玻璃钢立式储罐设计计算
1-1、圆筒段强度层壁厚计算公式
δ:n :D i :σb :H:γ:
得:圆筒强度层计算壁厚为δ=14.46
mm 1mm
则:圆筒强度层设计壁厚为δi =15.46
mm 1-2、按罐体的刚度计算圆筒段壁厚公式
δ:n :D i :H:γ:[ε]E
得:圆筒强度层计算壁厚为δ=15.19
mm 0mm
则:圆按刚度强度层设计壁厚为δi =15.19
mm 则:
圆筒段强度层壁厚为δi =15.46不含内衬及外保护层厚度)
1-1、储罐罐壁设计外压力计算
1-2、罐壁的许用临界压力[Pc]计算
玻璃钢-立式贮罐设计(玻璃钢HG/T20696-1999)
一、贮罐壁厚计算(强度层的计算壁厚,不含内衬和外保护层的厚度) 其中:圆筒的计算厚度(mm )
安全系数
圆筒内径(m )圆筒在设计温度条件下环向拉伸极限强度(Mpa)罐体计算点至最高液位的高度(m)
介质密度(Kg/m 3),当γ<1000时,取γ=1000
缠绕系数,取0.8(钢制件叫焊缝系数,见GN150-89的1.8要求
强度曾厚度附加量(mm ) 其中:
圆筒的计算厚度(mm )
二、贮罐稳定性校核安全系数
圆筒内径(m )
罐体计算点至最高液位的高度(m)
介质密度(Kg/m 3
),当γ<1000时,取γ=1000材料的许用应变值
玻璃钢轴向弹性模量(Mpa)K 1——风压系数。对建筑地区为接近海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区是,K 1=1.38;对田野
、丘陵、乡村、丛林以及房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区时,K 1=1.0,对有密集建筑的大城市区时,K 1=0.71
q o ——10米高度处的基本风压值,N/㎡
K 2——对于安装呼吸阀的储罐,考虑到阀打开后的动作之后系数,取K 2=1.2;对不安装呼吸阀的贮罐,取K 2=1.0.P——罐内操作负压,pa;强度曾厚度附加量(mm
)
δei ——第i 圈罐壁板的有效厚度,mm 1-3、罐壁的稳定性校核应满足如下要求:
2-2、罐顶最小壁厚(未加内衬层厚度)
贮罐公称直径DN (㎜) 1.8~
3.5强度层最小有效厚度(㎜)
6.4
2-3、罐底最小壁厚(未加内衬层厚度2.5㎜)
贮罐公称直径DN (㎜) 1.8~3.5
强度层最小有效厚度(㎜)
73-1、
贮罐的倾覆力矩计算(取地震弯矩
计算值)(N·m )
H:F k1g :3-2、每一个螺栓最大总拉力计算(N)
M :D cp :F:
式中: H e ——罐壁筒体的当量高度,m
式中:H ei ——第i 圈罐壁板的当量高度,m h i ——第i 圈罐壁板的实际高度,m δl ——最薄层罐壁板的有效厚度,mm
0.6~1.84.80.6~1.8储罐的水平地震力,(N)
C z :综合影响系数,对于常压立式储罐C z =0.4m :储罐总质量,(㎏)
5三、平底立式储罐的锚固(螺栓)计算
应考虑的因素:(1)静水压、内压; (2)风的倾覆力; (3)地震力,但不与(2)同时考虑; (4)储墩筒体、幼顶及附件重量; (5)试验压力。
其中:总的倾覆力矩,(N·m );取地震弯矩计算值;螺栓分布圆直径,(m )升举力 ,( N )P —罐顶内压,(Mpa );D i — 储罐内径,mm
αmax :地震影响系数的最大值见右表,根据实测和计算 ,一般立式储罐自振周期均小于0.2s m 1
:贮罐内储液质量,(㎏) F t :动液系数,按右表取值重力加速度,g=9.81m/s 2
其中:
贮罐高度,m
n:G:
3-3、螺栓许用应力校核计算
f :
3、第一圈底部的最大应力σ1:
4、第一圈罐壁的许用临界压力[σt ]:
螺栓个数,个数应为4的倍数,且其沿弧长间距不
得超过 1500m m 储罐的最小质量,kg
其中:式中 N1——第一圈罐壁底部的垂直载荷,包括罐体质量(按罐体质量的80%计算)和保温层质量,㎏
每个螺栓的截面积,mm
2
d— 螺栓的根径,mm
螺栓许用应力(Mpa)使用温度<100℃时取78
四、抗震设计:
式中 R 1——第一圈罐壁的平均半径,R 1=0.5D 1,近似值R 1=R , m; H e ——基础顶面到罐顶面的高度,m;5、罐壁的稳定性验算:
A 1——第一圈罐壁的截面积,A 1=3.14D 1δ e m 2
Z 1——第一圈罐壁的抗弯截面系数, m 3
D 1——第一圈罐壁的平均直径 m δe ——第一圈罐壁的有效厚度 m 1、水平地震载荷计算(见以上螺栓锚固计算)
2、地震弯矩计算(见以上螺栓锚固计算)
取值
3500 1018.59
3.53518.59
150 1.93E+10
9.5 5.35647E-07
1100240
0.8
取值
10
3.5
9.5
1100
0.10%
1.18E+04
264235.500 =0.2642Mpa
1.38
85100.0
1.0
0.0
#N/A =#N/A Mpa
根据贮罐理论设计壁厚计算刚度
管道规格(mm)
t-管道厚度(mm)(强度层+内衬层厚度3.13㎜)
D-平均管径(mm)
E-管壁环向弯曲弹性模量(N/㎡)
I-单位长度管的环弯曲惯性矩,I=t3/12(m4/m)
则:管道刚度SN=EI/D3(N/㎡)
当δ<5,δi=δ+3mm
当5≤δ<10,δi=δ+2mm
当10≤δ<15,δi=δ+1mm
当δ≥15,δi=δ+0mm
强度层厚
度附加量
(mm)
当δ≥15,δi=δ+0mm
强度曾厚
度附加量
(mm)
按12级台风(85.1KN/m2)计算
当δ<5,δi=δ+3mm
当5≤δ<10,δi=δ+2mm
当10≤δ<15,δi=δ+1mm
δ:强度层计算
厚度;
δi:强度层设计
厚度
δ:强度层计算
厚度;
δi:强度层设计
厚度
钢制材料的弹性模量及抗拉强度查GB150-89的附录I-材
料的高温性能
#N/A
序号总厚度t(mm)
有效厚度δ
ei
(t×90%)(mm)
各段高度h i
(m)各段当量高
度H ei (m)第1段30271#N/A 第2段2018 2.5#N/A 第3段2522.53#N/A 第4段20
18
3#N/A 小计:
9.5
#N/A
≥3.5
9.6≥3.510
902766.5
9.5
190056.10.4
基本烈度7级8级9级αmax
0.23
0.45
0.90
107631.7
106760.2
1.01
9.81
5572.1902766.5
3.75
3500
(4)储墩筒体、幼顶及附件
0.45
注:中间值用内插法。H一储罐罐底面到罐液面的高度,m; R一自罐底往上数第一圈罐的内半径,m
12
3000
36.2
153.86
14
78
190056.1 902766.5
3.57
4600
0.30
0.26
3.527
0.027
489.68
1.7635
9.5