1600m3儲罐設(shè)計計算書產(chǎn)品要求湖北新裕有限公司施工圖設(shè)計，需1600m3拱頂儲罐，按下述技術(shù)條件進行設(shè)計計算。設(shè)計技術(shù)條件：儲罐編號：T-2109;使用壓力：常壓（正壓6550Pa,負壓150Pa）;儲罐容積：1600m3;儲罐尺寸：儲罐內(nèi)徑：11.5m;罐壁高度：15.5m;儲存介質(zhì)：食用油；介質(zhì)設(shè)計密度:0.85設(shè)計溫度：50°C;設(shè)計壓力：Pa；腐蝕裕量：1.58mm;;儲罐形式：立式拱頂金屬結(jié)構(gòu)；制造材料：Q235-A;地震設(shè)防烈度：7度；基本風壓：302Pa;基本雪壓：150Pa；

三.設(shè)計計算：(一).罐壁設(shè)計計算：罐壁設(shè)計厚度按下列公式計算:PDPD.2卜］t①(JB/T4735—1997,式5-1)5儲罐罐壁的計算厚度(mm);p儲罐的計算壓力(MPa)，根據(jù)《鋼制焊接常壓容器》，其值為設(shè)計壓力與容器各部位或元件所承受得液柱壓力之和。D儲罐內(nèi)直徑(mm),11500mm;[G]t設(shè)計溫度下罐壁鋼板的許用應(yīng)力(MPa),查JB/T4735—1997表4-1根據(jù)中間插值法得130MPa;中焊縫系數(shù)，取0.9;C1鋼板厚度負偏差(mm),08mm;C2腐蝕裕量(mm),取1.58mm;先計算底圈罐壁板的壁厚，故Pc=Pi+pgH,其中Pi為儲罐設(shè)計壓力，p為儲液密度，Hi為儲罐高度，Pc=750+1500X9.8X6.6=0.09777MPa；5=°.09777x5000=2.09mm2x130x0.9根據(jù)JB/T4735—1997中3.5中規(guī)定，罐壁的最小厚度為6mm，故設(shè)計厚度為最小厚度和腐蝕裕量之和，取為8mm。由于JB/T4735—199712.2.1條規(guī)定的D<16m罐壁鋼板厚度應(yīng)不小于5mm,所以底圈罐壁鋼板厚度取8mm。

選用2m寬的鋼板，罐壁各圈的計算結(jié)果如下:板號計算壓力(MPa)各圈內(nèi)直徑(mm)計算厚度(mm)最小厚度(mm)公稱厚度(mm)10.0977750007.687820.0923750006.055830.0869750005.435640.0683750005.024650.0434750005.024660.0289750005.024670.0116750004.023580.0095750004.023590.0065750003.0234100.0032750003.0234He罐壁筒體的當量高度(m),由于罐壁筒體壁板的規(guī)格厚度全為1.5mm,所以He=6.6mper=160005(5)2.5=12121.2Pa3.罐壁筒體的設(shè)計外壓P02.25ZW0q(JB/T4735-1997,式12—1)P0罐壁筒體的設(shè)計外壓(Pa);Z風壓高度變化系數(shù)，取1.38;LiW0基本風壓值，441Pa;q設(shè)計負壓的1.2倍，1.2400PaP0=2.25x1.38x441+1.2x400=7802.8Pa由于per>P0所以罐壁筒體不設(shè)加強圈(二).罐頂設(shè)計計算：罐頂采取自支撐錐頂,坡度取1/3罐頂設(shè)計外壓P=罐頂結(jié)構(gòu)自重/罐頂水平投影面積+12000=11145.6/(2.52X^)+1200=1767.6Pa=0.001768MPa[罐頂結(jié)構(gòu)自重=9.8x7.85x7x兀x2.5x2.5/cos18.435=11145.6N]Po罐頂設(shè)計外壓(MPa)罐頂設(shè)計內(nèi)壓設(shè)定呼吸閥的排放壓力為750Pa，罐頂單位面積的重力為7.85X9.8X0.007/C0S(18.435)/1000=0.000568MPa,故罐頂設(shè)計內(nèi)壓為0.00075X1.2-2-0.000568=0.000332MPa罐頂設(shè)計厚度x2.24D.P、°t=sin°(Et)1/2(JB/T4735—1997,式12—1)5罐頂計算厚度(mm);tEt設(shè)計溫度下的材料彈性模量(Mpa),查SH3046—92表3.1.4得191500MPa;0罐頂起始角，0=arctg（1/3）=18.435。_2.24x51767.6i/2..5t~sin18.435191750-.頑JB/T4735—1997第12.3.3.1條規(guī)定“頂板的最小厚度（不包括腐蝕余量）應(yīng)不小于4.mm。所以頂板的規(guī)格厚度取4mm。罐頂與罐壁連接處的有效面積校核：罐頂與罐壁連接處的有效面積,（包邊角鋼截面積加上與其相連的罐壁和罐頂板各16倍板厚范圍內(nèi)的截面積之和）應(yīng)滿足下式要求:A>0.001PD2/tgQ罐頂與罐壁連接處的有效面積（mm2）;A=720+(16x5+30)5+16x7x7=2054mm20.001PoD2/tg0=0.001x1767.6x52/tg18.435=132.6mm22054mm2>132.6mm2所以滿足要求。（三）.包邊角鋼的設(shè)計：罐頂與罐壁上端的連接處應(yīng)設(shè)置包邊角鋼，包邊角鋼與罐壁的連接采用搭接，選用包邊角鋼Z50X50X6o罐頂與罐壁連接處的有效面積,（包邊角鋼截面積加上與其相連的罐壁和罐頂板各16倍板厚范圍內(nèi)的截面積之和）應(yīng)滿足下式要求:A>8QJLn0(JB/T4735—1997，式12—4)A=560+16X7X7+(16X5+50-20)X5=1898mm2PD,=0.001768x5000x5000=141.64mm28Q]t①tan08x130x0.9xtan18.4351898mm2>141.64mm2所以滿足要求。

