大型立式圆筒形储罐拱架应力强度计算

内容摘要油品和各种液体化学品的储存设备—储罐，是石油化工装置和储运系统设施的重要组成部分。

近几十年来，发展了各种形式的储罐，但最常用的还是立式圆筒形储罐。

本文设计的即为立式圆筒形储罐。

立式圆筒形储罐需在现场施工，并且外观及内部结构设计上要经济适用，另外在设计的过程中注意储罐所受的自然环境对储罐的影响，如增强储罐的防风、防雪、抗震等功能。

根据储存介质的要求来进行立式圆筒形储罐的选材，本文中储罐的介质为煤油，罐体采用Q235A 钢材。

罐壁结构采用不等厚罐壁，罐底采用设环形边缘板罐底，罐顶采用拱顶结构。

根据施工现场的环境要求及储罐钢材、罐身厚度等参数选择合适的焊接方法及焊接材料，采用埋弧焊及手工电弧焊结合的焊接方法，做到所使用的方法快速简便且耐用。

最后是对储罐整体进行检测。

本文参照压力容器、大型储罐等标准，结合设计经验，着重阐述了大型立式圆筒形储罐的结构设计及焊接工艺设计的要点。

关键词：立式储罐；埋弧焊；手工电弧焊；焊接结构；焊接工艺AbstractOil and various liquid chemicals storage equipment - tanks, chemical plant and oil storage and transportation facilities, an important component of the system. As the vertical cylindrical storage tanks need to site construction, which in appearance and structure design to achieve economical and pay attention to the natural environment of the storage tank storage tank suffered the impact of the design process to be enhanced, to reach wind, snow, earthquake, etc. role. This tank wall structure using ladder-type tank wall, tank bottom edge of plate with circular tank bottom set, tank top with dome structure.Storage medium according to the requirements of the selection of vertical cylindrical tanks, the media in this article for the kerosene tank, tank with Q235A steel. According to the construction site environmental requirements and tank steel, body thickness and other parameters can select the appropriate welding methods and welding materials, this paper combined with submerged arc welding and manual arc welding method, the method used to achieve fast and easy and durable. Finally, the iterative experiments on the overall test.This reference pressure vessels, large tanks and other standards, combined with design experience, focusing on the large vertical cylindrical storage tank structural design and welding process design elements.Keywords：Vertical Tank；SAW；Manual metal arc welding目录（）1 绪论 (1)1.1 立式圆筒形储罐的发展 (1)1.2 Q235A钢材 (2)1.3 埋弧焊 (2)1.4 手工电弧焊 (3)2 立式圆筒形储罐的罐壁设计 (4)2.1 储罐的整体设计 (4)2.2 储罐的强度计算 (4)2.2.1 储罐壁厚计算 (4)2.2.2 储罐的应力校核 (5)2.3 储罐的风力稳定计算 (5)2.4 储罐的抗震计算 (6)2.4.1 地震载荷的计算 (6)2.4.2 抗震验算 (8)2.4.3 液面晃动波高计算 (10)2.4.4 地震对储罐的破坏 (10)2.4.5 储罐抗震加固措施 (10)2.5 罐壁结构 (11)2.5.1 截面与连接形式 (15)2.5.2 罐壁的开孔补强 (17)2.5.3 壁板宽度 (17)3 立式圆筒形储罐的罐底设计 (18)3.1 罐底结构设计 (18)3.1.1 罐底的结构形式和特点 (18)3.1.2 罐底的排板形式与特点 (18)3.2 罐底的应力计算 (20)4 立式圆筒形储罐的罐顶设计 (18)4.1 拱顶结构及主要的几何尺寸 (18)4.2 扇形顶板尺寸 (19)4.3 包边角钢 (25)5 储罐的附件及其选用 (25)5.1 透光孔 (25)5.2 人孔 (25)5.3 通气孔 (27)5.4 量液孔 (27)5.5 储罐进出液口 (28)5.6 法兰和垫片 (28)5.7 盘梯 (28)6 备料工艺 (30)6.1 原材料储备 (30)6.2 钢材的预处理 (31)6.2.1 钢材的矫正 (31)6.2.2 钢材的表面清理 (32)6.3 放样、号料 (32)6.4 下料和边缘加工 (26)6.5 弯曲和成型 (26)7 装备工艺 (28)7.1 整体装配与焊接 (28)7.1.1 装配方法概述 (28)7.1.2 倒装法装配和焊接 (28)7.2 部件装配与焊接 (29)7.2.1 罐底的组装 (29)7.2.2 顶圈壁板的组装 (29)7.2.3 顶板的组装 (29)7.2.4 顶板的组装 (29)7.2.5 罐壁与罐底的连接 (37)7.3 罐壁板组对用卡具 (37)7.3.1 专用卡具的结构与工作原理 (37)7.3.2 操作顺序 (38)8 焊接工艺 (39)8.1 材料焊接性分析 (39)8.2 焊接方法 (39)8.3 焊接材料 (42)8.4 焊接设备··························错误！未定义书签。

