16米大罐计算

1.设计基本参数：设计规范：设计压力：设计温度：设计风压：设计雪压附加荷载：地震烈度：罐壁内径：罐壁高度：充液高度：液体比重：罐顶半径：焊缝系数：腐蚀裕量：钢板负偏差：

D H1Hρ RsΦ C2C1PTω0PxPh

GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》

070450100120081617171.35160.90

mm

按钢板标准mm

Pa°C Pa Pa Pa度mmmm

0Pa

充液高度应包括罐内压力产生的当量液柱高度

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

123456710高度（m）

2222222210厚度（mm）181614121086660材料0Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni9设计[σ]dσsσb（MPa）（MPa）（MPa）122.5122.5122.5122.5122.5122.5122.5122.5122.50183.75183.75183.75183.75183.75183.75183.75183.75183.7505155155155155155155155155150总重：

水压试验[σ]t（MPa）重量（kg）14221.012639.311058.09477.176.66316.54736.84736.82368.40.073450.5

1231231231231231231231231230mt

第 1 页

3. 罐壁计算：

1)设计厚度计算(储存介质)：

ρH0.3Dt4.9C1C2σd计算结果：

从下至上计算液位高计算壁厚分段数度H（m）td（mm）1234567101715131197531016.8314.9112.9911.079.157.235.313.191.270.00名义厚度tn钢板负偏（mm）差C1(mm)1816141210866600.80.80.80.80.80.80.80.60.60注：对于D<15m的油罐罐壁最小公称厚度≥5mm.2)水压试验厚度计算：

tt4.9(H0.3)Dσt计算结果：从下至上分段数

123456710

计算液位高计算壁厚度H（m）tt（mm）

计算壁厚td（mm） 12.68 11.25 9.83 8.41 6.99 5.56 4.14 2.52 1.10 -第 2 页

17151311975310

11.88 10.45 9.03 7.61 6.19 4.76 3.34 1.92 0.50 -

4. 罐顶计算：

4.1光面球壳顶板的计算厚度：

ths = 0.42* Rs + C2 + C1 =设计外载荷罐顶取用厚度罐顶固定载荷 4.2 顶板计算

先假定为带肋拱顶进行验算，如果在肋板参数为0的情况下，符合要求则可以不带肋板，反之则应设置肋板。 4.2.1 拱顶的许用外压

Pw = Ph + Px + Pa =

th =Pa =

7.321.91612450606.83

mmKPammkgN/m2

注：按保守计算加上雪压值。顶板腐蚀裕量 C2'：

0mm

顶板及加强筋（含保温层）总质量 md =

[Po]0.1Et(式中：

tm2)Rsthtm9858Pa

[Po]——带肋拱顶许用外压Et——设计温度下材料的弹性模量Rs——拱顶球面半径th——顶板有效厚度tm——带肋球壳的折算厚度

333t1m2tet2m4195000160005.414.5814.58

MPammmmmmmm

tm3t1m——纬向肋与顶板的折算厚度

t31m2h1b1h1h1tht2t32h12()hn1the12412L1S36046.06081000

mmmmmmmm

h1——纬向肋宽度b1——纬向肋厚度

L1S——纬向肋在经向的间距

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

e1(h1th/2)LS = 1.1（2Rsth）0.5 =

LSth(h1th/2)h1b1(h1/2)LSthh1b15.32mm

LS——顶板有效参与筋板组合矩的宽度

457.26

mm

n1——纬向肋与顶板在经向的面积折算系数

第 3 页

n11δ

b1h1thL1S1.09

2m——经向肋与顶板的折算厚度

32m23h2b2h2htttt12(22hh)hn2the222412L2S3h2——经向肋宽度

6046.06081000

mmmmmmmm

b2——经向肋厚度

L2S——经向肋在经向的间距

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

e2(h2th/2)LSth(h2th/2)h2b2(h2/2)LSthh2b25.32mm

LS——顶板有效参与筋板组合矩的宽度LS = 1.1（2Rsth）0.5 =

n2——经向肋与顶板在经向的面积折算系数

457.26

mm

n21b2h2thL2S1.09

∵Pw＜[P0]，故满足稳定性要求，合格;5.罐顶与罐壁的连接计算：5.1. 几何参数计算(如图)角钢规格：

罐顶与角钢连接位置顶部罐壁内半径罐壁连接有效宽度罐顶连接有效宽度

∠

75

×

75B =Rc =

Wc=0.6（Rcte）0.5

Wh=Min[0.3（R2te）0.5,300] =

×

8158000

mmmm

如果包边角钢

124.71mm88.18mm

顶部罐壁板厚度

罐顶与罐壁连接处,罐顶切线与水平面夹角： θ=arcsin((Rc+B+tc)/Rs) =#######°罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离

