x8 951 7.47
∠70x8 1070 8.37
∠75x10 1410 11.1
∠80x10 1510 11.9
∠90x10 1720 13.5
∠100x10 1930 15.1
∠100x12 2280 17.9
∠110x12 2520 19.8
∠125x12 2890 22.7
∠140x16 4250 33.4
∠160x16 4910 38.5
三、“抗压环”有效抗压截面积A计算：
按GB50341图7.1.5规定，
=190，
190
罐顶腐蚀裕量1mm，罐壁腐蚀裕量2mm
A=190×23+190×14=7030mm2。
A为临界状态抗压环有效截面积，为罐壁将被抬起而尚未被抬起，抗压环材料恰好达到屈服强度，即塑性失稳临界状态时的抗压环有效面积。
如为包边角钢结构，有效面积按图7.1.5的(a)~(d)计算有效面积。
四、设计压力：
储罐内径42mm，夹角θ=24.5°tg(θ)=0.456
=
=2.0KPa。
内压超过此2.0KPa，“抗压环”屈服失效。
五、罐壁底部不被提离的最大内压
罐壁重量276320kg，
盘梯、罐顶附件等约7000kg，
不计拱顶网架重量,mt=315320kg。
=1.96KPa。
当设计内压为2KPa时，“抗压环”不会屈服破坏，但罐底有被提离的危险。
解决方法，通过呼吸阀将操作压力降低至1.96KPa以下。

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6.  地震载荷计算：
适用范围：
罐壁高度与直径比不大于1.6
容积不小于100m3的常压立式圆筒形钢制平底油罐
储罐计算容积 10496.846 m3
6.1. 地震作用下罐壁底产生的最大轴向应力（按D.5.1）
1 7.2987675 MPa 1 1
式中：
Cv—竖向地震影响系数（7，8度地震区取1；9度地震区取1.45） 1
N1—罐底部垂直载荷  ；    N1 2.8449 MN
A1—罐壁横截面积； A1=πDt 1.5739379 m2
CL—翘离影响系数； 取 CL 1.4
Z1—底部罐壁断面系数；
Z1=0.785D2t
11.79855 m3
D—油罐内径； D 30 m 1
t—底部罐壁有效厚度； t 0.0167 m
M1—总水平地震力在罐底部产生的地震弯矩（按D.3.5）
M1=0.45Q0Hw= 46.277814 MN.m
式中：
Hw—油罐设计最高液位； HW 16.5 m
Q0—总水平地震力在罐底部产生的水平剪力（按D.3.4） 返回目录
Q0=10-6CzαY1mg= 6.2327023 MN.m
式中：
g—重力加速度； 9.81 m/s2
Cz—综合影响系数 Cz 一般取 0.4 1
α—地震影响系数（据Tc，Tg，αmax按图D.3.1选取） α= 0.23
δ3—距底板1/3高度处罐壁有效厚度 δ3 0.0107 m
αmax—最大地震影响系数 αmax 0.23
Tg—反应谱特征周期（按表D.3.1-1） Tg 0.45 s
Tc—储液耦连振动基本周期 Tc=KcHw（R/δ3）0.5= 0.2693857 s
R—储罐内半径 R=D/2 15 m
Kc—耦连振动周期系数（查表D.3.2确定） Kc= 0.0004361
Y1——罐体影响系数 Y1 一般取 1.1 1
m—产生地震作用力的等效储液质量 m=m1Fr= 6278080.2 kg
m1—罐内储液总质量 m1=0.25ρπD2Hw 11663163 kg
ρ—罐内储液密度 ρ 1000
Fr—动液系数（查表D.3.4确定） Fr 0.5382828
其中： 
D/Hw 1.8181818
6.2. 罐壁许用临界应力（按D.4） 1
[σcr]
[σcr]=0.15E t/D
17.107062 MPa
E—设计温度下材料的弹性模量 204875 MPa
6.3.应力校核条件
σ1≤[σcr] 合格
6.4. 罐内液面晃动高度计算： 1
hv—液面晃动波高 hv=1.5αR 0.3201363 m
α—地震影响系数（据Tw，αmax按图D.3.1选取） α 0.0142283
Tw—储液晃动基本周期
Tw=KsD0.5
5.8894006 s
Ks—晃动周期系数（查表D.3.3确定） Ks= 1.0752525
6.2.5附加要求 返回目录
导向管与导向管套管上的钢盖板之间允许最小间隙ΔF（按D.6）
1 0.0068317 m

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7. 罐壁顶部抗风圈计算
7.1 顶部抗风圈最小截面模数计算
顶部抗风圈所需的最小截面模数（按6.4.6）
 Wz=0.083D2H1ωk
 Wz=0.083D2H1ωk
506.0  cm3
式中：
ωK—风载荷标准值（按6.4.7）
ωk=βzμsμsω0
0.411  KPa