常压立式圆筒形储罐抗震设计计算标准对比于胜栓【摘要】探讨了现行国家和行业标准中关于常压立式圆筒形储罐抗震设计的GB 50341-2014、GB50761-2012和SH 3048-1999三个标准,分别介绍了其适用范围和储罐抗震计算方法,其中计算方法涉及了罐液耦连振动基本周期、水平地震剪力、地震弯矩、最大轴向压应力和稳定许用临界应力.通过对比发现,三个标准的适用范围相差不大,计算方法有一定的差别,尤其是稳定许用临界应力的计算方法差别最大.分别利用三个标准的计算方法对10 000 m3储罐实例进行抗震计算,计算结果相差较大,尤其是储罐稳定许用临界应力的大小,导致根据不同的标准进行抗震设计得到的安全性不一致,最后对抗震设计计算提出了建议.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2016(042)005【总页数】4页(P39-41,60)【关键词】储罐;GB 50341;GB 50761;SH 3048;抗震设计【作者】于胜栓【作者单位】中国昆仑工程公司,北京100037【正文语种】中文立式圆筒形储罐是石油化工行业的一种重要存储设备，考虑到石油化工装置的规模越来越大，储罐的大型化发展已经是必然趋势[1-2]。

大型储罐一旦在地震中遭受破坏，必将产生严重后果，故其抗震研究越来越受到工程界关注[3-4]。

现行国家和行业标准中关于常压立式圆筒形储罐抗震设计的规范主要有GB 50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》、GB 50761-2012《石油化工钢制设备抗震设计规范》及SH 3048-1999《石油化工钢制设备抗震设计规范》。

虽然上述三个规范在适用范围以及计算方法上有一定的共性，但是计算的结果却存在差异，有时甚至差异很大[5-6]。

本文针对常压立式圆筒形储罐的抗震设计，对比分析上述三个规范存在的不同点，并以实例进行验证，提出相关的建议。

1.1 GB 50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》[7]该规范为我国国家标准，适用于储存石油、石化产品及其他类似液体的常压和接近常压立式圆筒形钢制焊接油罐的设计，其中规定油罐抗震计算适用于罐壁高度与罐直径比（以下简称高径比）≤1.6，且容积≥100 m3的常压立式圆筒形钢制油罐的抗震计算，适用于抗震设防烈度为6～9度地区的油罐抗震设计，其中设防烈度为6度地区的设备也必须进行抗震设计。

超大型储罐罐体及大角焊缝应力分析软件开发容量较大的储罐一般为立式圆筒形储罐，当其容积超过10万立方米时，习惯上称为超大型储罐。

超大型储罐罐体应力水平及大角焊缝的应力水平是影响超大型储罐安全的重要因素之一。

文章采用ANSYS APDL语言，以超大型储罐罐体及大角焊缝为对象，实现了参数化建模、施加参数化载荷与求解以及参数化后处理结果的显示，从而实现参数化有限元分析的全过程。

然后采用Mirosoft Excel 界面输入数据，并利用Mirosoft Excel VBA语言将APDL所需要的参数信息输出，进行了超大型储罐罐体及大角焊缝应力分析软件的二次开发，从而大大简化有限元分析处理的过程。

