管道及儲罐強度設(shè)計題庫

1、管道及儲罐強度設(shè)計（第二次）改動的地方：簡答題第三題，計算題第一題，計算題第十一題名詞解釋1 .工作壓力在正常操作條件下，容器可能達到的最高壓力2 .材料強度是指載荷作用下材料抵抗永久變形和斷裂的能力。屈服點和抗拉強度是鋼材常用的強度判據(jù)。3 .儲罐的小呼吸罐內(nèi)儲液（油品）在沒有收、發(fā)作業(yè)靜止儲存情況下，隨著環(huán)境氣溫、壓力在一天內(nèi)晝夜周期變化，罐內(nèi)氣相溫度、儲液（油品）的蒸發(fā)速度、蒸氣（油氣）濃度和蒸氣壓力也隨著變化，這種排出或通過呼吸閥儲液蒸氣（油氣）和吸入空氣的過程叫做儲罐的小呼吸4 .自限性局部屈服或小量塑性變形就可以使變形連續(xù)條件得到局部或全部的滿足，塑性變形不再繼續(xù)發(fā)展并以此緩解以致

2、完全消除產(chǎn)生這種應(yīng)力的原因。5 .無力矩理論（薄膜理論）假定壁厚與直徑相比小得多，殼壁象薄膜一樣，只能承受拉（壓）應(yīng)力彎曲內(nèi)力的影響，而不能承受彎矩和彎曲應(yīng)力，或者說，忽略這樣計算得到的應(yīng)力，稱薄膜應(yīng)力。殼體厚度中點構(gòu)成的曲面，中面與殼體內(nèi)外表面等距離。7 .安全系數(shù)考慮到材料性能、載荷條件、設(shè)計方法、加工制造和操作等方面的不確定因素而確定的質(zhì)量保證系數(shù)。8 .容器最小壁厚由剛度條件確定，且不包括腐蝕裕量的最小必須厚度。（1）對碳素鋼、低合金鋼制容器：D53800mm時，Smin>2D/1000,且不小于3mm口之3800mm時，6mhi按現(xiàn)場運輸條件確定（2）對高合金鋼制容器：不小于2

3、mm（3） 對封頭：3mi?筒體最小壁厚9 .一次應(yīng)力一次應(yīng)力：由于壓力和其他機械荷載所引起與內(nèi)力、內(nèi)力矩平衡所產(chǎn)生的，法向或切向應(yīng)力，隨外力荷載的增加而增加。10 .儲罐的小呼吸損耗罐內(nèi)儲液（油品）在沒有收、發(fā)作業(yè)靜止儲存情況下，隨著環(huán)境氣溫、壓力在一天內(nèi)晝夜周期變化，罐內(nèi)氣相溫度、儲液（油品）的蒸發(fā)速度、蒸氣（油氣）濃度和蒸氣壓力也隨著變化，這種排出或通過呼吸閥儲液蒸氣（油氣）和吸入空氣的過程所造成的儲液（油品）損耗稱作儲罐小呼吸損耗11耦聯(lián)振動周期和波面晃動周期耦聯(lián)振動周期：罐內(nèi)液體和儲罐結(jié)合在一起的第一振動周期。波面晃動周期：罐內(nèi)儲液的晃動一次的時間融關(guān)振動周期工二罐內(nèi)液體和儲罐結(jié)合在

4、，起的第一振動周期波而晃動周期T/罐內(nèi)儲液的晃動次的時間12壓力容器工藝設(shè)計工藝設(shè)計1 .根據(jù)原始參數(shù)和工藝要求選擇容器形式，要求能夠完成生產(chǎn)任務(wù)、有較好的經(jīng)濟效益；2 .通過工藝計算確定主要尺寸。13機械設(shè)計機械設(shè)計1 .受力部件應(yīng)力分析、選材，確立具體結(jié)構(gòu)形式、強度計算、確定各部件結(jié)構(gòu)尺寸；2 .繪制容器及其零部件的施工圖。工藝設(shè)計L根據(jù)原始參數(shù)和工藝要求選擇容器形式，要求能夠完成生產(chǎn)任務(wù)、有較好的經(jīng)濟效益；2.通過工藝計算確定主要尺寸;機械設(shè)計工受力部件應(yīng)力分析、選材.確立具體結(jié)構(gòu)形式、強度計算、確定各部件結(jié)構(gòu)尺寸：工繪制容器及其號部件的施工圖。14韌性指材料斷裂前吸收變形能量的能力，材

5、料韌性一般隨著強度的提高而降低。15剛度是過程設(shè)備在載荷作用下保持原有形狀的能力，剛度不足是過程設(shè)備過度變形的主要原因之一。韌性;是指材料斷裂前吸收變形能量的能力.材料韌性一般隨著強度的提高而降低。剛度：是過程設(shè)備在載荷作用卜1保持原有形狀的能力.剛度不足是過程設(shè)備過度變形主要原因之一。16 .最低設(shè)計溫度所謂儲罐的最低設(shè)計溫度是指儲罐最低金屬溫度。它是指設(shè)計最低使用溫度與充水試驗時的水溫兩者中的較低值。設(shè)計最低使用溫度是取建罐地區(qū)的最低日平均溫度加13co設(shè)計溫度低于-20C的特殊情況,必須考慮低溫對材料性能、結(jié)構(gòu)形式等方面的影響。設(shè)計溫度等于低于-20C的儲罐，應(yīng)當(dāng)按照低溫儲罐設(shè)計，設(shè)計溫

