储罐罐壁计算
GB50341储罐设计计算
封面 罐壁计算 顶部抗风圈计算 中间抗风圈计算 自支撑拱顶计算 自支撑锥顶计算 抗震计算 罐顶分片 储罐顶平台标高及盘梯计算 附录A
注：计算将不需打
的工作表、目录隐藏（步骤：格式-
罐顶分片及盘梯部分未设置打印计算
否则“总页码”不对 建议文件“另
本表除附录A有一定疑问外，其他表
附录A编写还参考了化工设备设计全
(*^__^*) 由于本人EXCEL水平有限 在使用过程中发现问题请联系
若有人进行更好的整理及完善也请发
此计算表格中：罐壁、中间抗风圈、
表格为蓝本修改整理而成，在此感谢
此表格可直接打印，作为计算书使用
数据，蓝色为自动生成数据。
且将不需打印的
计算书使用。
骤：格式-工作表-隐藏），
置打印计算书里，打印时请隐藏
议文件“另存”使用，防止删除
外，其他表格自校没有什么问题
设备设计全书中《球罐和大型储罐》一书
水平有限，不懂宏等高级应用，叫大家见笑了！
liuayou@
完善也请发电子邮件给我，谢谢
间抗风圈、拱顶、抗震4部分以网络上热心网友上传某
，在此感谢所有热心且有共享精神的网友们。
罐壁厚度设计要求
罐壁厚度设计要求
1.1.1 罐壁厚度的计算，当储罐直径小于等于60m 时，宜采用定设计点法；当储罐直径大于60m 时，宜采用变设计点法，罐壁厚度变设计点法应符合本规范附录G 的规定。
1.1.2 当采用定设计点法时，罐壁厚度应按下列公式计算：
()[]ϕ
σρd d H D t 3.09.4-= （6.3.2-1）
()[]ϕσt t H D t 3.09.4-= （6.3.2-2） 式中：d t —— 设计条件下罐壁板的计算厚度(mm)；
t t —— 试水条件下罐壁板的计算厚度(mm)；
D —— 储罐内径(m)；
H —— 计算液位高度(m)；指从所计算的那圈罐壁板底端到罐壁包边角钢
顶部的高度，或到溢流口下沿（有溢流口时）的高度，或到采取
有效措施限定的设计液位高度；
ρ —— 储液相对密度；
[]d σ —— 设计温度下钢板的许用应力(MPa)；
[]t σ —— 试水条件下钢板的许用应力，取20℃时钢板的许用应力(MPa)； ϕ —— 焊接接头系数，底圈罐壁板取0.85，其它各圈罐壁板取0.9。
1.1.3 罐壁板的名义厚度不应小于试水条件或设计条件下的计算厚度加各自厚度附加量的较大值。
1.1.4 罐壁板的最小名义厚度应符合表6.3.4的规定。
表6.3.4 罐壁板的最小名义厚度。
GB50341储罐设计计算
注：此处的设计压力应为设计内压，不可等同于按液柱所确定的设计压力。
463.1cm 30.745KPa 0.540KPa1.001.001.38500.00cm 3罐壁筒体的临界压力：5.611KPat min =7.2mm H E =∑H ei=3.48mH 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 ）1223.20.112221.20.133219.20.174215.20.315213.20.446 1.59.20.8171.57.21.50罐壁设计外压： 2.2767KPa 0.60KPa如果：按6.4.9的规定选用。
P 0/3＞[P Cr ]≥P 0/4应设置2个中间抗风圈于H E /3，2HE/3处。
6.1.2.中间抗风圈计算顶部抗风圈的实际截面模数 W=按图实际尺寸计算（近似为T 型钢计算）∵ W>Wz故满足要求应设置3个中间抗风圈于HE/4，2HE/4，3HE/4处。
风载荷标准值P 0=2.25ωk +q=q---罐顶呼吸阀负压设定值的1.2倍∵[Pcr]＞P0，故不需要设置中间抗风圈。
W z =0.083D 2H 1ωkP 0/2＞[P Cr ]≥P 0/3ω0—基本风压值(＜300时取300Pa)βz—高度Z处的风振系数，油罐取μs —风荷载体型系数，取驻点值μz—风压高度变化系数，ωk =βz μs μs ω0P 0＞[P Cr ]≥P 0/2应设置1个中间抗风圈于H E /2处。
以此类推=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=5.2m in 48.16][Dt E H D cr P8.771392MPa1罐底部垂直载荷 1.8009613MN A1=πDt 1.7492388m 2翘离影响系数取C L 1.4底部罐壁断面系数10.495433m 358.038423MN.m 9.921098MN.m 综合影响系数C z一般取0.4α=0.450.1404s R=D/212mKc 0.000432δ30.0192m αmax=0.45罐体影响系数Y 1一般取1.1m=m 1Fr5107701.9kg 罐内储液总质量8821592.2kg Fr 0.579其中：D/H1.846153828.98188MPa 199875MPa t------罐底圈壁板有效厚度0.0232mσ1＜[σcr]合格0.472794m 0.026266Tg 0.35s储液晃动基本周期5.3643825sKs=1.095晃动周期系数（据D/H 按表D.3.3选取）m 1=0.25ρπD 2H动液系数（由D/H ，查D.3.4确定）6.2.2.罐壁许用临界应力[σcr ]=0.15Et/D储罐内半径储液耦连振动基本周期Q 0=10-6C z αY 1mg 地震影响系数（据Tc ，Tg ，αmax 按图D.3.1选取）地震影响系数（据Tw ，αmax 按图D.3.1选取）Tw=KsD 0.5α最大地震影响系数E-----设计温度下材料的弹性模量6.2.3.