在软件中只要输入相应的几何设计参数、材料参数、载荷参数等输入参数，就可以方便地进行罐体及大角焊缝的应力分析。

软件可以对15万至20万立方米的超大型储罐罐体及大角焊缝进行参数化分析，可以计算GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》中所规定的罐体自重、液体静压力、风载荷以及地震载荷等载荷作用下的应力和变形分布情况。

标签：大型储罐；大角焊缝；罐体；应力分析；软件开发大型石油储备设施成为有效快速降低石油储备成本的主要发展趋势。

随着我国石油工业的发展以及国家原油战略储备库项目的实施，储罐的大型化将成为发展的必然趋势[1-2]。

而容量较大的储罐一般为立式圆筒形储罐，当其容积超过10万立方米时，习惯上称为超大型储罐。

近年来，随着国民经济的飞速发展和国家原油战略储备库项目的实施，大型储罐的数量逐年迅速增加，因此，尽快提高超大型储罐的设计和建造水平就成为当前最重要的。

国内外对于超大型储罐研究较多，主要表现在常规大型储罐设计和有限元仿真计算。

常用的设计方法可分为常规设计方法和分析设计方法。

“分析设计方法”是根据压力容器结构的不同失效形式进行应力分类，将分类后的应力按相应的应力强度准则加以限制，以设计出安全可靠、经济的压力容器[3-4]。

大型立式储罐计算1.结构设计：2.承载能力计算：大型立式储罐承受的力主要有罐内液体压力、风载荷、地震力等。

液体压力是主要的载荷，在计算时需要考虑罐壁和罐底的强度和稳定性。

风载荷是罐体受到的风压力，在计算时需要考虑罐体表面积、风速和风压系数。

地震力是由地震产生的水平力，在计算时需要考虑地震加速度和罐体的地震反应。

3.容积计算：大型立式储罐的容积取决于其结构形状和尺寸。

对于圆筒形罐身，可以使用体积公式V=π*r^2*h计算容积，其中r为罐身半径，h为罐身高度。

对于锥形或平底罐底，需要额外考虑底部的容积。

容积计算对于储罐的使用和管理非常重要，通常需要精确计算并定期校验。

4.材料厚度计算：大型立式储罐的材料厚度是保证其结构强度和安全性的重要因素。

材料厚度计算需要考虑储罐的最大内压力、最大外压力、材料的强度参数和安全系数等。

一般来说，材料厚度计算需要满足强度条件、稳定条件和安全条件，同时也要满足相关规范和标准的要求。

5.其他计算参数：大型立式储罐还需要计算其他一些参数，如罐体温度、密封性和防腐蚀措施等。

罐体温度需要考虑储罐内液体的蒸发和凝结情况，以及外部环境温度的影响。

密封性是为了保证储罐内外压力不会互相干扰和泄漏，需要考虑密封材料和结构的选择。

防腐蚀措施是为了延长储罐的使用寿命，需要选择合适的防腐蚀涂层和防腐蚀材料。

综上所述，大型立式储罐计算涉及结构设计、承载能力、容积、厚度等多个方面。

通过合理计算和分析这些参数，可以确保储罐的安全性、可靠性和经济性。

当进行大型立式储罐计算时，需要仔细考虑并遵守相关规范和标准，以确保储罐的设计和使用符合行业要求和安全要求。

注：此处的设计压力应为设计内压，不可等同于按液柱所确定的设计压力。

463.1cm 30.745KPa 0.540KPa1.001.001.38500.00cm 3罐壁筒体的临界压力：5.611KPat min =7.2mm H E =∑H ei=3.48mH ei ——罐壁各段当量高度，m ；H ei =H i （t min /t i ）2.5罐壁各段当量高度如下：罐壁段号实际高度Hi （m ）有效壁厚ti （mm ）当量高度Hei（m ）1223.20.112221.20.133219.20.174215.20.315213.20.446 1.59.20.8171.57.21.50罐壁设计外压： 2.2767KPa 0.60KPa如果：按6.4.9的规定选用。

P 0/3＞[P Cr ]≥P 0/4应设置2个中间抗风圈于H E /3，2HE/3处。

6.1.2.中间抗风圈计算顶部抗风圈的实际截面模数 W=按图实际尺寸计算（近似为T 型钢计算）∵ W>Wz故满足要求应设置3个中间抗风圈于HE/4，2HE/4，3HE/4处。