R2 = RS =

16000

mm

6. 风载荷及地震载荷计算6.1.风载荷计算：6.1.1.风载荷标准值

ωk = βzμsμsω0 =

ω0—基本风压值(＜300时取300Pa)βz—高度Z处的风振系数，油罐取

0.5630.4501.00

第 4 页

KPaKPa

μs—风荷载体型系数，取驻点值μz—风压高度变化系数，罐壁迎风面投影面积：球缺受风力面积：

作用于圆柱体投影面上的风压：作用于罐壁上的风载荷：

P1 =

#########

N

作用于拱顶投影面上的风压：作用于顶部上的风载荷：

P2 =拱顶高度：风弯矩：

Mf = P1×H/2+P2×（H+h/2）=6.1.2.中间抗风圈计算罐壁筒体的临界压力：

Dtmin[Pcr]16.48HED1.001.2527223.19562.5

m2m

2

按6.4.9的规定选用。

Pa

562.5Pa

13044.39N

2.16

m

1536314.86N·m

2.52.327KPa

tmin =HE = ∑Hei =

5.47.50

mmm

Hei——罐壁各段当量高度，m；Hei = Hi（tmin/ti）2.5

罐壁各段当量高度如下：罐壁段号

123456710

实际高度Hi有效壁厚当量高度Hei

ti（mm）（m）（m）

2222222210

17.215.213.211.29.27.25.25.45.40

0.110.150.210.320.530.972.202.001.000.00

第 5 页

罐壁设计外压：P0 = 2.25ωk+q =

q---罐顶呼吸阀负压设定值的1.2倍如果：

P0＞[PCr]≥P0/2P0/2＞[PCr]≥P0/3P0/3＞[PCr]≥P0/4

1.2656250.00

KPaKPa

∵[Pcr]＞P0，故不需要设置中间抗风圈。

应设置1个中间抗风圈于HE/2处。

应设置2个中间抗风圈于HE/3，2HE/3处。

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

σ1CVN1CLMLA1Z1g =

23.0362MPa

19.81

m/s2

0.84268MN0.857m2

1.43.45827m354.4962MN.m7.12368MN.m0.40.4580.000450.0082m0.451.13667502kg0.79480.9411831.4438MPa195000MPa

第 6 页

对于 V＜10000m取α

3

max

竖向地震影响系数Cv（7，8度地震区取1；9度地震区取1.45）罐底部垂直载荷

罐壁横截面积（其中t为底部罐壁有效厚度）翘离影响系数底部罐壁断面系数

总水平地震力在罐底部产生的地震弯矩总水平地震力在罐底部产生的水平剪力综合影响系数

储液耦连振动基本周期

N1=（md+mt）g =A1 = πDt =CL =

Z1 = πD2t/4 =ML= 0.45Q0H =Q0 =10-6CzαY1mg =Cz =

Tc = KcH（R/δ3）0.5 =储罐内半径R = D/2 =

耦连振动周期系数（据D/H按表D.3.2选取）

距底板1/3高度处罐壁有效厚度

Kc =δ3 =Y1 =m = m1Fr =Fr =

其中：

6.2.2.罐壁许用临界应力

[σcr] = 0.15Et/D =

E-----设计温度下材料的弹性模量

D/H =

地震影响系数（据Tc，Tg，αmax按图D.3.1选取）α=

0.23948s

m

最大地震影响系数αmax =

罐体影响系数

产生地震作用力的等效储液质量罐内储液总质量

动液系数（由D/H，查D.3.4确定）

m1 = 0.25ρπD2H =4614371kg

t------罐底圈壁板有效厚度6.2.3.应力校核条件

σ1＜[σcr]

6.2.4.罐内液面晃动高度计算：罐内液面晃动高度

地震影响系数（据Tw，αmax按图D.3.1选取）反应谱特征周期（按表D.3.1-1）储液晃动基本周期

晃动周期系数（据D/H按表D.3.3选取）

hv =1.5αR =Tg =Tw = KsD0.5 =Ks =

0.0172m合格0.86879m0.554.1881.047

ss

α(αmax(Tg/Tw)0.9) =0.0724

7. 地脚螺栓（锚栓）计算7.1地脚螺栓参数：地脚螺栓直径：地脚螺栓根径：地脚螺栓圆直径：地脚螺栓个数：地脚螺栓许用应力：7.2罐体抗提升力计算：

7.2.1.空罐时，1.5倍设计压力与设计风压产生的升举力之和：

N1=1.5PπD2/4+NwN2=PπD2/4+Ne

设计风压产生的升举力设计风压产生的风弯矩地震载荷产生的升举力迎风面积罐体总高拱顶高度

Nw=4Mw/DbMw=ω0AHH’Ne= 4ML/DbAH=H'DH'=H1+HgHg=Rs(1-COSθ)N3=PtπD/4

罐体试验压力

Pt=1.25P

N4=1.5PQπD2/4

7.3地脚螺栓计算：

7.3.1.罐体总的锚固力为7.2.1，7.2.2.，7.2.3所计算升举力中的最大值

第 7 页

2

Md1Dbnσs

4842.58716.2332345

mmmmm个MPa

651136N

空罐时，设计压力与地震载荷产生的升举力之和

########N65113621985306.4919.162.160.00.000

NN.mm2mmNPaN

########N

7.2.2.空罐时，1.25倍试验压力产生的升举力之和：

7.2.3.储液在最高液位时，1.5倍计算破坏压力产生的升举力：

N=Max[N1，N2，N3，N4]

罐体总重量

W=（mt+md）g

########N842684

N

W＜N，由于罐体自重不能抗倾覆力，故需要设置地脚螺栓

7.3.2.单个地脚螺栓所承受的载荷：

Nb=N/nd-W/nd

每个地脚螺栓的承压面积：单个地脚螺栓应力：

σ=Nb/A=

393384A=1424.44

276

Nmm2MPa

7.4.地脚螺栓（锚栓）校核条件：

σ＞2/3σs，不合格第 8 页