PDF《钢制储罐拱顶加强肋结构设计与优化》

1 3 ) Lm i d d l e = Dc

2 -2*L c f

2 +j*L ? è ? ? ? ÷

1 φ 1≤j≤ m l (

1 4 ) 其中Lm i d d l e为两相邻纵肋间的纬肋弧长. 若Lm i d d l e

15 0

0 >

1,则取满足此式的最小j值, j值代表从j 圈起到ml o n g圈纬向肋弧长大于规范要求,必须加 肋,因此,从j圈起,向外依次加纵向中间肋.如果后面仍然出现中间肋与大纵肋间距大于15

0 0,同上计 算.可以看出,拱顶划分扇形板数量影响中间肋的分布. 此扇形板共需加经向短肋尺寸为 ( m l -j) L1 则所有扇形板经向短肋长度为 Lm p =mf( m l -j) L1 (

1 5 ) 所有纵肋长度为 L1 p =mf ml L1 +mf( m l -j) L1 (

1 6 )

2 .

3 纬向肋长度 由于中心顶板与扇形板搭接长度为L c f ,那么,从里向外依次各圈纬向肋长度由下式求得: 第j圈纬向肋圆展开半径( 相当于未展开时的拱顶弧长) 为Rj=Dc

2 -2*L c f

2 +j L1 1≤j≤ m l (

1 7 ) 第j圈纬向肋弧长为 L j =R j φ= Dc

2 -2*L c f

2 +j L ? è ? ? ? ÷

1 Lp e r i m e t e r / mf / Ld 1≤j≤ m l (

1 8 ) 则所有纬向肋长度和L2 p为: L2 p =3 6∑ m l o n g j=1 L j =3

6 φ∑ m l o n g j=1 R j =3

6 φ ( Dc

2 -2*L c f

2 +j L ? è ? ? ? ÷

1 (

1 9 )

2 .

4 加肋总量 综合以上中心顶板、纵肋和纬肋长度,则所有肋长为: L a =L c p +L1 p +L2 p (

2 0 ) 若肋取某型钢截面积,根据单位长度的质量G [

1 2 ] ,则加肋总质量G a为Wa =G La (

2 1 )

3 加肋结构形式对拱顶稳定性影响分析 通过对肋结构与带肋拱顶稳定性分析,进行参数化编程,寻求其影响规律,并进行优化分析.下面以

50 0 0m3 为例,分析加肋结构形式对拱顶稳定性的影响.结构参数为:上部罐壁直径 D 为2

37 0 0mm,曲 率半径Rd 为2

84 0 0mm,拱顶厚度t为6mm,未加肋拱顶临界压力为9

3 7P a ;

储罐扇形顶板块数为偶数, 中心板直径 Dc 2为21

0 0mm,肋圆直径 Dc 1为19

4 0mm,中心板内井字形肋平行间距L c 为8

0 0mm.

3 .

1 扇形板数与纬向肋圈一定时纬向肋间距对拱顶结构参数影响 当扇形板数量为2 8时,计算可得扇形板弧长为1

11 9 1mm,由于肋间距范围为10

0 0到15

0 0mm,则 纬向肋圈数范围可能为 7, 8, 9,

1 0 和11.当圈数分别为 7, 8, 9,

1 0 和11时,其纬向肋间 距分别对应为15

9 8 . 7,

13 9

8 . 8,

12 4

3 . 4,

11 9

1 . 1和10

1 7 . 3mm,由于扇形板与壁用包边角钢相连,且要求肋不得与包边

4 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 角钢焊接,那么要求扇形板用纬向等间距肋划分后扇形板要有余量,由几何关系可知,纬向肋间距变化范 围为10

0 0~10

1 7时,圈数为1 1,纬向肋间距变化范围为10

1 8~11

9 1时,圈数为1 0,纬向肋间距变化范 围为11

9 2~12

4 3时,圈数为9,纬向肋间距变化范围为12

4 4~13

9 8时,圈数为8,纬向肋间距变化范围 为13

9 9到15

0 0时,圈数为7.以纬向肋8圈为例,间隔5mm 取1 1个样点进行计算,结果如图3所示. 图3 8圈纬向肋时纬向肋间距对拱顶结构参数影响 从图3 ( a ) 可以看出,圈数为8时,中心板长度为定值,与肋间距无关,与中心板内肋间距有关;

随着纬 向肋间距的增加,经向肋间距、经向长肋长度、经向短肋长度、经向肋总长度、纬向肋总长度及肋总长度呈 线性上升趋势. 从图3 ( b ) 可以看出,纬向肋圈数为8时,随着纬向肋间距的增加,与之对应的、肋质量呈近线性上升 趋势,而许用临界压力呈近线性下降趋势. 同理,圈数分别为7, 8, 9,