应力校核条件反应谱特征周期（按表D.3.1-1）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） N1=（m d +m t ）gZ1=πD 2t/4总水平地震力在罐底部产生的地震弯矩M L =0.45Q 0H 罐壁横截面积（其中t 为底部罐壁有效厚度）总水平地震力在罐底部产生的水平剪力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T c =K c H （R/δ3）0.5=产生地震作用力的等效储液质量M 56mm 地脚螺栓根径：d 150.67mm D b 24.256m n 48个σs235MPa1920647N16248039N 563479N 3416935N.m 15343260N迎风面积389.70m 2罐体总高16.24m 拱顶高度3.24m1130973N 2500.00Pa 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：2171239N16248039N 1800961N300981N A=2016.47mm 2单个地脚螺栓应力：σ=N b /A=149.26MPa每个地脚螺栓的承压面积：σ＜2/3σs，合格7.4.地脚螺栓（锚栓）校核条件：N b =N/n d -W/n dN=Max[N 1，N 2，N 3，N 4]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：7.2.2.空罐时，1.25倍试验压力产生的升举力之和：设计风压产生的升举力N w =4M w /D b 设计风压产生的风弯矩M w =ω0A H H’N 2=PπD 2/4+Ne7.3地脚螺栓计算：N 3=P t πD 2/47.2罐体抗提升力计算：地脚螺栓圆直径：地脚螺栓个数：N 1=1.5PπD 2/4+N w 空罐时，设计压力与地震载荷产生的升举力之和地脚螺栓许用应力：地震载荷产生的升举力N e =Aσ7.3.2.单个地脚螺栓所承受的载荷：A H =H'D H'=H 1+H g Hg=Rs(1-COSθ)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W ＜N ，由于罐体自重不能抗倾覆力，故需要设置地脚螺栓W=（m t +m d ）g罐体试验压力P t =1.25PN 4=1.5P Q πD 2/47. 地脚螺栓（锚栓）计算地脚螺栓直径：7.1地脚螺栓参数：罐体总重量。
大罐计算-GB50341
盘梯包角(不带中间平台) α 1 1 是否带中间平台 带:1 不带:2 带中间平台时中间平台宽度 800 中间平台包角 2.95263 中间平台的数量 1 盘梯总的包角 60.5 带中间平台时的踏步数 74 带中间平台时的支架数 9
56.1
带中间平台时的立柱数 中间平台下方支架的数量
18 2
储罐壁高度 罐内半径 梯子宽度 拱顶外径 拱顶高度 内侧板升角 内侧板半径 平台端部至罐壁内表面的距离 相邻三脚架的垂直间距 踏步的垂直间距 内侧板和侧板的宽度 底层罐壁外半径 底层踏步距盘梯底部的距离
H1 R0 B R H α R1 l l3 l2 b1 R2
14580 15500 750 37206 3409 45 15524 975 1520 200 200 15524 200
平台上表面至罐壁包边角钢顶 面的高度 考虑保温时的实际高度 平台高度 踏步个数 盘梯下端到罐底上表面的距离 内侧板展开长度 外侧板展开长度 立柱数量 三角架个数 三角支架在罐壁上的水平位置
Байду номын сангаас
h` h H n1 H3 L内 L外 n2 an a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8
457 620 15200 75 0 21496 22021 17 10 137 1657 3177 4697 6217 7737 9257 10777
GB50341储罐设计计算
1.设计基本参数：
设计规 范设：计压 力设：计温 度设：计风 压：
GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》
P
2000 Pa
-490 Pa
T
70 °C
ω0
500 Pa
设计雪压
Px
350 Pa
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：
ths=0.42RsPower(Pw/2.2,0.5)+C2+
设计外载 荷
C1 Pw=Ph+Px+Pa
9.15 mm 4.98 KPa
注：按保守计算加上雪压值。
实际罐顶取用厚度为
th=
6
mm
本设计按加肋板结构
顶板及加强筋（含保温层）总质量 md=
53863 kg
罐顶固定载荷 4.2顶板计算
Pa
3429.03 N/m2
罐体总高
H'=H1+Hg
17.89 m
拱顶高度
Hg=Rs(1-COSθ)
1.89 m
7.2.2.空罐时，1.25倍试验压力产生的升举力之和：
N3=PtπD2/4
384845 N
罐体试验压力 7.2.3.储液 在最高液
7.3地脚螺栓计算：
Pt=1.25P N4=1.5PQπD2/4