6、度的下限由特定的工況確定。17 .薄膜應(yīng)力沿截面均勻分布的應(yīng)力，平均應(yīng)力。18 .彎曲應(yīng)力梁、板等結(jié)構(gòu)彎曲產(chǎn)生的應(yīng)力。結(jié)構(gòu)不連續(xù)區(qū)域滿足變形協(xié)調(diào)條件產(chǎn)生的應(yīng)力20.有力矩理論認(rèn)為殼體雖然很薄，但仍有一定的厚度和剛度，因而殼體除拉（壓）應(yīng)力，外還存在彎矩和彎曲應(yīng)力，實際上，理想的薄壁殼體是不存在，即使壁很薄殼體中或多或少存在彎曲應(yīng)力。21旋轉(zhuǎn)薄殼由回轉(zhuǎn)曲面的中間面形成的殼體稱為回轉(zhuǎn)殼體。經(jīng)線：母線在旋轉(zhuǎn)過程中的任一位置。緯線：圓錐法平面與旋轉(zhuǎn)曲面的交線。22名義厚度指設(shè)計厚度加上鋼材厚度負(fù)偏差向上圓整至鋼材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格厚度。即標(biāo)注在圖樣上的厚度。23設(shè)計壓力在設(shè)計溫度下用以確定容器殼體厚度的壓力，

7、其值大于工作壓力。24計算壓力在相應(yīng)設(shè)計溫度下，用以確定元件厚度的壓力，其中包括液柱靜壓力。當(dāng)元件所承受的液柱靜壓力小于5履計壓力時，可忽略不計。25安全系數(shù)考慮到材料性能、載荷條件、設(shè)計方法、加工制造和操作等方面的不確定因素而確定的質(zhì)量保證系數(shù)。簡答題1,簡述油罐基礎(chǔ)沉陷的類型及危害？(1)、均勻沉陷沉陷只有達到很嚴(yán)重的程度時才會造成損壞(2)、整體傾斜不均勻沉陷當(dāng)油罐傾斜時，油面處的平面變成橢圓的。對于機械密封浮頂油罐，其調(diào)節(jié)量較小，可能會把浮船卡住。如采用軟密封時，一般不存在這個問題。(3)、盤形不均勻沉陷罐底周邊的沉降量比中心沉降量一般要小30%-40%這種沉陷也不造成真正威脅(4)、

8、壁板周邊的不均勻沉陷(5)、壁板周邊的局部沉陷此兩類沉陷是最危險的沉陷類型。由于罐壁在垂直方向的剛性是很大的，當(dāng)下部基礎(chǔ)沉陷時就會使罐底與罐壁間的角縫和罐底的邊緣板受力狀況急劇惡化。2,簡述浮頂油罐浮頂設(shè)計必的四個準(zhǔn)則。第一準(zhǔn)則的要求：單盤板和任意兩個相鄰艙室同時破裂(泄露)時浮頂不沉沒。(1)下沉深度不大于外邊緣板的高度，且有一定裕量?？捎孟率奖磉_：h_TT.：式中b3-外邊緣板的高度，m;T-當(dāng)a=0時的下沉深度，mTa-由于a=0而引起的浸沒深度的增加量，m-安全裕量，m（2）下沉深度不大于內(nèi)邊緣板高度，且應(yīng)留有一定裕量?？捎孟率奖硎荆篵i-TT：-g式中：匕-內(nèi)邊緣板的高度，m;g-浮

9、船尺寸，m;第二準(zhǔn)則是在整個罐頂面積上有250mr«的雨水積存在單盤上時浮頂不沉沒。第三準(zhǔn)則為在操作時單盤與儲液之間不存在油氣空間單盤的安裝高度3滿足以下條件：Cmin<C<Cmax（上下限）浮頂?shù)膹姸燃胺€(wěn)定性校核（第四準(zhǔn)則）浮頂除符合前三個準(zhǔn)則的要求外，還要保證在上述條件下，浮頂不會因強度不夠而破壞，也不會因失去穩(wěn)定而失效。3,簡述地震對油罐的破壞效應(yīng)有哪些，簡要分析破壞效應(yīng)產(chǎn)生的原(1)油罐壁板最下一層局部外凸由于地震時在水平加速度的作用下，由于傾倒力矩造成罐壁一側(cè)的壓應(yīng)力超過其臨界壓應(yīng)力值，罐壁屈曲造成的(2)罐壁與罐底間角焊縫開裂地震時水平加速度作用下水平慣性力使

