第5章(過程設備設計)

CHAPTERⅤStoringDevice教學重點:臥式儲罐基本結構教學難點:

雙鞍式支座臥式內壓容器設計第五章儲存設備應用舉例特點儲存或盛裝氣體、液體、液化氣體等介質的設備。石油、化工、食品、制藥、輕工、能源、環(huán)保等行業(yè)。第五章儲存設備第一節(jié)概述應用舉例特點氫氣儲罐、液化石油氣儲罐、石油儲罐、液氨儲罐等；燕化煉油廠儲罐區(qū)……第五章儲存設備應用舉例特點儲罐內的壓力直接受溫度的影響；介質往往易燃、易爆或有毒。第五章儲存設備結構形式臥式立式球形儲罐常識石油化工工業(yè)中，儲罐可按照儲存介質的物理狀態(tài)、儲罐形狀、儲罐內部壓力三種方法分類第五章儲存設備介質的物理狀態(tài)儲存氣體的大氣環(huán)境溫度下，儲存接近常壓氣體的儲罐=====氣柜；大氣環(huán)境溫度下，儲存經過加壓的氣體，通常采用臥式、球形儲罐和高壓氣瓶。第五章儲存設備儲存液體的大氣環(huán)境溫度和氣相壓力接近于常壓的條件下，儲存液體（如石油、汽油、煤油、柴油等石油液體產品），一般用立式圓筒形儲罐；當在容量不大于100m3

條件下，也經常用臥罐。大氣環(huán)境溫度下，壓力儲存的液化氣體（如液化石油氣體）容量大于100m3時，通常用球形儲罐；容量不大于100m3時，常用臥罐。在低溫和接近于常壓條件下，儲存液化石油氣，通常用立式圓筒形儲罐。第五章儲存設備介質的物理狀態(tài)儲存固體的稱為料倉儲罐的設計應考慮哪些因素介質性質場地條件液化氣體第五章儲存設備介質性質可燃性飽和蒸氣壓密度腐蝕性毒性化學反應活性等第五章儲存設備介質特性可燃性飽和蒸氣壓密度腐蝕性毒性化學反應活性等可燃性的分類和登記可以在有關消防規(guī)范中查得。第五章儲存設備介質特性可燃性飽和蒸氣壓密度腐蝕性毒性化學反應活性等一定溫度下的密閉容器中，達到氣液兩相平衡時氣液分界面上的蒸氣壓力，隨溫度而變化與容積大小無關第五章儲存設備介質特性可燃性飽和蒸氣壓密度腐蝕性毒性化學反應活性等重力載荷選材的首要依據毒性程度直接影響設備制造技術與管理登記，以及安全附件的配置。第五章儲存設備場地條件環(huán)境溫度—保溫與否室內、外—載荷的影響地基—影響振動頻率，還與基礎的設計密切相關第五章儲存設備盛裝液化氣體介質特性場地特性液化氣體的膨脹性、壓縮性充裝量設計溫度下介質的飽和液體密度溫度過低裝量系數充填量：裝量系數與儲罐實際容積和設計溫度下介質的飽和液體密度的乘積裝量系數：《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定裝量系數不得大于0.95，一般取0.9失穩(wěn)校核第五章儲存設備第五章儲存設備第二節(jié)臥式儲罐一、基本結構1、地面臥式儲罐（一）臥式圓柱形儲罐第五章儲存設備第五章儲存設備2、鞍式支座數量、位置安排、包角選取、標準選用第五章儲存設備(1)數量：一般是雙鞍座支承。置于支座上的臥式容器，如果各支承點的水平高度相同，則采用多支承比采用雙支承好。但對于大型臥式容器，當采用多支座時，如果各支座的水平高度有差異，或地基有不均勻的沉陷，或筒體不直不圓等，則各支座的反力就要重新分配，這就可能使筒體的局部應力大為增加，因而體現不出多支座的優(yōu)點，故對于臥式容器最好是采用雙支座。第五章儲存設備(2)位置安排：將一個支座固定(重量大，配管較多的一側)，其余支座應是活動支座

