储罐设计漫谈-02罐底的设计
1)罐底板尺寸
GB/T50341 | API650 | |
中幅板最小厚度 | 表5.1.1,不包括腐蚀裕量 D<=10罐底板尺寸5mm D>10 0罐底板尺寸6mm | 5.4.1,不包括腐蚀裕量 6mm |
环形边缘板最小厚度 | >=12.5m,宜设边缘板; 与最下节罐壁板公称厚度及底圈罐壁标准屈服强度下限相关(表5.1.2) | 与最下节罐壁板公称厚度以及其罐壁的应力水平相关(表5.1) 较GB薄。 |
罐壁离边缘板外缘 | 50~100mm(5.1.3.2) | >=50mm(5.4.2) |
最小坡度 | 千分之8 | 1:120(5.4.4) |
罐底与罐壁接头 | 5.2.10 | 图5-3C |
2)Lm计算
API650和GB50341对边缘板内伸长度Lm都有要求。
GB50341中取计算公式5.1.3和600中的大值。
API650中取计算公式5.5.2和600中的大值
Lm>=
此公式的模型假设为:边缘环板的宽度(厚度)必须在基础沉陷的情况下能够支持边缘板上部的液柱静压。边缘板受均布载荷,并用塑性分析(弹性的1.5倍),取安全系数为2得到所需的最小长度。
其推导如下:
弯矩M=wl*l/2
单位宽度上的抗弯模量W=I/y=t^2/6
弹性分析时底板的应力σ=M/W
塑性分析的应力σ=M/(1.5W)=2ρgHL^2/t^2
将ρgH转成以Mpa为单位,G=ρ/1000(液体与水密度比)
ρgH=GH*1000g*10e-6=0.0098GH Mpa
取其许用应力为227.5MPa=33000PSI
代入得到
取安全系数2,则
所以根据公式其推导及假设:
当底板材料的屈服强度与227.5MPa相去甚远的时候,此公式误差很大,不能直接使用。此时可以参照AL5.2.1(AL针对铝制储罐)。L 应大于下数值:
对于API650在计算锚固时还需要确定边缘板的内伸长度,E.6.2.1.1.2-1a, L1=0.01723t*sqrt[Fy/(HGe)],其计算模型和Lm一样。
所以Lm=max(600,L,L1)
3)带型钢支撑的底板
当底板有型钢支撑时,需要按照API650附录I设计. 为了控制两个型钢之间底板的挠度小于1/2的底板厚度,需要确定型钢的间距,如果间距不够时,需要增大底板(中幅板)的厚度,或者缩小间距。
国标计算建议参考API650附录I或者NB/T470003.1-2009 8.13.2. 公式原理相同,不同点在于API用的是屈服强度,NB用的是许用应力,NB更为保守点。
4)罐底图的绘制
由于储罐直径一般比较大,所以经常需要对罐底进行拼接,为了寻找最优的罐底排版,使用最少的钢板拼接底板,经常需要多次绘制罐底图,通过排版比较,找到最优的方案。其绘制过程非常繁琐,而且容易出错。
为了加快罐底的绘制,VCAD开发了储罐罐底的绘图程序。
VCAD罐底板程序说明:
1.程序可以绘制有边缘板,无边缘板,和搭接对接4类储罐底板排版图。生成1:1的图和A1施工图。
2.搭接宽度1是指中幅板与中幅板的搭接宽度,一般为5倍中幅板厚且不小于25;搭接宽度2指中幅板与边缘板搭接宽度,不小于60。
3.其板长板宽一般填写其板幅大小。程序会按照板幅层层排版。
4.建议绘图之前先计算一下。检查边缘板等分长度,此长度要小于输入的边缘板长。
5. 排版应符合GB50128-2005 3.3的要求,如果不符合,需要修改参数重排,得到最好的排版方案。
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