PDF《钢制储罐拱顶加强肋结构设计与优化》

0 ] 为①收稿日期:2

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3 0

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3 基金项目:军队后勤科研项目 储油状况下储罐检测技术研究 资助项目( 油2

0 0

8 0

2 0

8 ) . 作者简介:何旺(

1 9

8 4 ) ,男,辽宁葫芦岛人,博士研究生,主要从事油气储存技术与装备方面的研究. [ P] =0 .

1 E δ

1 .

5 m δ

0 .

5 e / R2 d (

1 ) 式中: E 为弹性模量, P a ;

δ e 为球壳顶板的有效厚度,mm;

δ m 为加筋球壳的折算厚度,mm;

Rd 为球壳的 曲率半径,m. 带肋球壳的折算厚度按式(

2 ) 、式(

3 ) 计算 δ

3 i m =1

2 h i b i Li ( h

2 i

3 + h i δ e

2 + δ

2 e

4 ) + δ

3 e

1 2 - ( 1+ h i b i δ e Li ) δ e e

2 é ? ê ê ù ? ú ú i (

2 ) δ m =

3 δ

3 1 m +2 δ

3 e +δ

3 2 m

4 (

3 ) 式中: h i 为肋板高,mm;

b i 为肋板宽,mm;

L i 为肋间距,mm;

δ i m 为肋与球壳的折算厚度,mm;

e i 为肋 与顶板在所在方向的组合截面形心到顶板中面的距离,mm. e i = b i h i( h i +δ e)

2 ( L i δ e +b i h i) 其中, i =1代表经向, i =2代表纬向;

当δ e= δ m 时所计算的临界压力,即为光球壳的临界压力公式. 图1 拱顶肋布置示意图

2 拱顶加强肋耗钢量分析 带肋拱顶主要由中心顶板和扇形板和肋条组成,如图1所示,肋几何结构如图2所示.截面积大小及形状一定的肋质量 主要由肋长度决定,因而加强肋总长度可从中心板肋长度、经 向肋总长度和纬向肋总长度分析计算可得.

2 .

1 中心顶板肋的长度 中心顶板结构形式如图 2( a ) 所示,左图为中心顶板剖视 图,右面为俯视展开图.中心顶板尺寸参数:中心顶板曲率半径为Rd+ δ e( δ e 在图中用t表示) ,简化为Rd, 中心顶板直径为 Dc 2,中心顶板展开后圆环肋直径 Dc 1,中心顶板单侧板弧长Ld c,中心顶板圆环肋弧长为 Ld c r,中心板内单肋长为Ld c r r,井字形肋平行间距为L c,中心顶板所有肋长为L c p . 中心板内单肋长为 Ld c r r =2 L2 d c r - L c ? è ? ? ? ÷

2 2 (

4 ) 中心顶板圆形肋弧长为 Ld c r =Rd π

1 8

0 a r c s i n DC

1 2 Rd (

5 ) 所有中心顶板处的肋长度为 L c p =4 Ld c r r +2 π Ld c r (

6 )

2 .

2 经向肋长度 经向肋长度由经向长肋长度与经向短肋长度组成,如图2所示.拱顶参数为:共有 mf 个扇形, Ld 为 整个拱顶弧长, L c f 为中心板与扇形板焊接长, Ld c为中心板弧长, L s f 为拱顶与罐壁水平距离, Ld f 为扇形板 弧长, L1 为相邻加强纬肋弧长间距, m l 为扇形板上需要加纬向肋的圈数. Ld =Rd π

1 8

0 a r c s i n Ds -2*L s f

2 Rd (

7 ) Ld c =Rd π

1 8

0 a r c s i n Dc

2 -2*L c f

2 Rd (

8 ) Ld f =Ld -Ld c (

9 ) m l = I NT Ld f L ? è ? ? ? ÷ i (

1 0 )

2 西南师范大学学报( 自然科学版) h t t p : / / x b b j b . s w u . c n 第3 8卷 其中, I NT 是指对数值向下取整. 图2 拱顶几何结构分布图 不同的L1 对应不同的肋个数,因此肋间距对结构承载能力肯定存在影响的.因此可得所有经向长肋 长度为 L l o n g p =mf ml L1 (

1 1 ) 经向短肋弧长:规范要求,若相邻纵肋间距大于1 . 5m,必须在相邻纵肋大于1 . 5m 处所在经向弧长上加

3 第1 2期何旺,等:钢制储罐拱顶加强肋结构设计与优化 设肋以满足规范要求,这里在相邻纵肋之间由于间距过大而加的肋称之为经向短肋. Lp e r i m e t e r =π( Ds -2*L s f ) (

1 2 ) φ=Lp e r i m e t e r / mf / Ld (