對于雙支座，A≤0.2L，最大不超過0.25L，且A≤0.5Rm

由彎矩圖知，梁的危險截面在支座上和梁的跨中截面處，與尺寸A/L有關。為使容器受力最好。兩危險截面處的彎矩相等，便可確定A/L的比值。

為充分利用封頭的加強效應

第五章儲存設備(3)、包角大小影響應力分布，也影響系統穩(wěn)定性和重心高低120°，135°，150°

我國標準使用120°和150°第五章儲存設備(4)、標準：A、JB/T4731-2005鋼制臥式容器B、JB/T4712.1～4712.4-2007，《容器支座》內容包括：鞍式支座、腿式支座、耳式支座、支承式支座鞍座標準的選用利用標準選用支座時要充分考慮設計溫度地震設防烈度支座允許載荷是否設有墊板等第五章儲存設備鞍座XXX型號(A,BⅠ，BⅡ,BⅢ,BⅣ,BⅤ)公稱直徑，mm固定鞍座F,滑動鞍座S鞍座材料應在設備圖紙的材料欄內填寫，表示方法：支座材料/墊板材料無墊板時只注明支座材料(5)標準鞍座標記方法第五章儲存設備第五章儲存設備3、圈座：

因自身重量而可能造成嚴重撓曲的薄壁容器；多于兩個支承的長容器;

至少應有一個活動支承結構圈座第五章儲存設備4、地下臥式儲罐：采用目的主要是為了減少占地面積和安全防火距離，或是為了避免環(huán)境溫度對它的影響。1-犧牲陽極2-浮子液面計3-金屬導線4-電線保護測試點5-壓力表6-護罩7-安全閥8-罐裝氣相閥門9-罐裝液相閥門10-排污和倒空管閥門11-罐間氣相連接管12-罐體13-罐間液相連接管14-支座圖5-2地下儲罐結構示意圖第五章儲存設備埋地措施地下室埋土地下支座涂瀝青防銹層或犧牲陽極法地土埋設，達到預期埋土高度第五章儲存設備（二）立式平底筒形儲罐：大型倉儲式常壓或低壓儲壓設備。根據罐頂結構分為固定頂儲罐、浮頂儲罐1、固定頂儲罐：根據錐頂形式劃分：錐頂儲罐拱頂儲罐傘頂儲罐網殼頂儲罐2、浮頂儲罐：

根據錐頂形式劃分：外浮頂儲罐內浮頂儲罐（帶蓋頂儲罐）第五章儲存設備第五章儲存設備第五章儲存設備第五章儲存設備第五章儲存設備第五章儲存設備（三）球形儲罐組合方案分：桔瓣式、足球瓣式和二者組合的混合式之分。1．分類按形狀：圓球形、橢球形殼體層數：單層球殼、多層球殼支承方式：支柱式支座、筒形裙座、錐形裙座第五章儲存設備1．罐體（上、下極板，上、下溫帶板和赤道板）2．支柱3．拉桿4．操作平臺5．盤梯6．附件2、球殼的主要結構第五章儲存設備3、罐體1）純桔瓣式罐體優(yōu)點：球殼拼裝焊縫較規(guī)則，施焊組裝容易，可自動焊。分塊對稱，便于布置支柱，罐體焊縫受力均勻。缺點：球瓣在各帶位置尺寸大小不一，不能互換；下料及成型復雜，板材利用率低，接管多時可能出現接管擁擠，焊縫不易錯開適用于各種容量的球罐。第五章儲存設備2）足球瓣式罐體優(yōu)點：每塊板尺寸相同，互換性好，材料利用率高，焊縫較短，焊接及檢驗工作量小。

缺點：焊縫布置復雜，施工組裝困難，對球殼板的制造精度要求高，只適用于制造容器小于120m3的球罐由尺寸相同或相似的四邊形或六邊形球瓣組焊而成，適用于容積小于120m3的球罐。第五章儲存設備特點赤道帶、溫帶——桔瓣式極板——足球瓣式材料利用率——高焊縫長度——縮短球殼板數量——減少適用于——大型球罐球罐支柱與球殼板焊接接頭——避免搭在一起，球殼應力分布均勻極板尺寸——比純桔瓣式大，易布置人孔及接管3）混合式罐體第五章儲存設備第五章儲存設備桔瓣式和混合式罐體基本參數見-------GB/T17261-------《鋼制球形儲罐型式與基本參數》第五章儲存設備(二)支座：柱式支座和裙式支座