风载荷标准值P 0=2.25ωk +q=q---罐顶呼吸阀负压设定值的1.2倍∵[Pcr]＞P0，故不需要设置中间抗风圈。

W z =0.083D 2H 1ωkP 0/2＞[P Cr ]≥P 0/3ω0—基本风压值(＜300时取300Pa)βz—高度Z处的风振系数，油罐取μs —风荷载体型系数，取驻点值μz—风压高度变化系数，ωk =βz μs μs ω0P 0＞[P Cr ]≥P 0/2应设置1个中间抗风圈于H E /2处。

以此类推=⎪⎪⎭⎫⎝⎛=5.2m in 48.16][Dt E H D cr P8.771392MPa1罐底部垂直载荷 1.8009613MN A1=πDt 1.7492388m 2翘离影响系数取C L 1.4底部罐壁断面系数10.495433m 358.038423MN.m 9.921098MN.m 综合影响系数C z一般取0.4α=0.450.1404s R=D/212mKc 0.000432δ30.0192m αmax=0.45罐体影响系数Y 1一般取1.1m=m 1Fr5107701.9kg 罐内储液总质量8821592.2kg Fr 0.579其中：D/H1.846153828.98188MPa 199875MPa t------罐底圈壁板有效厚度0.0232mσ1＜[σcr]合格0.472794m 0.026266Tg 0.35s储液晃动基本周期5.3643825sKs=1.095晃动周期系数（据D/H 按表D.3.3选取）m 1=0.25ρπD 2H动液系数（由D/H ，查D.3.4确定）6.2.2.罐壁许用临界应力[σcr ]=0.15Et/D储罐内半径储液耦连振动基本周期Q 0=10-6C z αY 1mg 地震影响系数（据Tc ，Tg ，αmax 按图D.3.1选取）地震影响系数（据Tw ，αmax 按图D.3.1选取）Tw=KsD 0.5α最大地震影响系数E-----设计温度下材料的弹性模量6.2.3.应力校核条件反应谱特征周期（按表D.3.1-1）耦连振动周期系数（据D/H 按表D.3.2选取）距底板1/3高度处罐壁有效厚度6.2.4.罐内液面晃动高度计算：罐内液面晃动高度h v =1.5αR竖向地震影响系数C v （7，8度地震区取1；9度地震区取1.45） N1=（m d +m t ）gZ1=πD 2t/4总水平地震力在罐底部产生的地震弯矩M L =0.45Q 0H 罐壁横截面积（其中t 为底部罐壁有效厚度）总水平地震力在罐底部产生的水平剪力6.2.地震载荷计算：6.2.1.地震作用下罐壁底产生的最大轴向应力T c =K c H （R/δ3）0.5=产生地震作用力的等效储液质量M 56mm 地脚螺栓根径：d 150.67mm D b 24.256m n 48个σs235MPa1920647N16248039N 563479N 3416935N.m 15343260N迎风面积389.70m 2罐体总高16.24m 拱顶高度3.24m1130973N 2500.00Pa 7.2.3.储液在最高液位时，1.5倍计算破坏压力产生的升举力：2171239N16248039N 1800961N300981N A=2016.47mm 2单个地脚螺栓应力：σ=N b /A=149.26MPa每个地脚螺栓的承压面积：σ＜2/3σs，合格7.4.地脚螺栓（锚栓）校核条件：N b =N/n d -W/n dN=Max[N 1，N 2，N 3，N 4]7.2.1.空罐时，1.5倍设计压力与设计风压产生的升举力之和：7.2.2.空罐时，1.25倍试验压力产生的升举力之和：设计风压产生的升举力N w =4M w /D b 设计风压产生的风弯矩M w =ω0A H H’N 2=PπD 2/4+Ne7.3地脚螺栓计算：N 3=P t πD 2/47.2罐体抗提升力计算：地脚螺栓圆直径：地脚螺栓个数：N 1=1.5PπD 2/4+N w 空罐时，设计压力与地震载荷产生的升举力之和地脚螺栓许用应力：地震载荷产生的升举力N e =Aσ7.3.2.单个地脚螺栓所承受的载荷：A H =H'D H'=H 1+H g Hg=Rs(1-COSθ)7.3.1.罐体总的锚固力为7.2.1，7.2.2.，7.2.3所计算升举力中的最大值W ＜N ，由于罐体自重不能抗倾覆力，故需要设置地脚螺栓W=（m t +m d ）g罐体试验压力P t =1.25PN 4=1.5P Q πD 2/47. 地脚螺栓（锚栓）计算地脚螺栓直径：7.1地脚螺栓参数：罐体总重量。