10、角焊縫中的剪應(yīng)力超過其剪切強度極限(3)罐壁板最下一層沿圓周形成圓環(huán)狀凸出由于總體彎曲或結(jié)構(gòu)的梁式作用產(chǎn)生的過大軸向壓力所引起殼體失穩(wěn)，罐內(nèi)液體晃動，可以在罐壁中引起異常大的應(yīng)力，損壞開始的現(xiàn)象之一是沿罐壁上的象足凸鼓(4)罐頂破壞油罐在液位較高的情況下，在地震時由于液面劇烈晃動，浮頂導(dǎo)向桿失靈，扶梯破壞，浮頂來回碰撞，最終導(dǎo)致浮頂沉沒。(5)油罐局部或整體下沉地震時油罐基礎(chǔ)液化，滑坡。(6)管道接頭的破壞地震時儲罐與管道之間的運動不一致4.外浮頂罐有哪些附件，并簡述各附件的功能？(1) 中央排水管中央排水管是由若干段浸沒于油品中的Dg100的金屬軟管。排水管上端，以免一旦排水管或接頭有泄漏時

11、，儲液從排水管倒流到浮頂上來。根據(jù)油罐直徑的大小，每個罐內(nèi)可以設(shè)1-3根排水管(2) 轉(zhuǎn)動扶梯浮頂上升到最高位置時，轉(zhuǎn)動扶梯不會與浮頂上任何附件相碰，當(dāng)浮頂下降到最低位置時，轉(zhuǎn)動扶梯的仰角不大于60度，在浮頂升降的過程中轉(zhuǎn)動扶梯的踏步應(yīng)能自動保持水平。扶梯處于任何位置時，都能承受5KN集中荷載。(3)浮頂立柱浮頂立柱是環(huán)向分布安裝于浮頂下部的支柱，其高度一般可在1.2m-1.8m范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。設(shè)置浮頂立柱的目的有二：一是避免浮頂與罐內(nèi)附件相碰撞。二是便于檢修人員由人孔進入罐底與浮頂之間的空間內(nèi)進行檢修或清掃作業(yè)。(4)自動通氣閥自動通氣閥作用有二：一是發(fā)油避免浮頂下出現(xiàn)真空，以免將浮頂壓壞。二是

12、收油避免在浮頂與液面間出現(xiàn)空氣層。(4)緊急排水口單盤邊緣處(位置通過計算確定)有時還設(shè)置緊急排水口。(5)艙室人孔每個艙室應(yīng)設(shè)置船艙人孔，人孔直徑不小于500mm人孔應(yīng)設(shè)有不會被大風(fēng)吹開的輕型防雨蓋，人孔接管上端應(yīng)高出浮頂?shù)脑试S積水高度。浮頂上至少應(yīng)設(shè)置一個最小公稱直徑為600mmi勺人孔，以便油罐排空后在檢修時進行通風(fēng)、透光和便于檢修人員的出入。(7)導(dǎo)向支柱(無)5 .用圖示法表示壁厚的概念(計算厚度、設(shè)計厚度、名義厚度、有效厚度和毛坯件厚度)，將符號標(biāo)注正確。計算厚度A設(shè)U-厚度必毛坯厚度,jc=G+G二一I:加工減薄量16 .壓力容器設(shè)計需滿足的基本要求？基本要求：(1)足夠強度(2

13、)足夠剛度(穩(wěn)定性)(3) 一定的耐久性(10-12年，高壓容器20年，油罐大于等于20年)(4)可靠的密封性(5)節(jié)約材料、制造方便(6)運輸操作方便7 .塑性、韌性好的材料的優(yōu)點(1)有利于壓力容器加工(2)焊接性能好(3)對缺口、傷痕不敏感，可以緩解應(yīng)力集中的影響(4)不易產(chǎn)生脆性破裂(5)發(fā)生爆炸時能夠吸收爆炸能量8 .油罐大型化的優(yōu)點(1)節(jié)省鋼材：油罐容積越大，單位容積所需的鋼材量越少，投資費用越低；(2)節(jié)省投資：相同庫容下建設(shè)儲罐數(shù)量較少，節(jié)省施工費用；(3)占地面積?。汗夼c罐之間要求0.4D的防火間距，油罐大型化后，油罐間距占用的土地面積大量減少，庫區(qū)總面積減少；(4)便于操

14、作管理：相同庫容下，儲罐大型化后，總罐數(shù)量減少，檢尺、維護、保衛(wèi)等工作量大幅降低；(5)節(jié)省配件和罐區(qū)管網(wǎng)：相同庫容下，儲罐大型化后，總罐數(shù)量減少，閥門、儀表、消防、配件的消耗大量降低；(6)便于實現(xiàn)自動控制：相同庫容下，儲罐大型化后，總罐數(shù)量減少，自動控制的投入和難度大幅降低9 .為什么儲罐壁板有最大厚度的限制儲罐壁板最大厚度的限制是由下面兩個因素引起的。其一是對一定強度的鋼板，由于儲罐容量（尺寸）的增大，壁板厚度需相應(yīng)增加；其二是隨著壁板厚度的增加，為消除壁板在制造和焊接時產(chǎn)生的應(yīng)力，必須進行現(xiàn)場消除應(yīng)力的熱處理措施。目前對儲罐大型化還沒能解決熱處理的問題，為此只有限制壁板的厚度以確保儲罐

