大型储罐设计计算中的抗震验算.pdf

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1、第1期一J3．大型储罐设计计算中的抗震验算姜国平，白志浩(1．北方民族大学化工学院，宁夏银川750O21)(2．中国石油宁夏石化公司，宁夏银川750021)[摘要]介绍了石油化工大型储罐设计计算中容易被忽视的抗震计算等重要内容，用实例说明了抗震计算的程序和步骤，该方法可简化计算过程，提高设计效率，提高大型储罐设计的安全性和可靠性。[关键词】大型储罐；设计计算；抗震验算；可靠性抗震设计是大型储罐设计的重要环节。由油罐内半径：R=21000mm；于储罐抗震性能不好加之抗震措施不到位，因而储罐内储液总量：ml=21336k

2、g；在近年来国内外发生的地震灾害中，储罐的地震底圈壁板有效厚度：t=-I8．Tmm；危害屡见不鲜。更为严重的是储罐的损坏有时还底圈罐壁材料设计温度下弹性模量：伴随着火灾、爆炸和环境污染等次生灾害发生。因此，大型储罐在设计计算中，抗震验算不容忽E=2．045×10MPa：视。罐壁底部垂直荷载：Nl=-493359kg；1大型储罐设计中的抗震验算方法抗震设防烈度：8度；立式钢制圆柱形储罐对于承受静液压力是设计地震分组：第一组；非常有效的，能充分发挥金属的抗拉能力，具有场地土类别：II。很好的延展性，同时节省材料，在工程中

3、得到广1．1储罐的罐液耦连振动基本周期泛应用。由于静液压力随液深而增加，所以储罐Tc=KcHw(R／63、ol5往往设计成变壁厚的圆柱壳；对于一般的储罐，根据D／Hw=2．727查规范附录D表D．3．3用插入罐半径R与最厚的底圈壁板厚度6之比往往超过法得Kc=0．48×10。1000，设计罐壁时只考虑环向拉应力作用，不考虑边缘应力引起的弯曲应力。代入上式，得Tc≈0．30s在设计大型储罐时，设计者往往根据1．2储液晃动基本周期T、v=KsDGB50341．2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规根据D／Hw=2．727

4、查规范附录D表D．3．2用插入范》，根据储罐的设计温度、油品腐蚀特性、材法得Ks=1．121料使用部位、材料的化学成分、力学性能、焊接代入上式，得Tw'~7．267s性能及安全可靠性和经济合理性选用各部分的材1．3罐壁底部水平地震剪力料后，计算各圈壁板厚度、核算罐壁筒体许用临界压力以确定抗风圈的设置，确定罐顶与罐壁连Qo=10CzCIY1mg接的有效面积等设计规范正文中所涉及到的设计m=mlFr计算，但却会忽视非规范正文部分的抗震验算等根据D／Hw=2．727查规范附录D表D．3．4用插入重要计算内容。本文结合不久前

5、完成的20000m原法得F=0．4187油储罐的抗震验算，探讨大型储罐的抗震验算方代入上式，得m=8932．8kg法。CI值根据T值及反应谱特征周期Tg及地震影响设计条件：储罐直径D=42000mm；系数最大值a一按下图计算：最大液面高度：Hw=15400mm：作者简介：姜国平(1966一)，男，高级工程师，北方民族罐壁距底板1／3高度处的有效厚度：63=12．7mm；大学化工学院过程装备与控制工程专业教师。■论文广场石油与化工设备．一2011年第14卷QQmax0．45Q0．O5Q。0．1Tg3．515图1地震影响

6、系数系数T为油罐基本周期，当计算罐壁底部水平地震当增大板厚或选用高强度壁板和边缘板，直到验剪力及弯矩时，T采用储罐的罐液耦连振动基本周算合格为止。期Tc=0．30s，按表D．3．1—1选取Tg=0．35，从反应谱在大型储罐设计过程中通常会参考国内、国曲线看出此时a=a外的相关油罐标准进行设计和计算，有时按照石查表D_3．1-2得Ⅱx==0．45油化工设备抗震计算规范进行计算时，若不符合把以上数据代入Q。=10CzQY1mg，得该规范的要求，也会采用土建的抗震计算公式或塔器的地震载荷公式进行计算，按照上述几种计Qo=0

7、．01735MN算方法所得出的结果，基本在一个合理的范围之1．4罐壁底部的地震弯矩内，可通过对照进行优化设计。此外，有时在设M。=0．45Q。Hw，将以上数据代入，得计过程中参考并采用了类似于裙座地脚螺栓座的Ml=0．1202MN·In结构进行局部加强，所以罐底的主要载荷由局部1．5水平地震作用下，罐内液面晃动波高加强圈结构承受，角焊缝处不承受主要应力，因hv=1．5ⅡR，此时q应根据液体晃动基本周期此通常认为是安全的。一般只要考虑其焊缝质量Tw及a按反应谱曲线选取，及密封性就可以了。T=Tw=7．267s3结论Ⅱ=

8、(3．5Tg／T)。，Q=0．0152通过算例表明，本文所提出的抗震设计方代入hv=1．5QR，得hv=0．4788m法，能够更加准确地考虑储罐的抗震设计问题。大型储罐抗震计算方法很多，但上述设计计算是1．6罐壁许用临界应力优先选用的方法，其它方法可以作为它的补充和(o]=0．15Et／D，代入得(0]计算精确度的验证。=13．658Mpa2抗