储罐计算(成达).xls

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50%烧碱储槽设计计算书工程名称：

云南盐化项目PROJECT：

设备位号：

T2303A/BITEM：

设备名称：

50%烧碱储槽EQUIPMENT：

图号：

XN11-0690DWGNO.设计单位：

中国成达工程公司DESIGNER：

0版次说明设计日期校核日期审核日期审定日期REV.DESCRIPTIONDesignedbyDATECheckedbyDATEVerifiedbyDATEApprovedbyDATE大罐设计计算书1.设计基本参数：

设计规范：

GB50341-2003立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范设计压力：

P10000Pa500Pa设计温度：

T90C设计风压：

0550Pa设计雪压Px200Pa附加荷载：

Ph1250Pa地震烈度：

7度罐壁内径：

D23m罐壁高度：

H121.2m充液高度：

Hw19.44m液体比重：

1罐顶半径：

Rs23m焊缝系数：

0.9腐蚀裕量：

C21.5mm钢板负偏差：

C10.3mm假设所有本设计所有钢板的负偏差相同，如有不同，区别对待。

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）名义厚度tn（mm）材料设计d（MPa）s（MPa）b（MPa）水压试验t（MPa）重量（kg）11.9716Q345R21034551023017891.021.9714Q345R21034551023015653.331.9712Q345R21034551023013415.941.9712Q345R21034551023013415.951.9710Q345R21034551023011179.061.9710Q345R21034551023011179.071.978Q345R2103455102308942.481.976Q345R2103455102306706.291.976Q345R2103455102306706.2101.976Q345R2103455102306706.2111.26Q345R2103455102304085.0注：

对于油罐罐壁厚度需满足“最小公称厚度要求”总重：

mt115880.3第6页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td（mm）120.9014.08218.9312.91316.9611.73414.9910.56513.029.38611.058.2179.087.0487.115.8695.144.69103.173.51111.202.34注：

对于D15m的油罐罐壁最小公称厚度5mm.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tt（mm）120.911.52218.9310.44316.969.37414.998.30513.027.23611.056.1579.085.0887.114.0195.142.941tt0.3）D（H4.9tC21dCCD0.3H4.9t第7页103.171.86111.20.794.罐顶计算（自自支支撑撑式式拱拱顶顶）：

4.1光面球壳顶板的计算厚度：

ths=0.42*Rs+C2+C1=11.46mm设计外载荷Pw=Ph+Px+Pa=1.59KPa注：

按保守计算加上雪压值。

罐顶取用厚度th=6mm顶板腐蚀裕量C2：

1mm顶板及加强筋（含保温层）总质量md=5800kg！

罐顶固定载荷Pa=136.81N/m24.2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49564956Pa式中：

Po带肋拱顶许用外压Et设计温度下材料的弹性模量206000MPaRs拱顶球面半径23000mmth顶板有效厚度4.7mmtm带肋球壳的折算厚度15.10mm15.10mmt1m纬向肋与顶板的折算厚度6787.8mmh1纬向肋宽度100mmb1纬向肋厚度10mmL1S纬向肋在经向的间距2000mme1纬向肋与顶板在经向的组合截面形心到顶板中面的距离15.38mmLS顶板有效参与筋板组合矩的宽度LS=1.1（2Rsth）0.5=511.47mm33m23e3m1m4tt2tt11hS111h1hSh11bhtL2）/（hbh2）/t（htL2）/t（he21h13h2hh1211S113m1etn12t）4t2th3h（Lbh12tmh2smtott）Rt（0.1EP第8页n1纬向肋与顶板在经向的面积折算系数1.112m经向肋与顶板的折算厚度6787.8mmh2经向肋宽度100mmb2经向肋厚度10mmL2S经向肋在经向的间距2000mme2经向肋与顶板在经向的组合截面形心到顶板中面的距离15.38mmLS顶板有效参与筋板组合矩的宽度LS=1.1（2Rsth）0.5=511.47mmn2经向肋与顶板在经向的面积折算系数1.11PwPwP0P0，故故满满足足稳稳定定性性要要求求，合合格格;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：

10010010罐顶与角钢连接位置B=25.00mm顶部罐壁内径Rc=11500mm罐壁连接有效宽度Wc=0.6（Rcte）0.5131.86mm罐顶连接有效宽度Wh=Min0.3（R2th）0.5,300=98.64mm罐顶与罐壁连接处,罐顶切线与水平面夹角：