作用用以支承本體重量和物料重量的重要結構部件分類柱式支座裙式支座赤道正切柱式支座結構特點：多根圓柱狀支柱在球殼赤道帶等距離布置，支柱中心線與球殼相切或相割而焊接起來。相割時，支柱的中心線與球殼交點同球心連線與赤道平面的夾角約為100～200。柱式之間設置連接拉桿——穩(wěn)定（風載、地震）優(yōu)點——受力均勻，彈性好，能承受熱膨脹的變形，安裝方便；缺點——球罐重心高，相對而言，穩(wěn)定性差。第五章儲存設備圖5-22支柱結構圖

1-球殼8-可熔塞

2-上部支柱

9-接地凸緣

3-內部筋板10-底板

4-外部端板11-下部支耳

5-內部導環(huán)12-下部支柱

6-防火隔熱層13-上部支耳

7-防火層夾子1、支柱的結構支柱的結構支柱底板端板雙段式單段式第五章儲存設備1、柱式支座：最常用的是赤道正切柱式支座單段式由一根圓管或卷制圓筒組成，其上端與球殼相接的圓弧形狀通常由制造廠完成，下端與底板焊好，然后運到現場與球罐進行組裝和焊接。——主要用于常溫球罐第五章儲存設備——適用于低溫球罐（設計溫度為-20℃～-100℃）；深冷球罐（設計溫度＜-100℃）等特殊材質的支座。上段支柱—-必須選用與殼體相同的低溫材料，一般在制造廠內與球瓣進行組對焊接，并對連接焊縫進行焊后消除應力熱處理，其設計高度一般為支柱總高度的30%～40%左右；下段支柱—-可采用一般材料；上下兩段支柱采用相同尺寸的圓管或圓筒組成，在現場進行地面組對.雙段式支柱結構較為復雜，但它與球殼相焊處的應力水平較低，故得到廣泛應用。雙段式第五章儲存設備我國GB12337《鋼制球形儲罐》標準還規(guī)定支柱應采用鋼管制作；分段長度不宜小于支柱總長的1/3，段間環(huán)向接頭應采用帶墊板對接接頭，應全熔透；支柱頂部應設有球形或橢圓形的防雨蓋板；支柱應設置通氣口；儲存易燃物料及液化石油氣的球罐，還應設置防火層；支柱底板中心應設置通孔；支柱底板的地腳螺栓孔應為徑向長圓孔。第五章儲存設備支柱與球殼的連接直接連接結構形式加托板的結構形式U形柱結構形式支柱翻邊結構形式（三）支柱與球殼的連接第五章儲存設備圖5-23直接連接結構形式圖5-24

加托板的結構型式對大型球罐比較合適可解決由于連接部下端夾角小，間隙狹窄難以施焊的問題第五章儲存設備圖5-25U形柱結構型式圖5-26支柱翻邊結構型式不但解除了連接部位下端施焊的困難，確保了焊接質量，而且對該部位的應力狀態(tài)也有所改善，但由于翻邊工藝問題，故尚未被廣泛采用。特別適合低溫球罐對材料的要求第五章儲存設備支柱與球殼連接端部結構分平板式、半球式和橢圓式三種平板式：易造成高應力狀態(tài)，不常采用。半球形和橢圓形：彈性結構，不宜形成邊緣高應力狀態(tài)，抗拉斷能力較強，推薦。第五章儲存設備（四）拉桿作用類型用以承受風載荷與地震載荷作用，增加球罐的穩(wěn)定性可調式固定式a.單層交叉可調式拉桿b.雙層交叉可調式拉桿c.相隔一柱單層交叉可調式拉桿第五章儲存設備可調式每根拉桿的兩段之間采用可調螺母連接，以調節(jié)拉桿的松緊度可以改善拉桿的受力狀況，從而獲得更好的球罐穩(wěn)定性a單層交叉可調式拉桿b雙層交叉可調式拉桿第五章儲存設備圖5-23相隔一柱單層交叉可調式拉桿C相隔一柱單層交叉可調式拉桿第五章儲存設備固定式拉桿常用鋼管制作，管狀拉桿必須開設排氣孔。拉桿一端焊在支柱加強板上，另一端焊在交叉節(jié)點的中心固定板上。也可取消中心板將拉桿直接十字焊接。固定式拉桿的優(yōu)點：制作簡單、施工方便，但不可調節(jié)。拉桿可承受拉伸和壓縮載荷，大大提高了支柱的承載能力，近年來國外已在大型球罐上應用。圖5-24固定式拉桿1-補強板2-支柱3-拉桿4-中心板第五章儲存設備三．人孔和接管1、人孔的尺寸一般為DN500，設置兩個分別開在上、下極板的中心。檢驗和維修用。作用工作人員進出球罐進行檢驗和維修