D—储罐内直径 30.000  m
H1—整个罐壁高度 16.500  m
ω0—基本风压值(＜300时取300Pa) 0.350  KPa
βz—高度Z处的风振系数，油罐取 1.00 
μs—风荷载体型系数，取驻点值 1.00 
μz—风压高度变化系数， 查表得 1.173
7.2 顶部抗风圈实际截面模数计算
顶部抗风圈结构形式见下图
1
返回目录
c加强件型号 [ 40c
Ts—罐壁有效厚度 0.835 cm
Tp—腹板有效厚度 1.135 cm
L1—抗风圈宽度 110 cm
L2—图示距离 1 cm
Zo—型钢本身形心距离 2.42 cm
T—a加强件有效宽度
T=32×TS+TP=
27.855 cm
Aa—a加强件截面积
Aa=T×TS=
23.258925 cm2
Ab—b加强件截面积
Ab=L1×TP=
124.85 cm2
Ac—c加强件截面积
Ac=型钢查表得
91.086 cm2
ea—a截面形心距罐壁内侧的距离
ea=TS/2=
0.4175 cm 返回目录
eb—b截面形心距罐壁内侧的距离
eb=L1/2+TS=
55.835 cm
ec—c截面形心距罐壁内侧的距离
ec=L1+TS-Z0-L2=
107.415 cm
C1—组合截面形心距壳壁内侧的距离
C1=(Aaea+Abeb+Acec)/(Aa+Ab+Ac)=
70.08808 cm
C2—组合截面形心距抗风圈外侧的距离
C2=L1+TS-C1=
40.74692 cm
ha—a加强件形心距组合截面形心距离
ha=C1-ea=
69.67058 cm
hb—b加强件形心距组合截面形心距离
hb=C1-eb=
14.25308 cm
hc—c加强件形心距组合截面形心距离
hc=C1-ec=
37.32692 cm
Ia—a截面对本身形心的惯性矩
Ia=T×TS3/12=
1.351392 cm4
Ib—b截面对本身形心的惯性矩
Ib=TP×L13/12=
125890.42 cm4
Ic—c截面对本身形心的惯性矩
Ic型钢查表得
688 cm4
Iae—a截面对组合形心的惯性矩
Iae=Aa×ha2=
112898.58 cm4
Ibe—a截面对组合形心的惯性矩
Ibe=Ab×hb2=
25363.314 cm4
Ice—a截面对组合形心的惯性矩
Ice=Ac×hc2=
126910.03 cm4
Io-o—组合截面对组合形心的惯性矩。
I0-0=Ta+Ib+Ic+Iae+Ibe+Ice=
391751.69 cm4
Wact—实际截面模数
Wact=Io-o/MAX(C1,C2)=
5589.4197 cm4
Wact>Wz 满足最小截面要求!

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8 附录A 微内压油罐计算
8.1一般规定（按A.1）：
设计压力不大于6000Pa
罐内压产生的举升力不大于罐壁、罐顶及其所支撑构件的总重时，设计应符合附录A.2-A.5的规定；
罐内压产生的举升力大于罐壁、罐顶及其所支撑构件的总重时，设计应符合附录A.6的规定，
并且式（6.3.1-1）、式（6.3.1-2）中计算液位高度，尚应加上由内压产生的当量液位高度。
8.2 罐顶与罐壁的连接结构（按A.3）
罐顶与罐壁连接处需要的有效截面积
1 2171.1624 mm2
式中：
P—设计压力； 2 KPa
D—储罐直径 30 m
th—顶板有效厚度 5.9 mm
θ—罐顶与罐壁连接处,罐顶切线与水平面夹角 29.933863 °
罐顶与罐壁连接结构确定时，最大允许设计压力（A.3.3）
P=1.1Atgθ/D2+0.08th=
3.9273855 KPa
式中：
A—罐顶与罐壁连接处实际的有效截面积； 4909.8187 mm2
罐壁底部不被抬起的最大内压（A.3.5）
Pmax=0.00125mtg/D2+0.08th= 2.8697275 KPa
式中：
Pmax-罐壁底部不被抬起的最大内压；应满足Pmax≤0.8Pf
mt-罐壁和由罐壁及罐顶所支撑构件
（不包括罐顶板）的总质量； 175980 Kg
th—顶板有效厚度 5.9 mm 返回目录
g—重力加速度； 9.81 m/s2
8.3 计算破坏压力
罐顶与罐壁连接处发生屈曲破坏压力(A.4)
Pf=1.6P-0.047th=
6.0065167 KPa
式中：
Pf—计算破坏压力； KPa 地脚螺栓常用规格
th—顶板有效厚度 5.9 mm 公称直径 螺纹小径 到罐壁距离
P—最大允许设计压力（按A.3.3计算） M24 20.752 27
罐顶与罐壁的连接结构满足要求 M27 23.752 30
M30 26.211 35
8.4 内压产生举升力 M36 31.67 38
内压产生的举升力 N=PπD2/4 1413.7167 KN M42 37.129 56
