大型立式圆筒形储罐的结构设计及焊接工艺设计毕业论文

D—边缘板弯曲刚度D?Et312(1??2)； K—弹性地基系数（一般取为400KN/m2）；

β—罐壁边缘板特征系数，??43(1??2)R2t2。 .83?104Pa D?192?109?153?10?9?P?512(1?0.32)?5.9?104 ??43(1?0.32)3(2112?0.0152?3.16 ?1?41?0.3)112?0.032?2.24 113030.32?2.242M?240(15)?5.83?104?21.033??7.4254?2.244[2?2.24?30(1?0.3)/11?15?1]012.24?1?17?21.033032?2.24?30?0.740(15)11?15?2.77?106N/m2?2.77?106N??2.242?0.3?7.425?9.75?107N

2?2.24?30?0.711?15122?1.38?106P452?5?(8.24?10?14.032)?1.64?10Pa 边缘板上表面的径向应力分布为 ?x?Nt?6?xt2 边缘板上表面的环向应力分布为 ?Ny?t?6?Mxt2 式中?x-边缘板受弯区域内任一点的弯矩，如图3.3所示的力的平衡关系。

3.3）3.4）16

（ （

图3.3 力的平衡关系图

再分别求出0?x?l2及l2?x?l的弯矩Mx ： 25(pl?3M0l)x?Mpx2l0?2 (0?x?2)

8(p?M0)x3?1(17p?12M01pM2l5l2l252l2)x2?plx?5(2?40l2)l (2?x?l)

当x=0时 Mx?Mo?2.77?106N/m

当x=l3?5.83?104?21.0322时 Mx?40?12?2.77?106?3.32?106N/m当x?l时 Mx?0

所以当x=l2时，Mx有最大值且Mx?3.32?106N/m

所以?9.75?1076?3.32?106x?15?152?5.71MPa?2?s?450MPa ?9.75?1076?0.3?3.32?106y?15?152?6.48MPa?2?s?45M0Pa 故均为安全

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4 立式圆筒形储罐的罐顶设计

4.1 拱顶结构及主要的几何尺寸

拱顶罐是目前立式圆柱形储罐中使用最广泛的一种罐顶形式，拱形的主体是球体，它本身是重要的结构，储罐没有衍架和立柱，结构简单，刚性好，承压能力强。

球面由中小盖板瓜皮板组成，瓜皮板一般做成偶数，对称安排，板与板之间相互搭接，搭接宽度不小于5倍板厚，且不小于25mm实际搭接宽度多采用40mm罐顶的外侧采用连接焊，内侧间断焊，中心盖板搭在瓜皮板上，搭接宽度一般取50mm，顶板的厚度为4～6mm。用包边角钢连接的拱顶只有一个曲率，所以又称球顶。这种结构形式在拱顶与罐壁的连接处，（即拱脚）边缘应力较大，为防止油罐破坏装油高度不宜超过拱脚，即拱顶部分不能装油，但球顶罐制作方便，因而得到较广泛的应用[1]。

因此选择拱顶由中心顶板及扇形顶板组成，全部采用搭接形式拱顶顶板厚度为5mm。

拱顶的球面半径一般取Rn=0.8～1.2D

储罐直径D?22m

Rn?1.0D?22m

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图4.1 拱顶机构试图

（

?0 、?、D2 、a、b、根据图4.1可知，

sin?0?D (4.1) 2RnD2 (4.2) 2Rn sin??因为储罐的容积V?3000m3，所以经过查表得到中心顶板的直径D2?2000mm。 结果为：?0?30? ??3? b?30mm a?25mm

4.2 扇形顶板尺寸

扇形顶板块数n最好为偶数，为便于排版扇形顶板块数为偶数n=24。尺寸如图4.2所示

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图4.2 扇形顶板尺寸

展开长度 L?Rn1?180?(?0??)?a?10337 大头弧长 AB??Dn?40?291 9小头弧长 CD??D2n?40?30 2大头展开半径 R1?Rntan?0?a?12677 小头展开半径 R2?Rntan??11 53大头弦长 L2?2RD?n?401sin(?2nR?180?)?2914

1小头弦长 L?D2?n?403?2R2sin(2nR?180)?301

2?

4.3 包边角钢

1、包边角钢与罐顶板之间采用连接较弱，仅需在外侧采用单面连续焊，以保证储罐的密封，焊脚高度不宜大于顶板厚度的3/4，且不大于4mm。

2、根据SH3046规定储罐所应采用最小包边角钢见表4.1。

表4.1 包边角钢最小尺寸

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