2500.00 Pa 738841 N
μz—风压高度变化系数，
顶部抗风圈的实际截面模数 W=
∵ W>Wz故满足要求
0.690 KPa 0.500 KPa 1.00 1.00 1.38 500.00 cm3
玻璃钢HGT20696-1999设计计算
其中：
f： 每个螺栓的截面积，mm2
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： 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）
3、第一圈底部的最大应力σ1：
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，㎏
序号
第1段 第2段
总厚度 t(mm)
有效厚度δei（t× 90%)(mm)
各段高度hi（m)
各段当量高 度Hei(m)
30
27
1 0.3628874
20
18
2.5
2.5
δei δl——最薄层罐壁板的有效厚度，mm
第3段
25
第4段
20
22.5 18
3 1.7173002
3
3
小计：
9.5 7.5801876
Fk1 储罐的水平地震力，(N)
(4)储墩筒体、幼顶及附件
902766.5 9.5
190056.1
Cz：综合影响系数，对于常压立式储罐Cz=0.4
0.4
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
0.45
m：储罐总质量，(㎏)
107631.7
m1：贮罐内储液质量，(㎏)
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）
1-1 、
圆筒段强度层壁厚计算公式
其中：
取值
δ： 圆筒的计算厚度（mm）
n： 安全系数
大型储罐计算GB50341-2014
1.506 1.669 -0.163
1
抗风圈规格 Laxbxc (mm)
1
一个加强圈质量 (kg) 966
加强圈总质量 (kg)
966
二、 拱顶 计算
拱顶曲率半径 Rs (mm) 罐顶腐蚀裕量 C2 (mm) 雪载荷 (kPa) 拱顶瓜皮板数量 Nr B (mm) 拱顶材料弹性模量 E(MPa)
40000 1.5 0.4 32 20
顶储罐计算
焊接接头系数 φ
0.9 地震设防烈度
7
保保温温材厚料度密(m度m) (顶kg圈/m壁3)板上沿距包边 角钢的距离 Ar (mm)
0 设计地震分组 0 设计基本地震加速度
场地土类别 20 地面粗糙度类别
2 0.15
3 A
用应力 (MPa) Q245R 板厚＞16～36 142.1 157.0
[σ]t
217 217 217 150 150 150 150 150 150
17.840
盘梯质量 (kg)
2100
2. 罐壁加强圈计算
风压高度变化系数 μz
1.576
查GB50341第6.4.5-1
壁板编号 (自下而
上）
罐壁板有效厚 度（mm）
1
22.70
2
20.70
3
18.70
4
14.25
5
12.35
6
10.35
7
8.35
8
6.40
9
6.40
当量高度Hei (m)
0.084 0.105 0.136 0.268 0.383 0.595 1.018 1.980 1.980
总当量高度
HE (m)
储罐计算
第二章 蒸汽贮罐设计一、 罐体壁厚设计本贮罐选用Q235R 制作筒体和封头。
设计壁厚 C ppD t i d +-=ϕσδ2 式中：[]；；；MPa mm D MPa P ti 11650088.08.01.1===⨯=σ，伤双面对接焊缝，局部探)(85.0=ϕ。
，mm C mm C 215.021== 于是mm d 39.4215.088.085.0116250088.0=++-⨯⨯⨯=δ圆整后取mm n 6=δ厚的Q235R 钢板制作罐体。
二、 封头壁厚计算采用标准椭圆封头。
（1）设计厚度[]C ppD t i d +-=ϕσδ2 mm 05.4215.088.05.00.1116250088.0=++⨯-⨯⨯⨯= 式中，85.0=ϕ（钢板最大宽度为3m ，该贮罐直径为0.5m,故封头不需要拼焊直接冲压成型）。
，mm C mm C 215.021==考虑到冲压减薄量，圆整后取mm n 6=δ厚的Q235R 钢板制作封头。
（2）校核罐体与封头水压试验强度，根据下式计算：()s e e T t D p σϕδδσ9.021≤+= 式中,1.108825.125.1MPa p p T =⨯==15.26-=-=C n e δδ .85.3mm =()MPa s t 5.2112359.09.00.185.3285.35001.1=⨯=≤⨯⨯+⨯=σσ 水压试验满足强度要求。
三、 鞍座首先粗略计算鞍座负荷。
贮罐总质量：321m m m m ++= ：式中1m 为罐体质量，2m 为封头质量，3m 为附件质量㎏。
（1）罐体质量1m 。
mm mm DN n 6,500==δ的筒节，每米质量为m kg q 751= 故kg L q m 3.126684.17511=⨯==（2）封头质量m 2mm mm DN n 6,500==δ,直边高度mm h 25=的椭圆形封头，其质量为m kg q 1.152= 故kg q m 2.301.152222=⨯==（3）附件质量3m手孔约重10kg,其它接管总和45kg,故 kg m 553=。