罐壁、罐顶及其所支撑构件的总重 W=Gg 2307.9987 KN M48 42.587 60
式中： M56 50.046 70
G—罐壁、罐顶及其所支撑构件的质量 235270 Kg M64 57.505 80
N<W 油罐不需要锚固 M72 65.5 90
M76 69.505 88
8.5 地脚螺栓（锚栓）计算 M80 73.505 96
8.5.1 地脚螺栓参数： 地脚螺栓公称直径 M56 返回目录 M90 83.505 106
d1
50.046 mm 50.046 70 3
地脚螺栓个数： n 32 个
地脚螺栓圆直径：
Db
30.18 m
地脚螺栓腐蚀裕量： C 3 mm
地脚螺栓许用应力：
σs
235 MPa
8.5.2锚栓抗拉力应分别大于下列情况的中产生的拉力：
8.5.2.1.空罐时，1.5倍设计压力与设计风压产生的升举力之和产生的拉力：
N1=(1.5PπD2/4+Nw)-(G-GC)g 144.39526 KN
式中：
P—设计内压
G—罐壁、罐顶及其所支撑构件的质量 235270 Kg
GC—罐壁、罐顶及其所支撑构件的腐蚀金属的质量 4000 Kg
Nw—设计风压产生的升举力
Nw=4Mw/Db 292.57892 KN
式中：
Db—地脚螺栓圆直径 30.18 m
Mw—设计风压产生的风弯矩
Mw=ω0AH0 2207.5079 KN.m
式中：
ω0—基本风压
A—储罐迎风面积
A=A1+A2 576.52747 m2
H0—储罐（空罐）重心高度 原计算式：
1 10.939922 m (H75*H78/2+H77*(H79-H80+3*(2*H80-H79)^2)/(4*(H80^2-H17^2)))/H72
A1—罐体迎风面积 A1=HD 495 m2 其中： 4*(H80^2-H17^2)  H80为拱顶半径，H17 为储罐内径。
A2—罐顶迎风面积 若H80=H17，H0=#DIV/0!
1 81.527466 m2
H—罐体高度 H 16.5 m
f—拱顶高度 f=Rs(1-COSθ) 4.0019405 m
RS—拱顶半径 30 m
地脚螺栓（锚栓）校核条件：
1 2.5957787 MPa
σ <
2/3σs=
156.66667 MPa 合格
8.5.2.2.空罐时，1.25倍试验压力产生的升举力产生的拉力：
N2=PtπD2/4-Gg -540.8528 KN
罐体试验压力 Pt=1.25P 2.5 KPa
地脚螺栓（锚栓）校核条件：
1 -9.722856 MPa
σ <
2/3σs=
156.66667 MPa 合格
8.5.2.3.储液在最高液位时，1.5倍计算破坏压力产生的升举力产生的拉力：
N3=1.5Pf πD2/4-Gg 4060.636 KN
地脚螺栓（锚栓）校核条件：
1 72.997636 MPa
σ <
σs=
235 MPa 合格
若加配重块，则配重块最小重力 N=Max（N1，N2，N3） 4060.636 KN

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5.   罐顶计算：
一般规定：
罐顶坡度不得小于1/6，不得大于3/4。
5.1 光面球壳顶板的计算厚度（按7.3.2）：
1 32.40  mm 22
式中： 33
D—储罐直径； 30 m 返回目录
θ—罐顶与罐壁连接处,罐顶切线与水平面夹角 12 °
PW—设计外荷载，取PL和2.2二者大值； 2.20  KPa
5.2  设计外荷载计算：
设计外载荷
 PL=Ph+Px+Pa 1.28  KPa
式中：
Px-雪荷载超过0.6KPa部分； 0 KPa
Ph-附加荷载； 1.2 KPa
Pa-罐顶固定载荷 0.08  KPa 也可取一偏保守值
实际罐顶取用厚度为 tx= 6 mm 本设计按加肋板结构        
罐顶及附件（保温）总质量 md= 6000 kg 开始可估算一个数值，后期修正
∠90×90×10 2个
5.3 罐顶与罐壁连接处的有效截面积计算：
5.3.1. 几何参数计算 1
包边角钢截面积： 2 ∠140x16 8500 mm2
罐内半径 Rc 15000 mm
罐壁连接有效宽度 Wc=0.6（Rctc）0.5 154.14  mm
罐顶连接有效宽度 Wh=Min[0.3（R2th）0.5,300] 77.93  mm
罐顶与罐壁连接处,罐顶切线与水平面夹角θ 12.00  °
罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离
R2=Rc/sinθ 15335.11  mm
式中：
tc—顶部罐壁板有效厚度； 4.40  mm
th—顶板有效厚度； 4.40  mm
罐顶与罐壁连接处的实际截面积Aa（按图7.1.5确定）
Aa= 9521.11  mm2
5.3.2. 罐顶与罐壁连接
罐顶与罐壁连接处需要的有效截面积（按7.3.3）