(四).風載荷作用下罐壁穩(wěn)定校核：罐壁的許用臨界應(yīng)力按下式計算:Pcr=5?°6X105x(D)x(Dl)2.5(JB/T4735—1997,式12—5)ni式中：Hn=EHe.(JB/T4735—1997,式12—6)He.=h.X(%)2.5(JB/T4735—1997,式12—7)ei2.51=5mm，計算過程如下：壁板號第i層壁板有效厚度5.(mm)第i層壁板的實際高度h.(mm)第i層壁板的當量高度Hei(mm)17.682°°°2°°°26.°515°°15°°35.4315°°15°°45.°215°°15°°55.°215°°15°°65.°215°°15°°74.°215°°15°°84.°215°°15°°93.°215°°15°°1°3.°215°°15°°Hn=EHe.=42832mmP=5.°6x1°5x(5°°°)x(5)2.5=°.°°1868MPacr428325°°°罐壁的穩(wěn)定校核應(yīng)滿足下式的要求：PcrN2.25Kzq°+P](JB/T4735—1997,式12—7)其中，Kz為風壓高度變化系數(shù)，取1.°；

q0為建罐地區(qū)的基本風壓值，取0.00045MPa；P1為儲罐頂部呼吸閥負壓設(shè)定壓力的1.2倍；2.25Kzq0+P]=2.25X1.0X0.00045+0.0004X1.2=0.001493MPa0.001868MPa>0.001493MPa,滿足要求，故不設(shè)加強圈。(五).抗震計算：抗震計算按照構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范GB50191-93《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》進行計算。罐內(nèi)液體晃動基本自振周期：:D「3.682H:D「3.682H、.cth(職)3.682gD(GB50191-93,19.2.5)SH儲液的高度(m),取5.3m;WC:5I/3.682X8、T=2兀，cth()=2.340sT\3.682x9.85水平地震作用下罐內(nèi)液面晃動最大波高:hmax=1.5aJ(GB50191-93,19.2.8-1)aW=0.389/TS0.9(GB50191-93,19.2.8-2)h罐內(nèi)液面晃動最大波高(m);maxaW相應(yīng)于罐內(nèi)液體晃動基本自振周期的水平地震影響系數(shù);r底圈罐壁內(nèi)半徑(m);h=1.5x0.389/2.3400.9x2.5=0.679mmax利用回歸法求出罐內(nèi)液體最大儲存高度'=5.921m根據(jù)GB50191-93《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》19.2.12條，儲罐液面至罐壁頂部的最小距離應(yīng)符合下式要求：ht>hmax(GB50191-9319.2.12)確定罐內(nèi)液體最高液面為5.9m<5.921m儲罐的總水平地震作用標準值：FE]=av[mg(GB50191-93,19.2.6-1)m=my(GB50191-93,19.2.6-2)Fek儲罐的總水平地震作用標準值,(N);a水平地震影系數(shù)，查GB5019-93表5.1.5-1得0.50；H罐體影響系數(shù)，采取1.1；m產(chǎn)生地震作用的儲液等效質(zhì)量(kg)；mL罐內(nèi)儲液總質(zhì)量(kg),m=kx2.52x5.921x1500=174388kg;(P動液系數(shù)，查GB50191-93表12.2.6，采用插入法得0.41;Fe=0.50x1.1x174388x0.41x9.8=385380N總水平地震作用對罐底部產(chǎn)生的彎矩：M1=0.45EFH(GB50191-93,19.2.7)M總水平地震作用對罐底部產(chǎn)生的彎矩(Nm)￡地震效應(yīng)折減系數(shù)，采用0.4;M=0.45x0.4x385380x5.921=410730Nm儲罐底部的最大軸向壓應(yīng)力氣=N/A+CM1/W(GB50191-93,19.2.9)氣儲罐底部的最大軸向壓應(yīng)力(Pa);N儲罐底部所承受的重力荷載代表值(N);N二罐頂結(jié)構(gòu)自重+罐壁結(jié)構(gòu)自重+50%雪荷載=11146+9.(7.856X2+7.855x4.6)x5+0.52452.5=55846NA罐壁的截面面積(m2);A=50.005=0.07852mW罐壁的截面抵抗矩(m3);W=/4(2.5052.5/2.505)=0.0983mCL撬離影響