球罐在施工過程中，罐內通風、排煙除塵

腳手架的搬運，內件的組裝等若球罐需進行消除應力整體熱處理球罐上人孔——調節(jié)空氣和排煙

下人孔

——通進柴油和放置噴火嘴此時，人孔應設置在上下極板的中心。第五章儲存設備要求

位置及個數——人孔的位置應適當，球罐應開設兩個人孔，分別設置在上下極板上。

大小——人孔直徑必須保證工作人員能攜帶工具

進出球罐方便。球罐人孔直徑以DN500為宜，小于DN500人員進出不便；大于DN500，削弱較大，導致補強元件結構過大。

若球罐必須進行焊后整體熱處理，人孔應設置在上下極板的中心。

人孔的材質應根據球罐的不同工藝操作條件選取。第五章儲存設備結構在球罐上最好采用帶整體鍛件凸緣補強的回轉蓋或水平吊蓋型式在有壓力情況下人孔法蘭一般采用帶頸對焊法蘭，密封面大都采用凹凸面形式第五章儲存設備2．接管：盡量選用和設備相同或相近的材料，盡量布置在上下極板上，以便集中控制。所有接管都需設置加強筋，以增加接管部分的剛性接管結構：一般用厚壁管或整體鍛件凸緣等補強措施提高其強度材料：最好選用與球殼相同或相近的材質；低溫球罐應選用低溫配管用鋼管，并保證在低溫下具有足夠的沖擊韌性；布管位置：球罐接管除工藝特殊要求外，盡量布置在上下極板上，以便集中控制，并使接管焊接能在制造廠完成制作和無損檢測后統一進行焊后消除應力熱處理；加強筋：球罐上所有接管均需設置加強筋，小接管群可采用聯合加強，單獨接管需配置3塊以上加強筋，將球殼、補強凸緣、接管和法蘭焊在一起，增加接管部分的剛性；連接面：球罐接管法蘭應采用凹凸面法蘭。第五章儲存設備（四）附件各類儀表、平臺、梯子、隔熱及保溫裝置等等梯子和平臺的目的水噴淋裝置以及隔熱或保冷設施其它安全附件便于工作人員操作、安裝和檢查控制球罐內部物料溫度和壓力作為球罐附件的還有液面計、壓力表安全閥和溫度計等選用時要注意其先進、安全、可靠，并滿足有關工藝要求和安全規(guī)定。第五章儲存設備（五）低溫儲槽具有雙層金屬殼體的低溫絕熱儲存容器非真空絕熱型真空絕熱型容易產生低溫脆性，在容器的選材、結構設計和制造檢驗等方面采取嚴格的措施，并選擇良好的低溫絕熱結構和密封結構

第五章儲存設備先根據內壓或外壓容器設計方法初步計算厚度校核筒體在附加載荷作用下的周向、軸向強度和穩(wěn)定性考慮支座安裝位置、支座反力和支座的包角的影響，計及各種附加載荷臥式儲罐的計算第五章儲存設備二、設計計算臥式儲罐的計算過程：

