柱支撑式锥顶储罐的设计计算及实例分析.pdf

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1、第1】期柱支撑式锥顶储罐的设计计算及实例分析樊飞，程全英，唐琳一～一舰娓斛眦晰～一～一～～一～娥㈣一～～一Sq和礼即锋鲋程算哳鬻一∞构司漩行结公硝现嘶程=：=：蒜～．30一_论文广场l身慧篓焉挚弯曲应力最大：。。。砜：霉∥式中，a表示矩形板的长边宽度；b表示矩形板的短边宽度；13根据a／b的比值按表1查询。表1常数口a／b1．01．21．41．61．82．03．04．05．O130．28770．37620．45300．51720．56880．61020．71340．74100．74760．7500实际顶板形状图2简化顶板示意图图3储罐支撑檩条、横梁简图P=L，+顶板自重+So+P。=

2、0．0012+0．008×7850×9．8／1000000+0+0=0．00182MPaa=D／【2×cOSQ×(11+1)】_3500／[2×cos3．58X3]=5845rllin(n=横梁的圈数)(N=最外圈檩条的数量)由a／b=5845／687．23=8．5，查表1，13=0．75。一：。b----筚：0．75×0．00182×687．232／82F=10．07MPa顶板的许用弯曲应力【o]b=0．6R。。=0．6×245=147MPaO一<[o]。，因此，顶板厚度合格。2檩条计算如图3，R。=6000mm处设置正五边形横梁，Rz=12000mm处设置正十边形横梁。2．1檩条

3、的最少数量根据GB50341—2014中7．4．7条规定，相邻檩条中心的间距按外圆弧计算时，最外圈不得大于2000mm，其余各圈不得大于1700mmtll。N。i。=ⅡD／2000=Ⅱ×35000／2000=55．0(GB50341)N2rain=ⅡD2／1700=Ⅱ×24000／1700=44．4(GB50341)因此，设置的80根外圈檩条满足最小数量要求。考虑到对称性(檩条数量最好是横梁数量的整数倍)和经济性，且l700mm的规定为非强制(不得，而不是严禁)，结合API650中5．10．4．4的规定‘51，来复核最大檩条间距：b=t(1．5F，／P)¨2=(8—3)X(1．5×2

4、35／0．00182)1位=2200，且不大于2100m／rl(API650)式中，F。表示顶板最小屈服强度；t表示扣除腐蚀裕量后的顶板厚度；P表示组合载荷的均布应力。因lltb=2100mm，N2。i。=ⅡD2／2100=Ⅱ×24000／2100=35．9(APIb=ⅡD／2N=Ⅱ×35000／(2×80)=687．23mm650)第11期樊飞等柱支撑式锥顶储罐的设计计算及实例分析一3J—N1。i。=ⅡDl／l700=丌×12000／1700=22．2(GB50341)因此，设置的40根中圈檩条满足最小数量要求。同理，N1mi。=ⅡD1／2100=Ⅱ×12000／2100=18．0

5、(API650)因此，设置的20根内圈檩条满足最小数量要求。2．2檩条截面的选择支撑顶板的檩条可当作均布荷载的简支梁处理。根据简支均布荷载作用下梁的最大弯矩公式，檩条所需的断面系数为‘7】：哺2鑫式中，q表示作用在檩条上(包含檩条自重)的均布荷载，N／m；1表示檩条长度，m；[o]表示檩条的许用应力，MPa。檩条的挠度要求通常为吲：厂：墅：<上√；g·‘Ⅳ--7,00式中，E表示檩条的弹性模量，MPa；J表示檩条的截面惯性矩，m4。檩条主要承受顶板的弯曲应力，通常采用槽钢以提高截面系数并减少重量，且为了避免采用过大的截面，通常其跨度不超过7m。2．2．1截面系数W的计算由于上式中q包

6、括檩条自重，但在设计时还没有檩条的规格和自重，因此，先根据顶板荷载初步预估确定一个檩条规格，合格后再用其规格和自重校核。根据上式，檩条的l越大，其所需的w即截面越大，算例为了简便起见，统一所有的檩条规格，并以最外圈的檩条(1最大)作为计算依据；根据图3，最外圈檩条的最大跨距为6078．5mm，其罐壁上的间距为1374．4mm(Ⅱd／80)，其在十边形横梁上的间距为899．6mm(竺生掣)。因此，可以假设，檩条承受的是平均宽度为1137mm(塑型掣)的顶板荷载：q初檩=PX1．137×106=0．00182X1．137×106=2069．34N／mW初鼹q桴i‘旷罚而2069．36X6

7、．0"gS：■●●●●■●●■■■■■■■●■■●●_■■■■●●●■■_8X215XiOl10。7m3=44．5cm3=4．45×经查询，16”槽钢的截面系数为117cm3，满足要求；168槽钢的单位质量为19．732kg／m，换算成力，为19．732×9．8=193．37N／m。q檩=q初檩+193．37=2069．34+193．37=2262．71N／mMq：：2262。7=．X6．0795"w檩=而——=48．6cmgX225X20t3w檩5【矿l