15、的安全運行。目前儲罐壁板最大厚度限制在45mme圍以內(nèi)。10 .簡述規(guī)范設(shè)計及其優(yōu)缺點按照工程強度進行應(yīng)力計算，以彈性失效為設(shè)計準(zhǔn)則，以靜力荷載為計算荷載，以平均應(yīng)力為設(shè)計基礎(chǔ)。優(yōu)點：保險系數(shù)大缺點：1、不能對變力進行分析設(shè)計2、彈性失效并不能說明容器已經(jīng)失效3、對某些難以確定的因素取較大的安全系數(shù)來保證安全，增加了材料消耗。11 .簡述薄膜應(yīng)力理論的適用條件1 .回轉(zhuǎn)殼體2 .殼壁厚度無突變；曲率半徑是連續(xù)變化的；材料的物理性能是相同的3 .載荷在殼體曲面上的分布是軸對稱和連續(xù)的，沒有突然變化（殼體幾何形狀及載荷分布的對稱性和連續(xù)性）12 .為什么在壓力容器設(shè)計中要考慮最小壁厚？考慮到安裝和

16、使用的穩(wěn)定性要求，因而有最小厚度要求。油罐的穩(wěn)定性與S2.5/D1.5有關(guān)，所以油罐直徑越大(DT),所用鋼板的最小厚度越厚(8sminT)13 .油罐抗震加固措施有哪些？(1)增加罐底邊緣板厚度(2)增大底層壁板厚度(3)改變油罐的徑高比，即改變D/H(4)加設(shè)錨固螺栓(5)為了防止出現(xiàn)“象足”，可在組合應(yīng)力最大的部位加上預(yù)應(yīng)力鋼筋及墊板14 .油罐基礎(chǔ)的設(shè)計與施工必須滿足以下基本要求(1)基礎(chǔ)中心坐標(biāo)偏差不應(yīng)大于20mm標(biāo)高偏差不應(yīng)大于20mm;(2)罐壁處基礎(chǔ)頂面的水平度：鋼筋混凝土環(huán)梁基礎(chǔ)時，任意10m弧長上應(yīng)不超過士3.5mm在整個圓圈上，不超過士6.0mm;碎石環(huán)梁基礎(chǔ)和無環(huán)梁砂墊

17、層，任意3m弧長上不應(yīng)該超過士3mm整個圓周上，不應(yīng)超過士13mm;承臺基礎(chǔ)，罐壁中心內(nèi)外各150mnm£的環(huán)形面內(nèi)，水平度要求同鋼筋混凝土環(huán)梁基礎(chǔ)；(3)基礎(chǔ)面層為防腐絕緣層(瀝青墊砂層)?；A(chǔ)表面任意方向上不應(yīng)有突起的棱角。從中心向周邊拉線測量基礎(chǔ)表面凹凸度不超過25mm;(4)基礎(chǔ)錐面坡度：一般地基為15%。;軟弱地基應(yīng)不大于35%。基礎(chǔ)沉降基本穩(wěn)定后的錐面角度不小于80%。；(5)儲罐基礎(chǔ)直徑方向上的沉降差不應(yīng)超過表9.3所列的沉降差許可值。沿罐壁圓周方向任意10m弧長內(nèi)的沉降差應(yīng)不大于25mm支承罐壁的基礎(chǔ)部分與其內(nèi)側(cè)的基礎(chǔ)之間不應(yīng)發(fā)生沉降突變；(6)基礎(chǔ)沉降穩(wěn)定后，基礎(chǔ)邊

18、緣上表面應(yīng)高出地坪不小于300mm在地坪以上的基礎(chǔ)中應(yīng)設(shè)置罐底泄漏信號管，其周向間距不宜大于20m每罐最少設(shè)4個，鋼管直徑不宜小于，亦不宜大于；(7)當(dāng)油罐的設(shè)計溫度大95c時，儲罐的基礎(chǔ)應(yīng)適應(yīng)儲罐在高溫下的工作要求；(8)儲罐有清掃孔時，基礎(chǔ)的設(shè)計尚應(yīng)符合清掃孔的要求；15 .改善地基承載力的方法除去不滿足要求的土質(zhì)；采用砂樁，并通過預(yù)加載進行排水?dāng)D密；化學(xué)方法或注射水泥漿使軟地基固化；(粘土)端承樁或摩擦樁；(粘土)振動壓實或振動置換壓實。(砂土)16油罐罐底結(jié)構(gòu)主要包括哪幾個方面？其中邊緣板設(shè)計又應(yīng)注意哪幾個方面？為什么對邊緣板設(shè)計要提出這幾個方面的要求？答：排版的形式，底板的厚度，搭接

