GB 50341 储罐计算

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			GB50341-2003
储罐设计计算书












	项目名称：


	设备位号：


	设备图号：









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储罐设计计算书										使用说明：
1.设计基本参数：										1.带底色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	40000	Pa	0	Pa
	设计温度：	T	30	°C
	设计风压：	ω₀	0	Pa
	设计雪压	P_x	0	Pa
	附加荷载：	P_h	1200	Pa
	地震烈度：		6	度	0.05g	Ⅱ类第二组
	罐壁内径：	D	3	m
	罐壁高度：	H₁	4	m
	充液高度：	H	3.8	m
	液体比重：	ρ	1
	罐顶半径：	Rs	/	m
	焊缝系数：	Φ	0.85
	腐蚀裕量：	C₂	2	mm
	钢板负偏差：	C₁	0.3	mm

2. 罐壁分段及假设壁厚：
	罐壁尺寸、材料及许用应力如下：
从下至上分段号		高度（m）	厚度（mm）	材料	设计[σ]_d（MPa）	σ_s（MPa）	σ_b（MPa）	水压试验[σ]_t（MPa）	重量（kg）
	1	2	6	00Cr17Ni14Mo2	137	205	520	137	889.6
	2	2	6	00Cr17Ni14Mo2	137	205	520	137	889.6
	3	0	0	00Cr17Ni14Mo2	137	205	520	137	0.0
	4	0	0	00Cr17Ni14Mo2	137	165	455.6	137	0.0
	5	0	0	00Cr17Ni14Mo2	137	165	455.6	137	0.0
	6	0	0	00Cr17Ni14Mo2	137	165	455.6	137	0.0
	7	0	0	00Cr17Ni14Mo2	137	165	455.6	137	0.0
							总重：	m_t	1779.2

3. 罐壁计算：
	1)设计厚度计算(储存介质)：

	计算结果：
	从下至上分段数	计算液位高度H（m）	计算壁厚t_d（mm）	名义厚度t_n（mm）	有效厚度（mm）
	1	2	0.2	6	3.7
	2	2	0.2	6	3.7
	3	0	2.3	0	0
	4	0	2.3	0	0
	5	0	2.3	0	0
	6	0	2.3	0	0
	7	0	2.3	0	0
2)水压试验厚度计算：

	计算结果：
	从下至上分段数	计算液位高度H（m）	计算壁厚t_t（mm）
	1	2	0.21
	2	2	0.21
	3	0	0.00
	4	0	0.00
	5	0	0.00
	6	0	0.00
	7	0	0.00
	故取筒体壁厚t=6mm满足强度要求
4. 罐顶计算：											11
				(如果不加肋板拱顶所需厚度)							10	60
				2.57	mm	注：需比较PW和2.2的大小
	设计外载荷	Pw=P_h+P_x+P_a		2.45	KPa	注：按保守计算加上雪压值。
	实际罐顶取用厚度为		t_h=	6	mm	本设计按加肋板结构
	顶板及加强筋（含保温层）总质量 m_d=			900	kg
	罐顶固定载荷		P_a	1247.77	N/m²
	罐顶半顶角 θ			15	º
	5.2. 罐顶与罐壁连接
	罐顶与罐壁连接处的有效截面积（按A.3.2）

				84.36	mm²
	选取的角钢规格：	∠	80	×	80	×	6
	罐顶与角钢连接位置			B			19	mm
	罐外半径			Rc			1500	mm
	罐壁连接有效宽度			W_c=0.6（R_ct_e）^0.5			44.70	mm
	罐顶连接有效宽度			W_h=Min[0.3（R₂t_e）^0.5,300]			43.93	mm
	罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离				R₂=R_c/sinθ		5795.55	mm

	Aa=		1086.5	mm²	（满足要求）
	注：如果Aa≥m_tg/（1415tgθ）=			45.99	mm²
	顶部应设置通气装置
	罐顶与罐壁连接处发生屈服破坏压力（按设计压力P计算）
		P_Q=1.6P-0.047t_h=		64.00	KPa

