⼤型储罐计算书
4000m3储罐计算书
⼀、 计算个圈壁板厚度
1、计算罐壁板厚度，确定罐底板、罐顶板厚度： ⽤GB50341-2003中公式（6.3.1-1）计算罐壁厚度σρ
d d ][0.3)-(H 9.4t D =
式中：d t —储存介质条件下管壁板的计算厚度，mm D —油罐内径（m ）（21m ）
H —计算液位⾼度（m ），从所计算的那圈管壁板底端到罐壁包边⾓钢顶部的⾼度，或到溢流⼝下沿（有溢流⼝时）的⾼度（12.7m ） ρ—储液相对密度（1.0）
d ][σ—设计温度下钢板的许⽤应⼒，查表4.2.2（157MPa ） ?—焊接接头系数（0.9） 第1圈： mm 7..0163.0
10.3)-(12.7219.4t d ==
n δ=8.7+2.3=11mm 取12mm 第2圈： mm 38.79.0163.0
11.88)-0.3-(12.7219.4t d ==
n δ=7.38+2.3=9.68mm 取12mm 第3圈： mm 06.69.0163.0
11.88)2-0.3-(12.7219.4t d ==
n δ=6.06+2.3=8.36mm 取10mm 第4圈： mm 74.49.0163.0
11.88)3-0.3-(12.7219.4t d ==n δ=4.74+2.3=7.04mm 取8mm
根据表6.4.4，罐壁最⼩厚度得最⼩厚度为6+2=8mm ，故第5、6、7圈取8mm 。
⼆、罐底、罐顶厚度、表边⾓钢选择（按GB50341规定） 罐底板厚度：
查表5.1.1，不包括腐蚀余量的最⼩公称直径为6mm ，加上腐蚀余量2mm ，中幅板厚度为8mm
查表5.1.2，不包括腐蚀余量的最⼩公称直径为11mm ，加上腐蚀余量2mm ，取边缘板厚度为14mm 罐顶板厚度：查7.1.3，罐顶板不包括腐蚀余量的公称厚度不⼩于4.5mm ，加上1mm 的腐蚀余量后取6mm包边⾓钢：按GB50341表6.2.2-1，选∠75×10 罐顶加强筋：-60×8 三、罐顶板数据计算：①分⽚板中⼼⾓（半⾓）55.2425200
302/21000arcsin 302/arcsini 1?=-=-=）
（）（SR D α ②顶板开孔（φ2200）中⼼⾓（半⾓）5.2252001100arcsin r arcsin
2?===SR α 顶板开孔直径参照《球罐和⼤型储罐》中表5-1来选取
注：中⼼顶板与拱顶扇形顶板的搭接宽度⼀般取50mm ，考虑到分⽚板最⼩弧长不⼩于180mm ，故取φ2200mm
③分⽚板展开半径
mm 1151144.25tg 25200tg 11=??==αSR R mm 1100.52tg 25200tg 22=??==αSR R④分⽚板展开弧长：
⌒AD = mm 96985.255.2436025200236022
1=-=-?）（）（πααπSR ⑤分⽚板⼤⼩头弧长：⼤头：⌒ABmm 1535446021000n
302i =?+-?=?+?-=）（）（ππD ⼩头：⌒CDmm 19744
11002n r 2=?+??=?+=ππ ⑥中⼼顶板展开弧长⌒L
mm 22995023605.22520022502360
222=?+=?+??=）（）（παπSR四、拱顶⾼度计算内侧拱顶⾼：
mm 227830)-(21000/2252002520030)-/2(D h 222i 2n =--=--=SR SR外侧拱顶⾼：
mm 228462278h w =+=五、盘梯计算计算参数：
g H —罐壁⾼度，mm （12700） i R —罐内半径，mm （10500）W SR —拱顶半径，mm （25206） α—内侧板升⾓（45°）
n R —内侧板半径，mm （n R =10500+12+150=10662mm ） B —盘梯宽度（内外板中⼼距）取656mm ，板宽150mm ，板厚6mm1、 平台⾼度W
W SR SR --+=2i 2w 1L)-(R h h
425mm 252061000)-(1050025206228422=--+=mm 3125142512700=+=H
式中：1h —平台⽀撑⾓钢上表⾯⾄包边⾓钢上表⾯的距离，mmL —平台端部⾄罐内表⾯的距离，⼀般取800-1000mm ，取L=1000mm
2、内侧板展开长度
mm 184202100)-(1312523n =?=-=）（H H L
式中：3H —盘梯下端⾄罐底上表⾯的距离，mm ，≮50mm ，取100mm
3、外侧板展开长度mm 19510662
65611184207071.0117071.022n n w =++??=+
+=?R B L L ）（）（ 4、三⾓架个数个）（71700
1225)-(13125x n 3==-=L H
式中：x —第⼀个三⾓架到罐底上表⾯的距离，mm 取1225mm 3L —相邻三⾓架的垂直距离，mm ⼀般1500-2000mm5、三⾓架在罐壁上的⽔平位置a n =n