大型立式储罐计算讲义大型立式储罐是工业中常见的一种储存设备，可以用于储存各种液态或气态物质。

在设计和计算大型立式储罐时，需要考虑储存物质的性质、储罐的尺寸和材料等因素。

本文将介绍大型立式储罐的计算方法和一些设计要点，以及如何选择适合的材料。

一、储罐的计算方法1.容积计算：大型立式储罐的容积计算是基于储罐的几何形状进行的。

常见的计算方法有两种，一种是基于几何形状进行的计算，另一种是基于测量数据进行的计算。

基于几何形状的计算方法适用于标准形状的储罐，如圆柱形、球形等。

基于测量数据的计算方法适用于非标准形状的储罐，如矩形、多面体等。

2.强度计算：大型立式储罐在储存物质时需要承受内外压力的作用，因此需要进行强度计算。

强度计算包括储罐的稳定性和抗压能力计算。

稳定性计算主要考虑储罐在载荷作用下的平衡和倾覆问题；抗压能力计算主要考虑储罐的结构强度和破坏形式，以确定其能否承受内外压力的作用。

3.储罐的材料选择：大型立式储罐的材料选择主要考虑储存物质的性质和储罐的使用环境。

一般情况下，储罐的材料应具有优良的耐腐蚀性、高强度和良好的可维修性。

常见的储罐材料有碳钢、不锈钢、高强度合金钢等。

二、大型立式储罐的设计要点1.受力分析：大型立式储罐主要受到内外压力的作用，因此在设计时需要考虑压力分布和储罐的受力情况。

受力分析包括储罐壁板、底板、顶板等的受力情况和变形情况。

2.结构设计：大型立式储罐需要考虑其结构的稳定性和强度。

结构设计包括储罐的支承结构、加强筋、法兰连接等方面。

3.安全设计：大型立式储罐的安全设计是非常重要的，包括安全阀的设置、泄漏防护、火灾防护等方面。

安全设计要根据不同的储存物质和使用环境进行合理的选择和设计。

三、储罐的材料选择大型立式储罐的材料选择是一个关键问题，应根据储存物质的性质和使用环境来确定。

常见的材料有碳钢、不锈钢和高强度合金钢等。

碳钢具有良好的强度和可焊性，但其耐腐蚀性较差，适用于储存一般性质的物质；不锈钢具有优良的耐腐蚀性和可维修性，适用于储存腐蚀性物质；高强度合金钢具有高强度和优良的抗腐蚀性，适用于储存高温高压的物质。

