玻璃钢立式储罐设计计算

四、抗震设计： 1、水平地震载荷计算（见以上螺栓锚固计算）
2、地震弯矩计算（见以上螺栓锚固计算）
3、第一圈底部的最大应力σ1：
式中 N1——第一圈罐壁底部的垂直载荷，包括罐体质量（按罐体质量的80%计算）和保温 层质量，㎏
A1——第一圈罐壁的截面积，A1=3.14D1δe
m2
Z1——第一圈罐壁的抗弯截面系数，
强度层最小有效厚度（㎜）
2-3 罐底最小壁厚（未加内衬层厚度2.5
、 ㎜）
贮罐公称直径DN（㎜）
强度层最小有效厚度（㎜）
2-4 平底贮罐底部转角半径r:40≤r≤ 、 150，厚度为底板与筒体厚度之和。
0.6～1.8 4.8
0.6～1.8 5
1.8～3.5 6.4
1.8～3.5 7
三、平底立式储罐的锚固（螺栓）计算
管道规格（mm） t-管道厚度(mm)（强度层+内衬层厚度3.13 ㎜） D-平均管径（mm）
E-管壁环向弯曲弹性模量（N/㎡） I-单位长度管的环弯曲惯性矩,I=t3/12 （ 则m：4管/m道）刚度SN=EI/D3（N/㎡）
3500
18.59
3518.59
1.93E+10
5.35647E-07
240
玻璃钢-立式贮罐设计（玻璃钢HG/T20696-1999）
一、贮罐壁厚计算（强度层的计算壁厚，不含内衬和外保护层的厚度）
1-1 、
圆筒段强度层壁厚计算公式
其中：
δ： 圆筒的计算厚度（mm）
n： 安全系数
Di: 圆筒内径（m）
σb: 圆筒在设计温度条件下环向拉伸极限强度（Mpa)
H: 罐体计算点至最高液位的高度（m) γ: 介质密度（Kg/m3),当γ<1000时，取γ=1000
K1——风压系数。对建筑地区为接近海面、海岛、海岸、湖岸及沙漠地区是，K1=1.38;对田野
、丘陵、乡村、丛林以及房屋比较稀疏的中小城镇和大城市郊区时，K1=1.0，对有密集建筑的
大城市区时，K1=0.71
qo——10米高度处的基本风压值，N/㎡ K2——对于安装呼吸阀的储罐，考虑到阀打开后的动作之后系数，取K2=1.2;对不安装呼吸阀 的贮罐，取K2=1.0.
缠绕系数，取0.8（钢制件叫焊缝系数，见GN150-89 的1.8要求
得：圆筒强度层计算壁厚为 δ= 14.46 mm
强度曾厚度附加量（mm） 1
mm
则：圆筒强度层设计壁厚为 δi= 15.46 mm
1-2 、
按罐体的刚度计算圆筒段壁厚公式
其中：
δ： 圆筒的计算厚度（mm）
n： 安全系数
Di: 圆筒内径（m） H: 罐体计算点至最高液位的高度（m) γ: 介质密度（Kg/m3),当γ<1000时，取γ=1000
料的高温性能
强度曾厚 度附加量 （mm）
当δ<5，δi=δ+3mm 当5≤δ<10，δi=δ+2mm 当10≤δ<15，δi=δ+1mm
当δ≥15，δi=δ+0mm
δ：强度层计算 厚度； δi：强度层设计 厚度
264235.500 = 0.2642 Mpa
1.38
85100.0 按12级台风（85.1KN/m2)计算 1.0
Hale Waihona Puke ≥3.5 10(4)储墩筒体、幼顶及附件
902766.5 9.5
190056.1 0.4
0.45
107631.7 106760.2 1.01
9.81 5572.1
902766.5 3.75
基本烈度 αmax
7级 0.23
8级 0.45
9级 0.90
注：中间值用内插法。H一储罐罐底面到罐液面的高度，m; R一自罐底 往上数第一圈罐的内半径，m