19、連接方式注意：邊緣板的尺寸和厚度以及搭接方式，原因是邊緣板的受力比較復(fù)雜。17 .壓力容器按壓力分類分為哪幾類？按壓力大小分類：低壓(L)容器0.1MPa<p<1,6MPa中壓(M)容器1.6MPa<p<10.0MPa高壓(H)容器10MPa<p<100MPa超高壓(U)容器p>100MPa18 .簡述浮頂油罐的浮頂應(yīng)滿足的四個準(zhǔn)則中的第一個準(zhǔn)則，并用數(shù)學(xué)表達式描述該準(zhǔn)則，標(biāo)注公式中各個符號的含義單盤板和任意兩個相鄰艙室同時破裂(泄漏)時浮頂不沉沒。(1)下沉深度不大于外邊緣板的高度，且有一定裕量。4-TT.：式中b3外邊緣板的高度，m;t一當(dāng)a=0時

20、的下沉深度，m;Ta由于a#0而引起的浸沒深度的增加量，m一安全裕量，m(2)下沉深度不大于內(nèi)邊緣板的高度，且應(yīng)留有一定裕量。匕-TT-g匕一內(nèi)邊緣板的高度，m;g浮船尺寸，m19 .簡述浮頂油罐的浮頂應(yīng)滿足的四個準(zhǔn)則中的第二個準(zhǔn)則，并用數(shù)學(xué)表達式描述該準(zhǔn)則，標(biāo)注公式中各個符號的含義答：第二準(zhǔn)則是在整個罐頂面積上有250m誨的雨水積存在單盤上時浮頂不沉沒。設(shè)計允許的積水量為Q2Q=D2ho：g4Q單盤上允許的最大積水重量,N；D一油罐內(nèi)徑，m；P一水的密度，kg/m3;h0-允許的降水量，m,取h0=250mm=ba-T0.TiT2：T。浮船本身的沉沒深度，m；AT1-加上單盤以后浮船下沉增加

21、量，m；T2-由積水量Q引起的浮船下沉增加量，m；A-安全裕量。一般取為100200mm,最小不得低于50mm°20 .什么是容器的最小壁厚？答：由剛度條件確定，且不包括腐蝕裕量的最小必須厚度。21 .簡述浮頂油罐的浮頂應(yīng)滿足的四個準(zhǔn)則中的第三個準(zhǔn)則，并用數(shù)學(xué)表達式描述該準(zhǔn)則，標(biāo)注公式中各個符號的含義答：第三準(zhǔn)則為在操作時單盤與儲液之間不存在油氣空間Cmin<C:二CmaxCmin-單盤安裝位置的下限;Cmax-單盤安裝位置的上限;C-單盤安裝高度PdCmin=T0；1gCm.-單盤安裝位置的下限；Toa為0時的下沉深度，m；P單盤單位面積的重量，pa;Cmax單盤安裝位置的上

22、限；T0-a為0時的下沉深度，m；耳一儲液的密度，kg/m3。P）一單盤單位面積的重量，pa;R-儲液的密度，kg/m3;.-D2/D1。計算題1.30000m外浮頂油罐，內(nèi)裝汽油，密度p1=740kg/m3,已知浮船外徑D=45.6m,Q=40.6m,外邊緣板高度b3=820mm內(nèi)邊緣板高度b1=720mm設(shè)浮艙頂?shù)灼露认嗟?，單盤板厚度S=5mm艙室總數(shù)為m=2Q浮船質(zhì)量為45000kg,單盤加上其一半附件質(zhì)量為55000kg,試按單盤及兩艙室同時破裂泄漏情況，校核其沉沒安全性。（20分）解：1.具體概念等參考：書P212或PPT第十四次課計算步驟歸納如下A按式(6.5)求出按式(6.7)求

23、出k按式(614)求出a按式(616)求出T按式(619)求出L按式(6.2)校核外邊緣板按式(6.力校核內(nèi)邊緣板T0'二45000g=0.182222(D12-D；)：1g-(45.62-40.62)740g44=D2/D1=40.6/45.6=0.89Pd=單盤總重55000g二2Df4JT40.64-=42.5g22、0.89/42.5g-)=(0.005)=0.21-0.89二740ga-8,二m31-3sin281-0.893*一二二2031-0.894筌=0.1037=0.424T0Tl0.18+0.2T=1-a1-0.10370.82-0.72=0.012(D1-D2)2

24、(45.6-40.6)(1-)(12)6(1)(1-0.89)(120.89)Ditan=-45.60.01=0.01236(10.89)取安全裕量：=200mmTT.：=0.424+0.0123+0.2=0.6363m/=0.82m滿足外邊緣板要求TT一-G=0.6363m一0.82-0.72=0.5863:二bi=0.72m2滿足內(nèi)邊緣板要求綜上滿足第一準(zhǔn)則的要求2、球形容器如圖示，半徑為R,壁厚為t,試求下述兩種情況下A、B兩點的徑向和環(huán)向薄膜應(yīng)力（30分）（1）容器僅受氣體內(nèi)壓P作用。（5分）（2）容器充有高度為2R-H高度的儲液，同時液面上方具有氣體內(nèi)壓P0作用，已知儲液密度為p。（

