外压储罐设计

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1、外压储罐设计B.1 一般规定B.1.1 本附录适用于设计负压大于0.49kPa，且不大于6.9kPa的承受均匀外压的固定顶储罐。B.1.2 当设计负压不大于0.49kPa时，顶部承压环的截面面积应按本标准第7.1.5条的规定确定；当设计负压大于0.49kPa时，顶部承压环的截面面积尚应符合本附录的规定。B.2 固定顶B.2.1 储罐固定顶的设计总外压应按下式计算。 （B.2.1）式中：固定顶设计总外压(kPa)；固定顶固定荷载(kPa)，包括罐顶板及其上附件重量，当有隔热层时，尚应计入隔热层的重量；设计负压(kPa)，取值不应小于0.25kPa； 固定顶活荷载(kPa)，指水平投影面上的固定顶

2、活荷载，取值不应小于1.0kPa。当雪荷载S大于1.0kPa时，超过部分应计入；设计负压组合系数。B.2.2 柱支撑锥顶设计应符合下列规定：1 当顶板支撑在檩条上时，可视为连续梁或薄膜；2 应同时考虑膜应力和弯曲应力；3 应考虑板和板连接时的焊接接头系数；4 应设定支撑处为刚性节点；5 应给定许用挠度值；6 应考虑顶板支撑之间及焊缝的应力转换和疲劳荷载的可能性。B.2.3 自支撑锥顶设计应符合下列规定：1 顶板的计算厚度应按下式确定，但不应低于本标准7.3.2条的规定。 （B.2.3-1）式中： 锥顶罐顶板的计算厚度(mm)；储罐内径(m)；罐顶设计总外压(kPa)；罐顶与罐壁连接处罐顶板与水

3、平面之间的夹角()。弹性模量(MPa)；2 在固定顶外压作用下，自支撑锥顶罐承压环所需的截面积应按下式确定： （B.2.3-2） 式中：自支撑锥顶罐承压环所需的截面积(mm2)；储罐内径(m)；罐顶设计总外压(kPa)；承压环材料最小许用应力(MPa)；应取0.6倍承压环所用材料标准屈服强度下限值，且不应低于140MPa；罐顶与罐壁连接处罐顶板与水平面之间的夹角()。3 自支撑锥顶罐承压环顶板部分有效长度应按下式确定。 （B.2.3-3）式中：自支撑锥顶罐承压环顶板部分有效长度(mm)，见图B.2.3；锥顶罐顶板的名义厚度(mm)，见图B.2.3；储罐内径(m)；罐顶与罐壁连接处罐顶板与水平面

4、之间的夹角()。4 自支撑锥顶罐承压环罐壁部分有效高度应按下式确定。 （B.2.3-4）式中：自支撑锥顶罐承压环罐壁部分有效高度(mm)，见图B.2.3；顶圈罐壁板的名义厚度(mm)，见图B.2.3；储罐内径(m)。5 自支撑锥顶罐底部承压环罐壁部分有效高度应按下式确定。 （B.2.3-5）式中：自支撑锥顶罐底部承压环罐壁部分有效高度(mm) ，见图B.2.3；底圈罐壁板的名义厚度(mm) ，见图B.2.3；储罐内径(m)。图B.2.3 自支撑锥顶加强圈及截面积示意图B.2.4 自支撑拱顶设计应满足下列要求：1 顶板的计算厚度应按下式确定，但不应低于本标准第7.5.2条的规定。 （B.2.4-

5、1）式中：自支撑拱顶罐顶板的计算厚度(mm)；罐顶设计总外压(kPa)；拱壳球面的半径(m)。弹性模量(MPa)；2 在固定顶外压作用下，自支撑拱顶罐承压环所需的截面积应按下式确定，但不应低于本标准第7.5.3条的规定。 （B.2.4-2） 式中：自支撑拱顶罐承压环所需的截面积(mm2)；罐顶设计总外压(kPa)；抗拉环材料许用应力(MPa)；取0.6倍抗拉环所用材料标准屈服强度下限值，且不应低于140 MPa；储罐内径(m)；拱壳球面的半径(m)。3 自支撑拱顶罐承压环顶板部分有效长度应按下式确定： （B.2.4-3）式中：自支撑拱顶罐承压环顶板部分有效长度(mm)，见图B.2.4；自支撑拱

6、顶罐顶板的名义厚度(mm) ，见图B.2.4；拱壳球面的半径(m)。4 自支撑拱顶罐承压环罐壁部分有效高度应按下式确定： （B.2.4-4）式中：自支撑拱顶罐承压环罐壁部分有效高度(mm)，见图B.2.4；顶圈罐壁板的名义厚度(mm)，见图B.2.4；储罐内径(m)。 图B.2.4 自支撑拱顶加强圈及截面积示意图5 自支撑拱顶罐底部承压环罐壁部分有效高度应按下式确定： （B.2.4-5）式中：自支撑拱顶罐底部承压环罐壁部分有效高度(mm)，见图B.2.4；底圈罐壁板的名义厚度(mm)，见图B.2.4；储罐内径(m)。B.3 罐壁加强圈B.3.1 罐壁加强圈包括顶部加强圈、中间加强圈和底部加强圈