=arcsin（Rc+B+）/Rs）=30.0892非非弱弱顶顶连连接接罐顶与罐壁连接处到罐中心线垂直距离R2=RS=23000mm6.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k=zss0=0.6875KPa0基本风压值（300时取300Pa）0.550KPa1Sh111Lthb1n22h23h2hh222S2223m2etn12t）4t2th3h（Lbh12tS2h222Lthb1n22hS222h2hSh22bhtL2）/（hbh2）/t（htL2）/t（he第9页z高度Z处的风振系数，油罐取1.00s风荷载体型系数，取驻点值1.00z风压高度变化系数，1.25按6.4.9的规定选用。

罐壁迎风面投影面积：

487.6m2球缺受风力面积：

47.92m2作用于圆柱体投影面上的风压：

687.50Pa作用于罐壁上的风载荷：

P1=335225.00N作用于拱顶投影面上的风压：

687.50Pa作用于顶部上的风载荷：

P2=32945.02N拱顶高度：

3.08m风弯矩：

Mf=P1H/2+P2（H+h/2）=4302578.14Nm6.1.2.中间抗风圈计算罐壁筒体的临界压力：

0.5840.584KPatmin=4.2mmHE=Hei=9.25mHei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：

罐壁段号实际高度Hi（m）有效壁厚ti（mm）当量高度Hei（m）11.9714.20.0921.9712.20.1431.9710.20.2141.9710.20.2151.978.20.3761.978.20.3771.976.20.7481.974.21.9791.974.21.972.5DmintEHD16.48crP第10页101.974.21.97111.24.21.20罐壁设计外压：

P0=2.25k+q=2.1468752.146875KPaq-罐顶呼吸阀负压设定值的1.2倍0.60KPaPcrP0PcrP0，故故需需要要设设置置中中间间抗抗风风圈圈，其其数数量量及及位位置置如如下下：

如如果果：

P0PCrP0/2应应设设置置1个个中中间间抗抗风风圈圈于于HE/2处处。

P0/2PCrP0/3应应设设置置2个个中中间间抗抗风风圈圈于于HE/3，2HE/3处处。

P0/3PCrP0/4应应设设置置3个个中中间间抗抗风风圈圈于于HE/4，2HE/4，3HE/4处处。

以以此此类类推推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20.0320.03MPa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）1g=9.81m/s2罐底部垂直载荷N1=（md+mt）g=1.19368MN罐壁横截面积（其中t为底部罐壁有效厚度）A1=Dt=1.02604m2翘离影响系数CL=1.4底部罐壁断面系数Z1=D2t/4=5.89975m3总水平地震力在罐底部产生的地震弯矩ML=0.45Q0Hw=79.5061MN.m总水平地震力在罐底部产生的水平剪力Q0=10-6CzY1mg=9.08849MN.m综合影响系数Cz=0.4地震影响系数（据Tc，Tg，max按图D.3.1选取）=0.345对于V10000m3取max储液耦连振动基本周期Tc=KcH（R/3）0.5=0.28362s储罐内半径R=D/2=11.5m耦连振动周期系数（据D/H按表D.3.2选取）Kc=0.00043查表D.3.2距底板1/3高高度度处罐壁有效厚度3=0.0102m最大地震影响系数maxmax=0.345查表D.3.1-2罐体影响系数Y1=1.1产生地震作用力的等效储液质量m=m1Fr=6103104kg罐内储液总质量m1=0.25D2H=8076846kg动液系数（由D/H，查D.3.4确定）Fr=0.75563查表D.3.4其中：

D/H=1.183136.2.2.罐壁许用临界应力1LL11V1ZMCANC第11页cr=0.15Et/D=19.077419.0774MPaE-设计温度下材料的弹性模量206000MPat-罐底圈壁板有效厚度0.0142m6.2.3.应力校核条件1cr不不合合格格6.2.4.罐内液面晃动高度计算：

罐内液面晃动高度hv=1.5R=0.540240.54024m地震影响系数（据Tw，max按图D.3.1选取）（max（Tg/Tw）0.9）=0.03132反应谱特征周期（按表D.3.1-1）Tg=0.35s查表D.3.1-1储液晃动基本周期Tw=KsD0.5=5.03353s晃动周期系数（据D/H按表D.3.3选取）Ks=1.04956查表D.3.36.2.5.罐内液面晃动高度校核：