25、15分）（3）充液情況下容器支座處的約束反力。（10分）解：3.拱頂罐，V=30000m3儲液比重G=0.8,H=18.2m內(nèi)徑D=46.0m罐體總質(zhì)量為485402Kg,d1=22mm距離底板1/3高度處壁板厚度d3n=15mmC=1.5mm鋼材為Q235-A,8烈度區(qū)，處于第二抗震設(shè)計組，II類場地土，由建罐地區(qū)及設(shè)防烈度查得設(shè)計基本地面加速度為0.3g,驗算是否符合抗震要求？動液系數(shù)Fi取值D/Hw0,6L0133L52.02.53.0Fr0.8690.7820.710,6630.5420.450.381D/Hw3.54.04.55.05.56.0Fr0.3280.2880.2560.2

26、311210192地震影響系數(shù)最大值Omax設(shè)防烈度789設(shè)防地震基本加速度o.ig0.15g0.2g0.3g0.4gmax0.2303450.450.6750.9特征周期Tg(s)設(shè)計組場地條件IIIIV第一組。,250350,450.65第二組0300400,55075第三組0350450,650.9尤、尤取值DR0.61.01.52.02.53.03.54.04.55.05.56.0K</xl045.144.44.254354.615.025.375.86.26.817.367.91Ks1.0471.0471.0541.0741.1051.1411.1841.231.2771.32

27、41.3711.418(1)福定相關(guān)條件:安全設(shè)討液位：Hw二Hd&205-17,7(E)送層板背姆或二b-00.022-0.0015=0.0205(m)c1距離蹴1/3君相學(xué)宸b=b-C=a015-0.00150.0135(m)33n笠友得:Q235-A:E-1.92xiOSMPa特征周期=0.4(s)-0.675此外：D/Hw二46/17.7二2.60(2)計笥運液瘡既動吉朗工和液面品動周期Tw：亙表存：kc-4.692xl(M(線1錘直法)ks=l.U22(淺笆造為Tc=KJ'E=0.3428(s)TK,而%=Z543(s),.二V7.且丫1工>3.5,3.5xTg

28、、09又,dw(1；)Xamax/w=0.024057<0.05x二0.03375取即/二。375(4)計宜。、卜1八%：EBD/Hw亙得Fu0.4362m=叫F=pVFr=DHvpFr4.m-10259689.9(kg)Qo=。/區(qū)Qj=2.986x107(N)M=0.45。0aMa«237.8MHm(5)、陶定雁界許用應(yīng)力EdKJ=0.15.arr=12.84MPa(6)、抗焉我篁：Cv-1.0,(皈IttSM反)C1*1.4.A=ttDSjaA1=Z96.Z0.785D泣Z=34，Q5=鋤402x9.8T7561NCN.CM5=-+.4乙"ll一鄭MPj,.6&

29、lt;SJJ安全一=L5a7!hAi'-L164慢"t，>H-Hw=0.5，安全渣位不鈾臺要雙（說明：斗后HEP底卜部鬲有OHe-LfirnA輻出）4.一外浮頂油罐，R=30npH=20np罐壁由10層圈板組成，各層圈板厚度均為2.0m。抗風(fēng)圈設(shè)在離上口1.0m處，壁板自上而下的厚度分別為10mm10mm10mim12mim15mim18mim21mm24mm26mm、29mm建罐地區(qū)基本參數(shù)：空氣密度p=1.25Kg/m3,50年一遇最大風(fēng)速V=38m/s,A類地貌，求加強圈的個數(shù)，位置及尺寸。（20分）風(fēng)壓高度變化系數(shù)K,鬲地面或海平面高度的1地面粗糙度類別ABCD

30、5L171.740.62101.3810,740.621S1.521.140.740.62201X3L250.840.62加強圈最小截面尺寸油罐直徑D/m用鋼圈（或同樣截而系數(shù)的型鋼）mmDM2。N100x60x82OVDW36N125x75xK36<L><4KN15()x100xlOL»4HN2OOx100xl2答：(洋情見書本，P253,例9)(1)P-KlxK2xKzx3avKi=1.5K2-2.25Kz=1.63300.5xpxv2«9O2.5/.P4965Pa(2)求Per:8.2.5Pcr=16000x-minTTHexD156min=10mm

31、D=60mm"He：2.5I.z5min.HEj=hlX()6i國氏h(m)&(mm)He(m)12-22222222101102102121.268150.726180.460210.313240.224260.183290.140.,.Hb-83M.Per二1309.4Pa(3)確定兀龍引的個數(shù)與位置:4965(13094Pn=INT(Per第f觀若因:在當(dāng)?shù)跬搀w上離抗風(fēng)回He/秋"He-8.314v4=2.0785<5.區(qū)位于6miMb，故無壬/直，第二付幢屋:在當(dāng)是麻上懸枇：He=2x8.314二4二4.157<5,因位于bm四，故無害折算.第三

32、個力語圖:在當(dāng)曷簡體上電抗風(fēng)用3He例：Hm=3x8.314+4=6.2355>5,因不在于6min上，故至行竟，箕距抗風(fēng)國的文壇際府為：122s5+(62355-5)x()=6.949(m(4)力圈圈尺寸：登表，取10國罪雌洌為20UnmxU>UrnEX5.有圓筒形容器，兩端為橢圓形封頭，己知圓筒平均直徑D=3050nnn,壁厚、=50mn工作壓力p=5.0MPa(沒有問題，無法答題)解；1.求簡討應(yīng)力Ajlf.j,pD22020InJhV.力：b卡=77=一=504xZUnJ)3d戶(J環(huán)向應(yīng)力：,=47=毛亍=誼1(限/編2.求封頭上最大應(yīng)力n/b=2時，汽=101Omm,b