01n 2b h R R
）（- 式中：1b —内侧板及外侧板的宽度，mm ，⼀般取150mm —n h 第n 个三⾓架平台表⾯的距离，n ×1700mm0R —底圈壁板外半径，mm （10500+12=10512mm ） n R —内侧板半径mm （10662）a 1=
mm 14671066210512
21507001=-）（ a 2=mm 31431066210512
215070012=-?）（ a 3=mm 48191066210512
215070013=-?）（ a 4=mm 951066210512
215070014=-?）（ a 5=mm 81711066210512
215070015=-?）（ a 6=mm 98471066210512
215070016=-?）（ a 7=mm 115231066210512
215070017=-?）（ 6、盘梯包⾓=-=-=
96.691801066210013119180n 3b ππαR H H ≈70° 六、带肋球壳稳定性验算21m
n 2s m t t t 0001.0][）
（）（?=R E P （C.2.1-1） 式中： ][P —带肋求壳的许⽤外载荷，KPaE —设计温度下钢材的弹性模量，MPa 查表4.1.6得192×103 MPa
S R —球壳的曲率半径，mm S R =SR=25200mm n t —罐顶板有效厚度，mm n t =6-C=6-1-0.6=4.4mmm t —带肋球壳的折算厚度，mm332m3n 31m m 4
t t 2t t ++= （C.2.1-2）式中：]e t n 12
t 4t 2t h 3h b h [12t 21n 13n 2nn 121s 11131m
-+++?=）（L （C.2.1-3）]e t n 12
t 4t 2t h 3h b h [12t22n 23n 2nn 222s 22232m
-+++?=）（L （C.2.1-4） SL 1n 111t b h 1n += （C.2.1-5） SL 2n 222t b h 1n +
= （C.2.1-6） 式中：3
1m t —纬向肋与顶板组合截⾯的折算厚度，mm
1h —纬向肋宽度，mm （⾼度60）
1b —纬向肋有效厚度mm （8-（2×1+0.8）=5.2） 1s L —纬向肋在径向的间距，mm （1228） 1n —纬向肋与顶板在径向的⾯积折算系数058.112284.42
.5061t b h 1n 1n 111=??+=+
=S L 1e —纬向肋与顶板在径向组合截⾯的形⼼到顶板中⾯的距离，mm
（按CD130A6-86《钢制低压湿式⽓柜设计规定》算出下⾯公式）78.1)
602.54.41214(2)4.460(602.5)(2)(e 1111111=?+??+??=++=h b t l t h h b n s n
32m t —径向肋与顶板组合截⾯的折算厚度，mm 2h —径向肋宽度，mm （⾼度60）2b —径向肋有效厚度mm （8-（2×1+0.8）=5.2）2s L —径向肋在纬向的间距，mm 下⾯求2s L ：
a) 先求第1圈纬向肋的展开半径3R 先求第圈纬向肋处的⾓度（半⾓3α） ∵600360/252002=πα ∴3.1=?α° ?=?-?=?-=186.233.155.2413ααα 再求第1圈纬向肋处展开半径3Rmm 10793186.23tg 25200tg R 33=??==αSRb) 求第1圈纬向肋的每块分⽚板肋板的弧长2s Lmm 14152]186.23cos 10790244360sin
[L 2s ==）（ 2n —径向肋与顶板在径向的⾯积折算系数05.114154.460
2.51t b h 1n 2n 222=??+=+
=S L 2e —径向肋与顶板在纬向组合截⾯的形⼼到顶板中⾯的距离，mm537.1)
602.54.41415(2)4.460(602.5)(2)(e 2222222=?+??+??=++=h b t l t h h b n s n带肋球壳按下图布置
把上⾯各参数代⼊C.2.1-3中求31m t
4082]78.14.4058.112
4.444.424.40636012152.506[12t232231m
=??-++?+=）（
把上⾯各参数代⼊C.2.1-4中求32m t3492]4537.14.405.112
4.444.424.40636014152.506[12t232232m
=??-++?+=）（c) 把31m t ，3
1m t 代⼊C.2.1-2中，求m tmm 46.12492434.424082t 33m =+?+=
d) 把m t 代⼊C.2.1-1中求[P]78.246
.124.42.2546.12101920001.0][21
23==）（）（P KPa
e) 验算：设计外载荷（外压）L P 按7.1.2条规定取1.7KPa