1 10215.88  mm2
式中：
D—储罐直径 30 m
R2—罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离 15.335109 m
PW—设计外荷载，取PL和2.2二者大值； 2.20  KPa
截面积A 质量kg/m
Aa<A.，有效截面积不满足设计要求 ∠50x5 480 3.77
∠63x8 951 7.47
∠70x8 1070 8.37
∠75x10 1410 11.1
∠80x10 1510 11.9
∠90x10 1720 13.5
∠100x10 1930 15.1
∠100x12 2280 17.9
∠110x12 2520 19.8
∠125x12 2890 22.7
∠140x16 4250 33.4
∠160x16 4910 38.5

底板最大厚度 12 mm 盘梯设计计算 外侧板上升角度β（弧度） 0.7628839 43.710027 铺板距罐内壁距离F 1222.3708
内侧板与罐内壁之间隙C 200 mm 图示长度l 334.57039 栏杆安装圆直径φ 29010.258
盘梯升角α 45 度
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 盘梯扶手长度L1 24388.285 平台端部至罐壁内表面距离L2 956
盘梯宽度 B 700 mm 简        图 1 支撑角钢距中心距离E 400
罐顶与罐壁交点距罐内壁距离b 30 mm 1 平台半角角度θ 1.4364949 1
平台端部至罐壁内表面之距离l 814 mm 1
顶部平台厚度 30 mm
相邻踏步的垂直距离b 250 mm
底部踏步距侧板下端距离Lb 200 mm
盘梯内侧板及外侧板的宽度b1 160 mm
邻近三角架间垂直距离l3 1500 mm
底圈壁板壁厚 20 mm
储罐内半径R0 15000 mm
罐壁高度H1 16651 mm
参数π 3.14159 mm 1
内侧板半径R1=R0+C 15200 mm
底层罐壁外半径R2 15020 mm
拱顶板厚 6 mm
球形拱顶内半径R内 30000 mm
球形拱顶外半径R 30006 mm
拱顶高度h 3907.1 mm 盘梯设中间平台
盘梯下端到基础上表面距离H3 50 mm 中间平台距基础上表面距离 9000 mm
参数说明 计算公式 理论结果 调整结果 单位 底部踏步距侧板下端距离Lb 250 mm
平台上表面至罐包边角钢间距h1 1 341.929715 587 mm 上段盘梯 下段盘梯
平台高度H(基础上表面±0) 1 17004.930  17250 mm 盘梯高度H 8250 9000 mm
计算踏步数n1 1 67.2197189 68 个 踏步数 33 35 个
内侧板展开长度l内 1 23977.8916 24324.47 mm 内侧板展开长度l内 11667.262 12657.211 mm
内侧板水平投影长度 1 16954.930  17200 mm 内侧板水平投影长度 8250 8950 mm
外侧板展开长度l外 1 24535.99 24890.64 mm 外侧板展开长度l外 11938.825 12951.816 mm
外侧板水平投影长度 1 17735.75 17992.11 mm 外侧板水平投影长度 8629.93 9362.1711 mm
盘梯包角α1 1 63.91092 64.8347 ° 盘梯包角α1 31.098038 33.73666 °
注:l一般800-1000
注:l3一般取小于2500 扁钢
宽度 100 厚度 4 总长 1000 重量 3.140
红色数字为输入数据，蓝色为生成数据 钢管
外径 33.7 壁厚 3.2 长度 1000 重量 2.41
三角架计算
三角架个数n 1 10.76667 个
下数第1个三角架到 罐底板上表面的距离h 1 2024
下数第n个三角架到平台上表面的距离hn 1 见下表 mm
三角架在罐壁上的水平位置an 1 见下表 mm
n hn an 返回目录
最下一个支架 1 15226 14822.097
2 13726 13339.861
3 12226 11857.624
4 10726 10375.387
5 9226 8893.1501
6 7726 7410.9133
7 6226 5928.6764
8 4726 4446.4396
9 3226 2964.2028
罐顶与罐壁交点距罐内壁距离b或蒙皮安装位置B 206.506
目录
封面
设计参数输入页
罐壁计算
中间抗风圈计算
罐顶分片
自支撑拱顶计算
网架拱顶
抗震计算
顶部抗风圈计算
附录A
自支撑锥顶计算
储罐顶平台标高及盘梯计算
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