H1-Hw1.76m合合格格7.地脚螺栓（锚栓）计算7.1地脚螺栓参数：

36-M48X5（Q235-B）地脚螺栓直径：

M48mm地脚螺栓根径：

d143mm地脚螺栓圆直径：

Db23.332m地脚螺栓个数：

n36个地脚螺栓许用应力：

s235MPa7.2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=1.5PD2/4+Nw7458219N空罐时，设计压力与地震载荷产生的升举力之和N2=PD2/4+Ne17785149N设计风压产生的升举力Nw=4Mw/Db1226085N设计风压产生的风弯矩Mw=0AHH7151751N.m地震载荷产生的升举力Ne=4ML/Db13630393N迎风面积535.52m2罐体总高H=H1+Hg24.28m拱顶高度3.08m7.2.2.空罐时，1.25倍试验压力产生的升举力之和：

N3=PtD2/40.0N罐体试验压力Pt=1.25P12500.00Pa第12页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：

N4=1.5PQD2/40N7.3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N=MaxN1，N2，N3，N417785149N罐体总重量W=（mt+md）g1193684NWWNN，由由于于罐罐体体自自重重不不能能抗抗倾倾覆覆力力，故故需需要要设设置置地地脚脚螺螺栓栓7.3.2.单个地脚螺栓所承受的载荷：

Nb=N/nd-W/nd460874460874N每个地脚螺栓的承压面积：

A=1452.20mm2单个地脚螺栓应力：

=Nb/A=317317MPa7.4.地脚螺栓（锚栓）校核条件：

2/3s2/3s，不不合合格格第13页NUMBERNUMBEROFOFANCHORANCHORBOLT:

BOLT:

n=36DesignStress（KPa）Sd=2.100E+05Bottomorbaseplatethickness（mm）m=10.000=0.393700787inDIMENSIONOFTANK:

Tankinsideradius（m）R=11.500=452.7559055inNominalshellplatethickness（mm）Ts=16.000=0.62992126inCorrosionallowanceofshell（mm）Cs=1.500=0.059055118inBottompaltethicknessexcl.C.A.（mm）Tb=8.200=0.322834646inSIZEOFANCHORBOLT:

Nominalsizeofanchorbolt（M*）M=48.000=1.88976378inCorrosionallowanceofanchorondia.（mm）Ca=6.350=0.25inAnchorboltdiameter（mm）d=43.000=1.692913386inHoledia.oftopplate（mm）dtp=50.000=1.968503937inCorr-sectionareaofanchor（mm2）Aan=1451.465=57.14429134Sq.inDESIGNLOAD:

Actualanchorload（KN）Pa=460.874=103.6778468kips1.5*Pa（KN）1.5Pa=691.311=155.5167702kipsYieldstrengthofanchorbolt（Mpa）Sya=235.000=52.86540816kipsDesignload（KN）P=691.311=155.5167702kipsMaximumallowanceloadofanchorbolt:

1.designpressure（KN）PD=304.808=68.56928012kips2.designpressure+wind/testpress:

PWT（KN）PWT=272.875=61.38583173kips3.earthquake（KN）PE=272.875=61.38583173kips4.failurepress./yieldstrength:

PFY（KN）PFY=341.094=76.73228966kipsB.C.D.OFANCHORBOLT:

B.C.D.ofananchorbolt（m）Da=23.332=918.5826772inThicknessofpadplate（mm）TP=10.000=0.393700787inActualeccentricityfromoutsidepadplate（mm）e=65.000=2.559055118inMinimumrequriedeccentricityfromoutsidepadplate（mm）em=56.097=2.208535433inem=0.866d+0.572eemokTOP-PLATETHICKNESS:

Top-PlatelengthinRadiusDirection.Mimimumrequireddistancebetweenfreeedgeofpl.andhole（mm）fm=27.175=1.06988189inMimimumrequiredtop-platelengthinradiusdirection.（mm）bm=103.600=4.078740157inAdoptedtop-platelengthinradiusdirection（mm）b=125.000=4.921259843inActurialdistancebetweenfreeedgeofpl.andhole（mm）f=40.000=1.57480315infm=d/2+1/8ffmokTop-PlateWIDTHALONGSHELL:

Minimumrequiredwithoftop-plate（mm）am=129.700=5.106299213inAdoptedwidthoftop-plate（mm）a=160.000=6.299212598inam=g+2j+2*（1/4）aamokDISTANCEBETWEENVERTICALSIDEPLATE:

Minimumrequireddistancebetweenverticalsideplates（mm）gm=73.400=2.88976378inAdopteddistance（mm）g=85.000=3.346456693ingm=d+1ggmokTOPPLATETHICKNESS:

Cm=P*（0.375g-0.22d）/Sf0.5WhereMinimumrequiredtop-platethickness（mm）cm=46.245=1.820670194inAllowancebendingstressoftop-plate（kg/mm2）S=17.238=25.00000ksiTop-pltaethicknessadopted（mm）c=30.000=1.181102362inccmnoCHAIRHEIGHTMinimumrequiredchairheight（mm）hmin=6/12hmin=152.400=6inMaximumlimitedchairheight（mm）hmax=3ahmax=480.000=18.8976378inAdoptedchairheight（mm）h=270.000=10.62992126inAllowancebendingstress（kg/mm2）Ss=17.238=25.00000kisFs=Pe/（t-Cs）Fs=Pe/（t-Cs）2*1.322*Z/1.43*a*h*1.322*Z/1.43*a*h2/R*（t-Cs）+（4*a*h/R*（t-Cs）+（4*a*h2）0.333+0.031/R*（t-Cs）0.5Z=1.0/0.177*a*m/R*（t-Cs）Z=1.0/0.177*a*m/R*（t-Cs）0.5*m/（t-Cs）*m/（t-Cs）2+1.0+1.0Where:

t=Ts+TP=26.000=1.023622047inBendingstressonshell（kis）Fs=24.034=34.85673092kisReductionfactorZ=0.996512789SsFsnoVERTICALSIDEPLATE:

Minimumrequiredthickness（mm）jm=12.700=0.5inAdoptedthickness（mm）j=16.000=0.62992126inMinimumrequiredplatewidth（mm）km=250.833=9.875314907inAdoptedwidth（mm）k=95.500=3.75984252inkkmno顶板几何尺寸计算1.顶板各圈分块数顶板1n1=30顶板2n2=60顶板3n3=602.顶板结构尺寸顶板厚度=6mm拱顶半径SR=24000mm搭接长度C=50mm罐壁内径D=30000mmA1=3.583322度A2=15.56511度A3=27.98022度A4=39.05012度D1=2RSinA1=3000.0mmD2=2RSinA2=12880.0mm图1：

拱顶结构示意图D3=2RSinA3=22520.0mmD4=2RSinA4=30240.0mm3.各块顶板展开尺寸3.1顶板1展开尺寸L1=R（A2-A1）/180+C=5068.9mmAB弧长=D2/n1+C=1398.8mmCD弧长=（D1-2C）/n1+C=353.7mmR2=RtgA2=6685.2mmR1=RtgA1-C=1452.9mmL2=2R2SinAB弧长/（2R2）L2=1396.2mmL3=2R1SinCD弧长/（2R1）L3=352.8mm图2：

顶板1展开示意图重重量量：

62646264KgKg3.2顶板2几何尺寸L1=R（A3-A2）/180+C=5250.4mmAB弧长=D3/n2+C=1229.1mmCD弧长=（D2-2C）/n2+C=719.2mmR2=RtgA3=12750.4mmR1=RtgA2-C=6635.2mmL2=2R2SinAB弧长/（2R2）L2=1228.7mmL3=2R1SinCD弧长/（2R1）L3=718.8mm图3：

顶板2展开示意图重重量量：

14448.0314448.03KgKg3.3顶板3几何尺寸L1=R（A4-A3）/180+C=4687.0mmAB弧长=D4/n3+C=1633.4mmCD弧长=（D3-2C）/n3+C=1223.9mmR2=RtgA4=19469.6mmR1=RtgA3-C=12700.4mmL2=2R2SinAB弧长/（2R2）L2=1632.9mmL3=2R1SinCD弧长/（2R1）L3=1223.4mm图4：

顶板3展开示意图重重量量：

1891618916KgKg中中心心顶顶板板重重量量：

333333KgKg顶顶板板肋肋板板重重量量：

1800018000KgKg顶顶板板总总重重量量：

5796157961KgKg