钢制低压大型贮罐锚栓计算

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1、钢制低压大型贮罐锚栓计算1 设计条件某项目污水处理设备，按条件设计的2100m3钢制低压大型贮罐，主体几何尺寸见图 1，设计数据如下：公称直径：D=12000mm罐壁高度：H=18000mm设计压力：P=6000Pa=0.06kgf/cm2设计温度：50主体材质：Q235-B腐蚀裕量 : 2mm容积： 2100m3设备总重： 194515kg；（包括：梯子、平台、保温、雪载、内件、罐体、罐顶、底板）底板重： 10303kg焊接接头系数：0.85 图 1贮液设计比重：1最大液位高度：17700mm罐壁高度： 18000mm2 锚栓计算对于低压大型贮罐需要判断是否需要设置锚栓， 需要进行相应的计算

2、，以下分别了叙述了原因和计算方法。2.1 储罐在内压作用下产生的升举力 F低压贮罐在罐内剩余压力作用下， 会产生向上的升举力。 当升举力超过罐体和罐顶重量时， 会使贮罐边缘部分离开地面， 造成罐底破裂。如图 2：气体内压产生的升举力 F： F=% D2/4 P式中：P设计或试验压力；D-罐直径；设计压力下产生的升举力：F二冗 D2/4 P=% 12002/4 X0.06=67859kgf 图 2液压试验时的升举力：F二冗 D2/4 P=% 12002/4 X0.06=67859kgf抵消开举力的重量G为设备总重减去底板的重，即：G=194515-10303=184212kgGF, 贮罐在内压作

3、用下不会造成破坏。2.2 风力作用下产生的升举力 F0在风力作用下， 罐也有向一侧倾倒而被升举的倾向。 在迎风面中心产生载荷F0, 如图 3 ：F0=Aqa B =231.96X1.75 X500X 0.7 X 1.2 +9.81=17379kgf 式中： 图 3K 迎风面积，A=HD=19.33 M .空罐在没有内压时是稳定的。2.3 抗震设计计算低压大型贮罐在地震作用力下更容易发生损坏，造成损失，贮罐的抗震计算是必不可少的一部分。2.3.1 水平地震作用（ 1）储罐的水平地震作用Fek，（ N）Fek=i a meqg meq=m 1Fek=1.0 X 0.34 X 2.002 X106X

4、 0.85 X 9.81=5675850N式中：“一设备的重要度系数，按规范选用，取 1.0Fek一储罐的水平地震作用（N）a一水平地震影响系数，取 0.34meq-储液的等效质量（kg）,mk储液质量：2.002 x 106kg小一动液系数，Hw/R=17700/6000=2.95 1.5小=1-0.4375R/Hw=0.85g一重力加速度(m/s2),取9.81(2)水平地震作用下储罐底面的倾倒力矩Mg1, (N mm)Mg1=0.45ReFekHw=0.45 0.4 X5675850X 17700=1.81 X1010N- mm式中：Mg1水平地震作用下储罐底面的倾倒力矩(N - mm)

5、Re-地震作用调整系数，取 0.42.3.2 罐壁竖向稳定许用临界应力(1)第一圈罐壁(由下往上)的坚向稳定临界应力 bcr,(MPa)式中：bcr一第一圈罐壁竖向稳定临界压力( MPaEt设计温度下罐壁材料的弹性模量(MPa , 1.96 x 105MPaD1一第一圈罐壁白平均直径(mm8 1一第一圈罐壁的有效厚度(mrmkc临界应力系数H一罐壁的高度(mm(2)第一圈罐壁的稳定许用临界应力(rcr , (MPa)2.3.3 罐壁的抗震验算（1）罐底周边单位长度上的提离力 Ft ，（ N/mm）（ 2）罐底周边单位长度上的提离反抗力，FLFL=FL0+N1/兀 D1=41.7+1805278

6、/12014 兀=89.6N/mm可取 FL0=41.7N/mm式中：FL一罐底周边单位长度上的提离反抗力,（N/mmFL0一储液和罐底的最大提离反抗力,（N/mm8 b一罐底环形边缘板的有效厚度,（mrmReL一罐底环形边缘板的屈服强度，（MPap s储液密度，（kg/m3）N1第一圈罐壁底部所承受的重力,（N）（ 3）锚固储罐应符合下列要求：罐壁底部竖向压应力（TC, （MPa式中：A1第一圈罐壁的截面积，（mm2 ,A1 = % D1S 1 =兀 12014X 13.7=517080mm2Z1第一圈罐壁的横截面抵抗矩，（mm3 ,Z1=0.785D12 5 1=0.785 X 120142X 13.7=1552263620mm3N1第一圈罐壁底部所承受的重力，（ND ,N1=184212 9.8=1805278N15.20,所以该贮罐设置锚固螺栓，规格：28-M48。材料选用：Q345,中心圆直径：12272mm3 结论经过以上分析计算， 钢制低压大型贮罐在空罐时产生的升举力和风载荷作用下该设备不会发生倾覆， 在地震作用力影响下该储罐需设置锚固螺栓。