33、=505mm在x=0處P<12x10103GM”、在處%=£=W對=5。團團九=J(2-r>=2x1010x(2-4)=-l()l(4/Jtf)25b-2x20最大應(yīng)力有兩處：一處在橢圓形封頭的頂點，即產(chǎn)0處；一處在橢圓形封頭的底邊，即X曰處如圖3T7a所示。»vmx>iwa/b=y/l時，a=101Omm,b=714mm在x=O處*6尸令(夕=1X梃=7L4("")在“之/處pa2x1010八_a#ri=6=KT=50.5(”cr2xloio-八b0=(2-)=x(2-2)=o2»h12x2()最大應(yīng)力在x=0處，如圖3T7

34、b所示。a/b=3時，a=1010mm,b=337mm在x=0處paa2x1010,-F(力三寸3=.5(")pa2x10102"2x20=50.5(4/勿)paa.2x1010zn勺一“、=(2r)=x(23-)=353.5(/a)23斤2x20最大應(yīng)力在x=a處，如圖3T7c所示。、NimEisUHMZNS3-I7例7網(wǎng)圖(2)6.10萬方油罐，己定半徑R=40m高H=21.5m選用16MnRH料，板高2.0m,該材料強度極限%=490Mpa材料屈服極限為-s=325MPa二900Kg/m,試水密度為P7K=1000Kg/m3,試用變點法確定試水條件下1至2層板壁厚。（

35、20分）第九次課ppt中二b/2.5=196Mpa二b/2.33=210Mpa二s/1.5=216.7Mpa二s/1.33=244MpaSd=min(二b/2.5,Os/1.5)=196MpaS=min(二12.33,二s/1.33)=210Mpa&1油定點=4.9：(H-03)D（1）第一圈板壁厚計算4.90.9(21.5-0.3)80,二42.4mm1960.9a水定點=4.9(21.5-0.3)801960.9=47.1mm4.9(H-0.3)DBi油變點4.9P油HDSd=41.89mm1水變點(1.06-0叫)S=43.37mmHStSt再定點=max（3i油定點,。水定點）

36、=47.1mm“變點=max（用油變點烏水變點）=43.37mma尸min（露定點,。變點）=43.37mm第二圈壁厚計算:0a24.9P油(H2-O3)DSd4.90.9(19.5-。3)801960.9=38.4-i1ai43.3738.4=1.13C、K(K-1)C一IKK=0.06278iJHi=H-、hi=21.5-2=19.5n4Xmin=min0一0一一0.61jR6ai+0.32cHi=1.14775CHi=1.224211.22Jr£=1.22m/40m0.0384=1.512,=1.14775ai4.9：油(H-Xmin)DSd4.90.9(19.5-1.1477

37、5)80二36.7045mm1960.9二每:一每二=38.436.7045=1.6955>0.01第二次試算令0i=36.7045ai、43.37、.：一36.7045ai=1.1816,K(K-1)1KK=0.08641i1Hi=H-、hi=21.5-2=19.5n10.61JR6；+0.32cHi=1.2783xmin=minCHi=1.684995=1.2783.227-=1.22x40父0.0367045=1.478,ai4.9琦(Hi-Xmin)DSd4.90.9(19.5-1.2783)801960.9=36.4434mm二6；一"i=36.7045-36.443

38、4=0.2611>0.01第三次試算令、.：=36.443411A43.37、：；336.4434=1.19cK(K-1)C0.090191K、,KiJHi=H-'、hi=21.5-2=19.5n4xmin=min0.61VRar+0.32cHi=1.2993CHi=1.758705=1.2993、=ai1.22，R司=1.22黑440x0.0364434=1.473,49%(Hi一3二20"19.5-1.2993產(chǎn)80=36.4014mmSd1960.9每：一每/=36.4434-36.4014=0.042其值已經(jīng)很小了，我們就不再往下迭代了。確定第二層壁板變點計算厚

39、度二hiRy2000=1.5184000043.37因為1.375：二,-：二2.625、2="(、i一、)(2.1/1.25)=36.4014(43.3736.4014)(2.11.518/1.25)-42.573mm7.50000m3外浮頂油罐，內(nèi)裝汽油，密度p1=740kg/m3,已知浮船外徑D1=59.6m,Q=53.6m,外邊緣板高度b3=900mm內(nèi)邊緣板高度b1=780mm設(shè)浮艙頂?shù)灼露认嗟龋瑔伪P板厚度S=6mm艙室總數(shù)為m=30浮船質(zhì)量為55000kg,單盤加上其一半附件質(zhì)量為65000kg,試按單盤及兩艙室同時破裂泄漏情況，校核其沉沒安全性。（20分）解：用第一準(zhǔn)則

