石油化工新型(KMW型)
干式儲
氣柜是我國自主研發的
干式氣柜。KMW氣柜集各種干式氣柜優點于一身,具有耐壓高、維修費用低、重量輕、密封可靠、拱形中央底板不易積水等優點
。但目前我國沒有干式氣柜的
設計規范與
標準,也沒有干式氣柜施工檢驗的規范與標準。
作者設計的氣柜主體為全鋼結構,柜頂高65m,直徑36.5m,容積50000m3。該氣柜用于液化石油氣的存儲,氣柜柜頂為肋型球狀網殼結構,結合相關標準與技術要求,對氣柜柜頂設計進行論證。
1 設計載荷確定
1.1 設計風載荷
計算風壓按公式:W=βKeKW0式中:W—吉林地區風載荷,N/M2;W0—地區基本風壓值,N/m2,吉林地區風壓?。祝埃剑矗担埃危恚?;β—風載荷系數,根據氣柜自振周期T確定,實測自振周期T約為0.35~0.60s,?。裕剑埃担?,由此查取風載系數β=1.45;Ke—風壓高度系數,按表1選取,中間值按內插法求取。
由于氣柜總高為67m,壁板高度為56.8m,按最高處利用插值法取風壓高度系數:
Ke=1.77+(1.86-1.77)/(70-60)×(67-60)=1.833
k—體形系數,對柜頂板做局部計算f/d≤1/4時,k=cos2φ,符號特征見圖1,按該氣柜結構設計方案,可求k=0.85。
按以上條件求得吉林地區的風載荷為:W=1.45×1.833×0.85×450=1?。埃保叮叮常危恚?/div>
1.2 設計雪載荷
在水平投影上柜頂雪載荷按公式:S=C×S0式中:S—柜頂雪載荷;S0—地區基本雪壓,吉林地區雪壓?。罚担埃危恚?;C—柜頂積雪分布系數,在積雪區?。茫剑?,按1/2柜頂平面均布積雪計算,見圖2。
按吉林地區雪壓計算柜頂雪載荷為:
S=C×S0=1×750=750N/m2
1.3 活載荷
柜頂及其支撐結構水平投影面上的施工載荷S1?。叮福罚危恚?;平臺、走道的均布活載荷S2一般不小于2?。矗担常危恚?。
恒載荷包括氣柜本身自重,上部及下部配重塊重;作強度計算時,柜頂有關部分的重力,近似可取下列數值。
柜頂板:板厚δ=3mm時,柜頂板重Ws1=235N/m2;板厚δ=4mm時,柜頂板重Ws1=314N/m2;帶肋殼(板厚δ=4mm時)Ws1=392N/m2。
柜頂頂架:柜頂直徑D≤30m時,柜頂頂架重Ws2=206N/m2;30m<D≤45m時,柜頂頂架重Ws2=294N/m2;45m<D≤65m時,柜頂頂架重Ws2=441N/m2。
2 氣柜柜頂設計與選材
2.1 鋼板及型鋼的選擇
2.1.1 柜頂瓜皮板的選擇
柜頂為靜止結構,在設計時,雪載取半面雪載荷的50%,風載?。玻担?。由于柜頂為內外相通結構,在設計柜頂所受壓力時,應考慮風載、雪載、施工載荷和平臺走道的均布載荷;所以,柜頂設計總載荷為:
P=0.25W+0.5S+S1+S2+Ws1+Ws2
P=0.25×1?。埃保叮叮常埃?times;750+687+2?。矗担常常保矗玻梗矗剑础。常罚罚保担福危恚?。
由于P=4?。常罚罚保担福危恚?le;1.6MPa,所以在選用鋼板時根據低壓氣柜的設計依據選擇。低壓容器的鋼板厚度不應小于3mm。依此,板厚度為:δ=δ0+C1+C2
式中:
δ—鋼板選用厚度;δ0—鋼板設計厚度;C1—鋼板下偏差;C2—鋼板腐蝕裕量。
低壓容器δ0=2mm,C1=0.22mm。且在設計時,鋼板腐蝕裕量C2?。保恚?。鋼板的選用厚度應為δ=2+0.22+1=3.22mm。選用厚度δ=3.5mm的鋼板。
2.12型鋼的選擇
在柜頂焊接時,兩搭接面的尺寸不得小于鋼板厚度的5倍,且不應小于25mm;型鋼的厚度不應小于5mm,焊縫尺寸為8mm,。由于鋼板厚度為3.5mm,則型鋼理論尺寸b0=3.5×5=17.5mm≤25mm,所以?。猓埃剑玻担恚?。型鋼的尺寸為b=25×2+8×2=66mm。
在柜頂拱架中,多選用槽鋼和角鋼作為骨架,選用型號為18a的槽鋼。由于選用槽鋼腰厚d=7mm>5mm,角鋼邊厚d允許下偏差為0.4mm,為了保證角鋼的邊厚,所以選擇d=6mm的7#角鋼。
2.1.3 縱梁數的確定
在設計柜頂結構時,柜頂端設有通風帽,以便于通風和柜內部吊籠升降平臺的
安裝,其直徑為4?。埃埃埃恚?;設計選用的鋼板厚度為3.5mm;縱梁數計算公式如下。
n1=2πd/b式中:n1—縱梁數;d—通風帽直徑;b—鋼板的寬度(代替成型鋼板的弧長)。
由于柜頂直徑30<D≤50m時,縱梁數?。保础保?,求得縱梁數為15、16、17、18;在柜頂梁設計時,為保證梁的受力均勻,梁應為對稱結構,即為偶數,所以最終可選
16或18?。卜N數目的梁結構。經計算n1=18較n1=16更為符合要求,因此?。睿保剑保?。·53