大型立式储罐计算立式储罐是一种常见的用于储存液体和气体的容器，广泛应用于石油、化工、液化气等行业。

在大型立式储罐的设计和计算过程中，主要需要考虑以下几个方面：容积计算、厚度计算、强度计算、支撑结构计算等。

一、容积计算储罐的容积是指储罐内可以储存的液体或气体的总量。

容积计算可以根据储罐的几何形状和尺寸来进行。

常见的储罐形状有圆柱形、球形、锥形等。

容积计算的公式如下：容积=π*r²*h其中，π为圆周率（取3.14），r为储罐的底部半径，h为储存液体或气体的高度。

二、厚度计算储罐的厚度计算是为了保证储罐在储存液体或气体时不发生变形或破裂。

厚度计算需要考虑内外压力、结构材料以及运行温度等因素。

常用的厚度计算方法有平均厚度法、阻滞厚度法等。

具体厚度计算可以通过材料力学性能参数和设计规范来确定。

三、强度计算储罐的强度计算是为了保证储罐在运行过程中可以承受液体或气体的压力载荷。

强度计算需要考虑外部静压、温度应力以及结构材料的强度参数等因素。

常用的强度计算方法有应力透入法、有限元法等。

具体强度计算需要根据材料的性能数据和设计规范来确定。

四、支撑结构计算大型立式储罐通常需要使用支撑结构来保证储罐的稳定性和安全性。

支撑结构计算需要考虑储罐的重量、液体或气体的压力载荷以及地震载荷等因素。

常用的支撑结构形式有柱形支撑、环形支撑等。

具体支撑结构计算需要根据设计规范和结构分析方法来确定。

总结大型立式储罐的计算涉及多个方面，包括容积计算、厚度计算、强度计算和支撑结构计算等。

在进行计算时，需要考虑储罐的几何形状、尺寸、材料的力学性能参数以及设计规范。

合理的计算结果可以保证储罐的稳定性和安全性，满足生产和储存的需求。

基于弹性分析法的大型储罐罐壁应力计算李玉坤;孙文红;段冠;赵宏宁【摘要】运用短圆柱壳挠曲线微分方程,基于变形光滑连续条件,建立用于计算大型储罐罐壁应力的弹性分析法力学模型,推导阶梯厚度壳轴向应力的计算公式,得到详细的计算过程.采用此方法,以容积为15×104 m3大型储罐为算例进行验算,并对有限单元法数值计算结果和现场实测数据进行对比.结果表明,该方法能够较精确地计算罐壁应力,可以为罐壁设计与校核提供参考.%Based on continuity and smoothness conditions of deflection on shell, the mechanical model was established using elastic analysis method for calculating shell stress distribution of large storage tank. The formulas for calculation of hoop and axial stress on stepped thickness shell were deduced by using deflection differential equation of short cylindrical shell. Taking a tank with volume of 15×104 m5 for example, the detailed calculation process of tank shell was provided based on elastic a-nalysis method. Compared the finite element method calculation results with the testing data, the feasibility and effectiveness of the method were verified. The results show that the method can accurately calculate the stress on tank wall, and can provide a reference for the design and checking of the tank wall.【期刊名称】《中国石油大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(036)003【总页数】6页(P159-164)【关键词】大型储罐;弹性分析法;应力计算;短圆柱壳【作者】李玉坤;孙文红;段冠;赵宏宁【作者单位】中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580;中国石油大学储运与建筑工程学院,山东青岛266580;海洋石油工程有限公司,山东青岛266520;中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司,北京100085【正文语种】中文【中图分类】TE972大型储罐是国家战略石油储备的重要装置，目前国内的大型储罐容积大多数为10×104 m3。

圆筒的应力计算公式主要分为轴向应力、周向应力（环向应力）和径向应力。

1. 轴向应力（σa）的计算公式为：
σa=轴向应力(MPa,psi)
pi=管道或圆柱体中的内部压力(MPa,psi)
po=管道或圆柱体中的外部压力(MPa,psi)
ri=管道或圆柱体的内径(mm,in)
ro=管子或圆柱体的外半径(mm,in)
2. 周向应力（σc），也称为环向应力，在管或圆筒壁上的一点上可以表示为：
σc=周向应力(MPa,psi)
r=管道或圆筒壁中点的半径(mm,in)(ri<r<ro)
r=ri时的最大应力(管道或圆柱体内部)
3. 径向应力（σr）的计算公式为：
σr=pR2/2δ
其中，p为压力，R为圆筒半径，δ为圆筒壁厚。

请注意，这些公式适用于不同的情况和材料，使用时应根据具体情况进行选择和调整。

同时，对于具体的工程问题，应咨询专业工程师或进行详细的分析和计算。

关于大型球罐的实验应力数值评估分析作者：拉多万·彼得罗维奇，米罗斯拉夫·日夫科维奇等摘要：本文介绍了使用有限元分析程序和实验测试相结合的球罐设计方式，以便最小化设计时间并验证球罐设计强度。