40、來求b3_TI.：bi_TT；-G.:需求T和T§其余已知1 .T的計算QoTo'=-Q=0.139m，22、一(D一D2):1g4=D2/D1=0.899Pd=單盤重量/±D22=28.842=(Pd/%-、)=0.139m1-2審二2二/m1 -3sin二二2/m8/32=0.0692 -4二T0'T1=0.28m3 .的計算tg：=(b3-b1)/2(D1-D2)=0.01(1-)(12)D1tg：6(1)T：=0.015m4 .校核滿足第一準(zhǔn)則（裕量取0.2m）b3-0.9-TTN，-0.478b1=0.78之T+TF-G+=0.478-g(g>

41、;0)所以安全8.有圓筒形容器，兩端為橢圓形封頭，已知圓筒外徑D=4070mm壁厚8=70mm工作壓力p=6.0MPa(1)試求筒身上的經(jīng)向應(yīng)力和環(huán)向應(yīng)力(2)如果橢圓形封頭的a/b為2,封頭厚度為70mm試確定封頭上最大經(jīng)向應(yīng)力與環(huán)向應(yīng)力。解：1.求筒身上的應(yīng)力經(jīng)向應(yīng)力：二-=2407029.07(MPa)4、470pD24070環(huán)向應(yīng)力：=p-=58.14(MPa)2、2702.求封頭上最大應(yīng)力a/b=2時，a=2035mm1b=1017.5mm在x=0處：paa:-；.一一無(上)二-2、b在x=a處：pa22035仃中=J=220352=58.14(MPa)2702、2702(2居)=

42、b=29.07(MPa)22035-2=-58.14(MPa)2709.一臺浮頂油罐內(nèi)徑60m高18m罐壁由9層2m寬的圈板組成,抗風(fēng)圈設(shè)在離上口1m處，壁板自上而下的厚度分別為l0mm.10mm10mm12mm14mm16mm18mm20mm23mm建罐地區(qū)基本風(fēng)壓=750Pa,A類地貌，求加強圈的個數(shù)，位置及尺寸風(fēng)15高度丁丁系數(shù)人尚地而或海地面一糖度別ABcD514716740.62101.3810*740.62151.S21.140.74201.63l.ZSD.S40.61加強圈最小截囿尺寸油罐宜徑IMn用鋼圈L或3樣截面系數(shù)的型鋼）min20<D<361G<N100

43、x60x8Z125x75xX£150xKKlxlQ上MOO*1OOx12解：（1）求設(shè)計壓力外浮頂=P=K1K2K代0Ki=1.5、K2=2.25風(fēng)壓高度變化系數(shù)Kz由插值法求解1.63-1.52Kz=（17-15）1.52=1.56420-15P=1.5x2.25X1.564乂750=3959（Pa）求臨界荷載Pcr二2.5PCr=164801Tlcrd1.5hemin=-C=10-0.5=9.5mmHei二h一片5、i=He1=1m,He2=2m,He3V2mHe4=1.24m,He5=0.831m,He6=0.5882mHe7=0.434m,He8=0.3313m,He9=0.

44、2317m又HeHei=8.6562m=Pcr=1139.5Pa(3)確定加強圈的數(shù)目與當(dāng)量位置n=INT(R/Pcr)=INT(3959/1139.5)=3應(yīng)設(shè)置三個加強圈圈數(shù)98765432實際位置J量位置1356.247.0717.6598.0«38414加強國當(dāng)量位置7m23644.Q86.492三個加強圈分別設(shè)置在1/4He、1/2He、3/4He處即：He為2.164m、4.328m、6.492m處(4)加強圈的實際位置第一個加強圈：距離抗風(fēng)圈2.164m第二個加強圈：距離抗風(fēng)圈4.328mn-1n-1第三個加強圈L='L(H.Hei)/

45、(*)2.5i1i1、i2.5L=7+(6.492-6.24)乂(13.5/9.5)=7.606m(5)加強圈的型號:D>48m加強圈的截面尺寸為/200X150X1210.受自重作用的球蓋，求M點的。物aQ解：幾何特征：r=r1=Rr=Rsindr=Rcosd:單位面積自重q、壁厚、.;重力是豎直向下的，不能直接套用拉氏方程將q進行分解（按切、法向分解）切向分量：q=qsin:法向分量：qn=qcos由拉氏方程J-qnR:-qRcos以M點做平行圓為分界面取分離體，求表面積dA=2二rds=2RsinRd:<P<P<PA=°dA=02二rds=o2二RsinRd：二A=2nR2cos叩f=2nR2(1-cos中)_2.qA=2二Rq(1-cos)由區(qū)域平衡方程_2._2一一.一二.2二Rsin=-qA=-2二Rq(1-cos)一二二普-(8$：一1)sin帶入拉氏方程；-qRcosqRsin2:(cos:-1)二qR(1-cos:sin2:-cos:)11 拱頂罐，V=10000m3,儲液比重G=0.9,H=14.5m,內(nèi)徑口=30.4成罐體總質(zhì)量為240000Kg,S1=18mm距離底板1/3高度處壁板厚度S3n=12mm