L P <[P] 即1.7<2.78 ∴ 本带肋球壳是稳定的 （L P 是外载荷，按7.1.2条规定，取1.7MPa ）
七、 加强圈计算
1、设计外压，按6.5.3-3q 25.2P k o +=W （6.5.3-3）
式中：o P —罐壁筒体的设计外压（KPa ） ?W k —风载荷标准值（KPa ）见式6.4.7q —罐顶呼吸阀负压设定压⼒的1.2倍（KPa ），取1.2（按SYJ1016 5.2.2条规定）风载荷标准值：按式6.4.7o z s z k w µµβ=?W （6.4.7）
式中：?z β——⾼Z 处见风振系数，油罐取1s µ—风载体系形数，取驻点值，o w —基本风压（取0.4KPa ）z µ—风压⾼度变化系数
z µ风压⾼度变化系数，查表6.4.9.1，建罐地区属于B 类（指⽥
野、乡村，丛林及房屋计较稀疏的乡镇和城市郊区，本储罐⾼度为12.7m ，介于10和15中间，要⽤内插法求x=z µ=1.08（15m —1.14 10—1.0 12.7—x ）风载荷标准值：432.04.008.111k ==?W KPa 把k w =0.432KPa 代⼊6.5.3-3中a 2.22.1432.025.2P o KP =+?=2、计算罐壁筒体许⽤临界压⼒ 2.5min cr )Dt (48
.16][P E H D = （6.5.2-1）∑=ei H H E 5.2imin i
ei t t h ）（=H 式中：][P cr —核算区间罐壁筒体的需⽤临界压⼒，KPa E H —核算区间罐壁筒体的当量⾼度，mmin t —核算区间最薄板的有效厚度，mm(8-2.3=5.7) i t —第i 圈罐壁板的有效厚度，mmi h —第i 圈罐壁板的实际⾼度，mm （1880） ei H —第i 圈壁板的当量⾼度E H 表
∑==95.8ei H H E m把E H 代⼊（6.5.2-1）中48.1)215.7
(95.82148.16][P 2.5cr =??
=KPa ∵o P =2.3>1.48MPa ∴需要加强圈 具体⽤⼏个加强圈依据6.5.4的规定 ∵22.3][P 2.3 cr ≥
＞ ∴应设1个加强圈，其位置在1/2E 处 根据6.5.5规定，在最薄板上，不需要换算，到包边⾓钢的实际距离就是4.5m （距包边⾓钢上表⾯4.5m ）
根据表6.5.6选取加强圈规格，本设计选∠125×80×8⼋、 抗震计算（CD130A 2-84） 1、⽔平地震载荷W a Q max 0Z C =
式中：0Q —⽔平地震载荷 kgfZ C —综合影响系数 0.4
max a —地震影响系数，按附表A 选0.45W —产⽣地震荷载的储液等效重量（波动液体）’w F W f =
式中：f F —动液系数，由R H W /的⽐值，按附表A 2选取，如遇中间值则⽤插值法求。
W H —储液⾼度，cm （1270）R —第
1圈罐壁内半径，cm （2100/2=1050）’
w —储液重量（kg 4398779t 779.439817.12421w 2===π’）
∵21.11050/1270/==R H W 按附表A2选f F =0.37∴kg 162754843987790.37w F f =?=
kgf 29295916275480.450.4W a Q max 0=??==Z C2、 地震弯矩：
cm kgf 101861860268212702929592M 60
1??==?==W H Q 3、 第⼀圈罐壁最⼤应⼒：11
111Z M A N +=
σ 式中：1N —第1圈罐壁底部的垂直载荷，kg （包括罐体⾃重的80%及保温重量）
①罐体⾃重的80% 罐体估重≈114t114000×80%=91200kg②保温重量
罐体表⾯积F=筒体⾯积+灌顶⾯积21200.5m
2.28425.2212.721.024S Rh 2H 0.024)(2100F =+?=++=πππ Q 岩棉=1200.5×0.1×120=14406kg
Q ⽡楞板：1200.5×3.93=4718kg （1㎡重3.93kg ） 保温重量：Q 保= Q 岩棉+Q ⽡楞板=14406+4718=19124kgkg 110324
19124912001=+=N 1A —第1圈罐壁的截⾯积2cm79172.121001i 1=??==πδπD A1Z —第1圈罐壁的截⾯地抗拒3cm41563272.1421004212
1=??==
πδπi D Z 3cm69.58415632718600000079171103241=+=
σkgf/2cm 4、 第1圈罐壁需⽤应⼒21125.1115cr )R H
(1088.3][）（R δσ?=67.)1050
1270(10502.11088.32125.15
=??=）（ kgf/2cm
∵69.581=σ kgf/2cm cr ][σ=.67 kgf/2cm∴1σ
附表A2 波动系数f F