简要介绍了设计过程初始阶段罐体强度计算的分析程序。

基于分析结果，确定球罐尺寸并建立有限元模型。

有限元分析用于识别具有高应力集中的区域。

有限元结果表明，在球罐支撑点的等效应力值超过屈服应力值，但超过并不显著并且只在非常小的区域内，因此认为整体设计是有价值的。

实验测量验证了有限元分析的结果，不需要在支撑点处对球罐进行补强。

8个月后重复实验得出与原始测量相同的结果，从而证明对球罐支撑点不进行补强的决定。

关键词：应力评估分析; 实验测试; 有限元方法（FEM）; 球罐1. 简介该球罐（图1）属于设计用于储存丁烷，丙烷或中等压力的丙烷-丁烷混合物的稳定高架罐。

[1-3]图1容积1000立方米球罐这些高度易燃气体需要储存在设计得最安全的储罐中[4]。

球罐所受载荷有流体压力，流体静压力[5]和由于其自身重量产生的力。

除了这些恒定载荷，由于风力[6]，雪[7]以及地震载荷[8,9]的作用，可能产生其他载荷。

为了防止这些有害气体的泄漏或发生火灾，检测罐体结构中的损坏是至关重要的[5]。

然而，遵守安全协议的良好的罐体设计可以防止罐体结构中发生临界损坏。

为了确保他们的设计没有缺陷，工程师不能仅仅依靠分析结果，他们还需要通过数值模拟和实验测试验证他们的设计，这就是本文中提出的方法。

简单解释了用于设计球罐的公知分析程序[10]。

使用应力的薄膜状态和旋转表面形式的壳的平衡方程，在平行和子午线的圆的切线方向上薄膜应力的表达式的详细推导在[11]中给出。

分析解决方案用于设计的初始阶段，因为球罐的基本尺寸可以在相对较短的时间内获得[10]，但该解决方案不考虑具有高应力集中区域的特殊性，例如罐与其支撑件之间的连接点，因此需要更详细的数值分析，以确定所提出的设计能满足安全标准。

大型立式储罐计算讲义一、引言大型立式储罐是工业生产中常见的储存介质的设备，其容积一般较大，结构比较复杂。

正确进行大型立式储罐的计算对于其设计和运行非常关键。

本讲义将从储罐的基本结构、力学特性、应力和变形分析以及材料选择等方面进行讲解。

二、储罐的基本结构储罐一般由罐壁、罐顶和罐底组成。

罐壁一般由钢板制成，其厚度与容积大小、介质性质和工作压力等有关。

罐顶是承受介质压力的重要部分，要求具有足够的强度和刚度，一般由锥顶或球顶组成。

罐底主要承受介质重量和容器支撑面积，通常为锥底或平底。

储罐的设计还需考虑悬挂装置、法兰连接和防腐措施等。

三、储罐的力学特性1.内压力：内压力是储罐最主要的力学特性之一，需要通过合理的结构设计和材料选择来满足。

内压力与储罐容积大小、介质性质、工作温度和压力等有关。

2.外力荷载：储罐依靠支撑结构来承担自身重量以及外部荷载如雪、风压等。

外力荷载需要综合考虑储罐的刚度和安全系数，进行合理的设计。

3.地震力：地震力是大型立式储罐设计中必须考虑到的力学特性之一、地震力会使储罐产生较大的振动和变形，容易导致结构破坏和泄漏。

因此，在设计中需要充分考虑地震力，采取相应的抗震措施和提高结构的韧性。

四、储罐的应力和变形分析储罐受到内外压力和外力荷载等的作用下，产生应力和变形。

应力和变形分析是储罐设计中必须进行的重要工作。

1.应力分析：应力分析是根据力学和材料力学原理，对储罐的各个部分进行应力计算和分析。

应力分析可分为静力分析和动力分析两个方面，静力分析主要针对静态作用下的应力分布情况，而动力分析则考虑到动态作用下应力的传递。

2.变形分析：变形分析是根据材料力学原理，计算储罐在受力作用下的形状变化。

变形分析可以通过有限元模拟来进行，得到储罐的变形情况，进一步评估其安全性。

五、材料选择六、总结本讲义主要介绍了大型立式储罐的基本结构、力学特性、应力和变形分析以及材料选择等内容。

在进行储罐设计时，需要全面考虑各个方面的因素，并进行合理的计算和分析，以确保储罐的安全运行和长期使用。