7、（图B.2.3、B.2.4）。当满足下式要求时，可按本附录的规定进行罐壁加强圈计算。 （B.3.1）式中：罐壁总当量高度(m)；储罐内径(m)； 核算区间最薄圈罐壁板的名义厚度(mm)；设计温度下，罐壁材料最小标准屈服强度下限值(MPa)；弹性模量(MPa)。B.3.2 在设计外压荷载和风荷载作用下，罐壁稳定系数的取值，应符合下列规定：1 当小于或等于0.25kPa时，稳定系数应取1.0。2 当大于0.25kPa ，且小于或等于0.70kPa时，稳定系数应按下式计算： （B.3.2-1）3 当大于0.70KPa时，稳定系数应按下式计算，且不应超过2.5。 （B.3.2-2）4 当仅有设计负压荷

8、载时，稳定系数应取3.0。B.3.3 罐壁总当量高度应按下列公式计算: （B.3.3-1） （B.3.3-2）式中：罐壁总当量高度(m)；第i圈罐壁板的当量高度(m)； 核算区间最薄圈罐壁板的名义厚度(mm)；第i圈罐壁板的名义厚度(mm)；第i圈罐壁板的实际高度(m)。B.3.4 最大允许不加强罐壁的当量高度应按下式计算: （B.3.4）式中：最大允许不加强罐壁的当量高度(m)； 罐壁设计总外压(kPa)，取或之较大值； 核算区间最薄圈罐壁板的名义厚度(mm)；储罐内径(m)；弹性模量(MPa)；稳定系数。B.3.5 中间加强圈的数量应按下式确定: （B.3.5）式中：中间加强圈的设置数量；

9、罐壁总当量高度(m)；最大允许不加强的罐壁当量高度(m)。B.4 中间加强圈B.4.1 罐壁失稳的理论波数，应按下式进行计算： （B.4.1）式中：在均匀外压作用下，罐壁失稳的理论波数，210；罐壁总当量高度(m)； 核算区间最薄圈罐壁板的名义厚度(mm)；储罐内径(m)。B.4.2 作用于罐壁中间加强圈上的径向荷载，应按下列公式进行计算: （B.4.2-1） （B.4.2-2）式中：作用于罐壁中间加强圈上的径向荷载(N/m)； 罐壁设计总外压(kPa)；中间加强圈上侧未加强罐壁高度(m)；中间加强圈下侧未加强罐壁高度(m)。B.4.3 中间加强圈区域所需的最小惯性矩应按下式计算: (B.4.

10、3)式中：中间加强圈区域所需的最小惯性矩(cm4)；作用于罐壁中间加强圈上的径向荷载(N/m)； 在均匀外压作用下，罐壁失稳的理论波数；储罐内径(m)；弹性模量(MPa)。B.4.4 中间加强圈区域所需的最小截面积应按下式计算: (B.4.4)式中：中间加强圈区域所需的最小截面积(mm2)；作用于罐壁中间加强圈上的径向荷载(N/m)；储罐内径(m)； 中间加强圈区域材料的最小许用应力(MPa)；取0.4倍中间加强圈加强区所用材料最小标准屈服强度下限值，且不应低于103MPa。B.4.5 中间加强圈所需的最小截面积应按下式计算: (B.4.5)式中：中间加强圈所需的最小截面积(mm2)，且不应小

11、于；中间加强圈加强区所需的最小截面积(mm2)；储罐内径(m)； 中间加强圈安装位置罐壁板的名义厚度(mm)。B.4.6 中间加强圈的截面尺寸还应符合本标准表6.4.3的规定。B.4.7 中间加强圈宜在核算区间内沿当量高度均匀分布。B.5 顶部加强圈B.5.1 顶部加强区域所需的最小惯性矩应按下列公式计算: (B.5.1-1) (B.5.1-2)式中：顶部加强区域所需的最小惯性矩(cm4)；作用于罐壁顶部加强圈的径向荷载，N/m；在均匀外压作用下，罐壁失稳的理论波数，210； 罐壁设计总外压(kPa)；储罐内径(m)；罐壁总高度(m)；弹性模量(MPa)。B.5.2 顶部加强区域所需的最小截面积应按下列公式计算： （B.5.2-1） （B.5.2-2）式中：顶部加强区域所需的最小截面积(mm2)；作用于罐壁顶部加强圈的径向荷载，N/m； 顶部加强区域材料的最小许用应力(MPa)，应取0.6倍顶部加强