m3
D1——第一圈罐壁的平均直径 m
δe——第一圈罐壁的有效厚度 m
4、第一圈罐壁的许用临界压力[σ
t]：
式中 R1——第一圈罐壁的平均半径，R1=0.5D1，近似值R1=R，
m;
He——基础顶面到罐顶面的高度，m;
5、罐壁的稳定性验算：
9）
取值
10 3.5 150 9.5 1100
0.8
根据贮罐理论设计壁厚计算刚度
αmax：地震影响系数的最大值见右表，根据实测和 计算 ，一般立式储罐自振周期均小于0.2s
m：储罐总质量，(㎏) m1：贮罐内储液质量，(㎏)
Ft：动液系数，按右表取值
g： 重力加速度，g=9.81m/s2
3-2 、
每一个螺栓最大总拉力计算（N)
其中： M： 总的倾覆力矩，（N·m）；取地震弯矩计算值;
P——罐内操作负压，pa;
1-2 、
罐壁的许用临界压力[Pc]计算
式中： He——罐壁筒体的当量高度，m
式中：Hei——第i圈罐壁板的当量高度，m hi——第i圈罐壁板的实际高度，m
δei δl——最薄层罐壁板的有效厚度，mm
1-3 、
2-2 、
罐顶最小壁厚（未加内衬层厚度）
贮罐公称直径DN（㎜）
Dcp: 螺栓分布圆直径，（m）
3-3 、
螺栓许用应力校核计算
F: 升举力 ，（ N）
P —罐顶内压，（Mpa）;
Di— 储罐内径，mm
n:
螺栓个数，个数应为4的倍数，且其沿弧长间距不 得超过 1500m m
G: 储罐的最小质量，kg
其中：
f： 每个螺栓的截面积，mm2
d— 螺栓的根径，mm 螺栓许用应力（Mpa）使用温度<100℃时取78
0 0 3500 12 3000 36.2 153.86 14 78
190056.1 902766.5
3.57
4600
0.30 0.26 3.527 0.027
489.68 1.7635
9.5
[ε] 材料的许用应变值
E 玻璃钢轴向弹性模量（Mpa)
得：圆筒强度层计算壁厚为 δ= 15.19 mm
强度曾厚度附加量（mm） 0
mm
则 ：
则：圆按刚度强度层设计壁厚为 δi= 圆筒段强度层壁厚为 δi=
二、贮罐稳定性校核
15.19 15.46
mm 不含内衬及外保护层厚度）
1-1 、
储罐罐壁设计外压力计算
0.0
#N/A
=
#N/A Mpa
#N/A
序号
第1段 第2段 第3段 第4段 小计：
总厚度 t(mm)
有效厚度δei（t× 90%)(mm)
各段高度hi（m)
各段当量高 度Hei(m)
30
27
1 #N/A
20
18
2.5 #N/A
25
22.5
3 #N/A
20
18
3 #N/A
9.5 #N/A
≥3.5 9.6
应考虑的因素：(1)静水压、内压; (2)风的倾覆力; (3)地震力，但不与(2)同时考虑; (4)储墩筒体、幼顶及附件
重量; (5)试验压力。
3-1 贮罐的倾覆力矩计算（取地震弯矩 、 计算值）（N·m）
其中：
H: 贮罐高度,m
Fk1 储罐的水平地震力，(N)
Cz：综合影响系数，对于常压立式储罐Cz=0.4
取值
10 3.5 9.5 1100 0.10% 1.18E+04
当δ<5，δi=δ+3mm
强度层厚 当5≤δ<10，δi=δ+2mm
度附加量 （mm）
当10≤δ<15，δi=δ+1mm
当δ≥15，δi=δ+0mm
δ：强度层计算 厚度； δi：强度层设计 厚度
钢制材料的弹性模量及抗拉强度查GB150-89的附录I-材