6. 风载荷及地震载荷计算
6.1.风载荷计算：
6.1.1.顶部抗风圈计算
	顶部抗风圈所需的最小截面模数
	W_z=0.083D²H₁ω_k			0.9	cm³
	风载荷标准值
	ω_k=β_zμ_sμ_sω₀			0.300	KPa
	ω₀—基本风压值(＜300时取300Pa)			0.300	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，			1.00		按6.4.9的规定选用。
	顶部抗风圈的实际截面模数 W=			9.40	cm³	按图实际尺寸计算（近似为T型钢计算）
	∵ W>Wz故满足要求

6.1.2.中间抗风圈计算

				#N/A	KPa
	t_min=	3.7	mm
	H_E=∑H_ei=	#N/A	m
	H_ei——罐壁各段当量高度，m；
	H_ei=H_i（t_min/t_i）^2.5
	罐壁各段当量高度如下：
	罐壁段号	实际高度Hi（m）	有效壁厚ti（mm）	当量高度Hei（m）
	1	2	3.7	2.00
	2	2	3.7	#N/A
	3	0	-2.3	#N/A
	4	0	-2.3	#NUM!
	5	0	-2.3	#N/A
	6	0	-2.3	#N/A
	7	0	-2.3	#NUM!
	罐壁设计外压：
	P₀=2.25ω_k+q=			0.675	KPa
	q---罐顶呼吸阀负压设定值的1.2倍			0.00	KPa
	#N/A
	如果：	P₀＞[P_Cr]≥P₀/2		应设置1个中间抗风圈于H_E/2处。
		P₀/2＞[P_Cr]≥P₀/3		应设置2个中间抗风圈于H_E/3，2HE/3处。
		P₀/3＞[P_Cr]≥P₀/4		应设置3个中间抗风圈于HE/4，2HE/4，3HE/4处。
		以此类推

6.2.地震载荷计算：
	6.2.1.地震作用下罐壁底产生的最大轴向应力

							3.515262556	MPa
	竖向地震影响系数C_v（7，8度地震区取1；9度地震区取1.45）						1
	罐底部垂直载荷			N1=（m_d+m_t）g			0.026255958	MN
	罐壁横截面积（其中t为底部罐壁有效厚度）				A1=πDt		0.034871678	m²
	翘离影响系数			取	C_L		1.4
	底部罐壁断面系数			Z1=πD²t/4			0.026153759	m³
	总水平地震力在罐底部产生的地震弯矩				M_L=0.45Q₀H		0.051603829	MN.m
	总水平地震力在罐底部产生的水平剪力				Q₀=10^-6C_zαY₁mg		0.030177678	MN.m
	综合影响系数				C_z	一般取	0.4
	地震影响系数（据Tc，Tg，αmax按图D.3.1选取）				α=		0.45
	储液耦连振动基本周期				T_c=K_cH（R/δ₃）^0.5=		0.014509831	s
	储罐内半径				R=D/2		1.5	m
	耦连振动周期系数（据D/H按表D.3.2选取）				Kc		0.000432
	距底板1/3高度处罐壁有效厚度				δ₃		0.0192	m
	最大地震影响系数				αmax=		0.45
	罐体影响系数				Y₁	一般取	1.1
	产生地震作用力的等效储液质量				m=m₁Fr		15552.29735	kg
	罐内储液总质量			m₁=0.25ρπD²H			26860.61719	kg
	动液系数（由D/H，查D.3.4确定）				Fr		0.579
				其中：	D/H		0.789473684
	6.2.2.罐壁许用临界应力
		[σ_cr]=0.15Et/D					36.976875	MPa
	E-----设计温度下材料的弹性模量						199875	MPa
	t------罐底圈壁板有效厚度						0.0037	m
	6.2.3.应力校核条件
		σ1＜[σcr]					合格
	6.2.4.罐内液面晃动高度计算：
	罐内液面晃动高度			h_v=1.5αR			0.384028068	m
	地震影响系数（据Tw，αmax按图D.3.1选取）				α		0.170679142
	反应谱特征周期（按表D.3.1-1）				Tg		0.35	s
	储液晃动基本周期			Tw=KsD^0.5			1.896595634	s
	晃动周期系数（据D/H按表D.3.3选取）				Ks=		1.095

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