储罐的锚固（下）

很多做储罐的朋友都有很多个关于储罐锚固的困惑，很多都是感觉没有道理的。

1. 同一个储罐，使用TANK计算时，按照API650-2013需要锚固，按照API650-2016设计则不需要锚固。

2. 同一个储罐，按照GB50341-2003设计的储罐不需要锚固，按照GB50341-2014，API650-2013设计的储罐则需要锚固。

3. 为什么锚固的地脚螺栓直径越大，材料越好，螺栓座需要越厚，垫板需要越大。

4. 为什么罐壁最上的壁板越厚，包边角钢越强，反而越需要锚固。

问题3

当储罐需要锚固时，根据API650需要按照5.12.6计算螺栓座。

根据AISI Steel Plate Engineering Data的规定，地脚螺栓座的图示如下图，

地脚螺栓座的筋板盖板垫板要能承受螺栓座设计载荷P。

P的取值为地脚螺栓的最大允许载荷（即把螺栓拉断的载荷）或者1.5倍实际螺栓载荷中（即实际操作中遇到的最大螺栓载荷1.5倍）的小值。

但是在Pvdesk的软件里，P为把螺栓拉断的时的载荷，P=Sy*A=螺栓屈服强度*螺栓面积。

由此可想而知，如果螺栓屈服强度选用大的，螺栓直径想多放点裕量，选用较大直径的地脚螺栓。那么很可能，因为螺栓座设计载荷P值非常大，顶板和罐壁的局部应力会不能承受之重。

这也就是第三个问题，螺栓越大，螺栓座越大，局部应力也越大。而局部应力有时候是加垫板厚度都无法解决的。最可笑的是，储罐经过计算不需要设置地脚螺栓，而一旦因为某些其他原因设置了地脚螺栓，那么必须要设置一个大的地脚螺栓座。

这有点像因为捡了个鼠标垫，而买个笔记本。

遇到算不过，，不要着急，也不要将螺栓直径加大，会适得其反。在不被抬起情况下，应该将螺栓材料用差点或者将螺栓直径降低。

为此对储罐螺栓座做了一个EXCEL的程序，自己手动填写地脚螺栓座设计载荷P，从而使设计更合理。

其实地脚螺栓座的载荷P，可以参考塔器，按照实际的螺栓载荷，而不按照拉断时的载荷。

建议PVdeskTOP在更新的时候，能将其改正过来。

问题4

为什么罐壁最上的壁板越厚，包边角钢越强，反而越需要锚固。

按理来说罐壁厚和锚固有什么关系呢？

以前有结构的问我，为什么我算出来不能把罐抬起来，你们却要设置M56的地脚螺栓。

我问：你怎么算的。

结构同事说：用设计压力*储罐截面积-罐壁和罐顶重量。

我说：你的是正常人想法，标准角度刁钻，正常人想不到。

GB50341-2014按照8种工况来计算是否需要锚固，能否抬起不是用的设计压力，而是用的破坏压力。不是一倍破坏压力，是1.5倍甚至3倍破坏压力。

关于破坏压力的来源请看文章：

储罐设计漫谈-04弱顶和微内压

破坏压力一般都远大于设计压力，比如一台18KPa设计压力的储罐。

其罐壁顶部为6mm时，破坏压力为45.48KPa。

其罐壁顶部为10mm时，其破坏压力为60.16Kpa。

然后根据规范的8种工况，因为不考虑弱顶，所以3倍破坏压力Pf不算，只算1.5倍的破坏压力Pf。

经过计算，6mm顶壁板时，M30地脚螺栓计算合格。

10mm顶壁板时，M30地脚螺栓计算不合格。

原因：顶部筒体厚包边角钢大，包边角钢处的屈服破坏压力上升，规范要求破坏时是不能将罐底抬起，1.5Pf产生的升举力要增加很多，所以地脚螺栓会不够。

PVdesk只按照1.5Pf算还算仁慈，TANK以前强制按照3Pf算，算出来地脚螺栓有大又粗，真是残暴。

就我个人观点，因为储罐一般达不到弱顶，所以第8项基本不用考虑。再者因为破坏压力本身很高，而设备是有安全卸放装置的，当超压时，安全卸放装置起作用，不会要等到1.5倍破坏压力才开启。

况且如上例子，1.5Pf为3.4倍设计压力，这么高的压力作用下，那么罐壁罐底可能要先于罐顶破坏了。

有朋友问破坏压力的公式是什么意思：

其实这个公式很好理解。

(1.5Pf-0.08th)*D*D*785-W3

=1.5Pf*D*D*π/4-πD*D*0.08th/4-W3

=1.5Pf*A-th*钢板密度*A-W3

=1.5倍破坏压力产生的升举力-顶板重量-壁板重量

整理一下逻辑链条：

顶部加厚->Pf上升->地脚螺栓直径增加->螺栓座载荷P增加->螺栓座处局部应力增加->罐底壁厚增加

“我们不分手好吗？你不知道我有多么爱你！”男人恳求

“你不知道，我马上就要生日了”女人幽幽的说。

“我知道，我一直记得”

“你不知道，我需要一个大蛋糕”女人望着远方

“好，我马上去买”

“唉，你还是不知道，一个大蛋糕需要一辆大车运回来，吃不完需要一个大的冰箱，一个大的冰箱要放在一个大的厨房，一个大的厨房必需要一个大的房子，你懂吗？”

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