給定設計條件：壓力、溫度、直徑、長度、材料等

計算圓筒和封頭的厚度

設置鞍座位置A

計算容器質量、鞍座反力、軸向彎矩(m、F、M1、M2)

計算軸向應力σ1~σ4計算切向應力τ、τh計算周向應力σ5-8

、σ’6三類應力按此順序逐一符合要求，則設計結束。若三類應力中有任何一個不符合許用要求，則需要做相應調整。第五章儲存設備調整方法增加圓筒或封頭厚度調整鞍座位置調整鞍座形式設置加強件、加強板或加強圈第五章儲存設備容器受力分析1.壓力：內壓或外壓2.儲罐重量：圓筒+封頭+附件的總重量3.物料重量：正常操作時=物料重量水壓試驗時=充水重量4.其他載荷：環(huán)境影響下的載荷，如風載、雪載、地震載等臥罐總重量作用的總長度為L'=L+（4/3）H兩凸形封頭折算成同直徑圓筒長度第五章儲存設備(一)載荷分析：將雙鞍座臥式儲罐簡化為長度為L，受均布載荷作用的外伸梁,L是取的切線位置，而不是取的焊縫位置簡化力學模型臥罐總重量作用的總長度為L'=L+（4/3）H兩凸形封頭折算成同直徑圓筒長度1、單位長度的均布載荷支座反力第五章儲存設備2、豎向剪力和力偶M1)、封頭本身和封頭中物料重力等效為作用在梁端點的剪力和力偶。第五章儲存設備封頭本身和其中物料的總量作用在其重心上凸形封頭（包括物料）重心近似到封頭切線距離凸形封頭（包括物料）重量近似在簡支梁端點的等效載荷為剪力：力偶：第五章儲存設備2)液體靜壓力及其合力在梁端點的力偶圖5-4液體靜壓力及其合力罐內充滿的液體對平板封頭有一向外的水平推力，其力矩近似：其他封頭計算形式不同，對于球型封頭該力偶不存在，m2=0對橢圓形、碟形封頭，略去差異，對其他凸形封頭的推力力矩均簡化為為第五章儲存設備3）所以梁端點的力偶為：第五章儲存設備所以此時梁受力情況為：均布載荷端點處剪力端點處力偶第五章儲存設備第五章儲存設備（二）筒體內力1、彎矩：第一部分力偶、第二部分剪力、第三部分支座反力、第四部分均布載荷M1為正值時，表示上半部筒體受壓，下半部分受拉(1)圓筒在支座跨中截面處的彎矩第五章儲存設備(2)、圓筒在支座截面處的彎矩M2一般為負值，表示筒體上半部受拉伸，下半部受壓縮。第五章儲存設備2、剪力(1)支座離封頭切線距離A＞0.5Ri，外伸圓筒和封頭兩部分的重量應該考慮，所以(2)支座離封頭切線距離A≤0.5Ri，可以忽略外伸圓筒和封頭兩部分的重量，所以V＝F只考慮支座截面上的剪力，因為支座跨距中點處截面的剪力等于0第五章儲存設備（三）、圓筒應力計算和強度校核（1）圓筒上的軸向應力及校核（2）支座截面處圓筒和封頭上的切向切應力和封頭的附加拉伸應力及校核（3）支座截面處圓筒的周向彎曲應力（4）支座截面處圓筒的周向壓縮應力（5）周向彎曲應力和周向壓縮應力的強度校核圓筒周向應力第五章儲存設備1、圓筒上的軸向應力除支座附近截面外，其他各處圓筒在承受軸向彎矩時，仍然可以看成抗彎截面模量為πRiδe的空心圓截面梁，而并不承受周向彎矩的作用。如果圓筒不設加強圈，且A>0.5Ri，由于支座處截面受剪力作用而產生周向彎矩，在周向彎矩的作用下，導致支座處圓筒的上半部發(fā)生變形，產生所謂“扁塌”現象，見圖5-5?！氨馑币坏┌l(fā)生，那么支座處圓筒截面的上部就成為難以抵抗軸向彎矩的“無效截面”，而剩下的圓筒下部截面才是能夠承擔軸向彎矩的“有效截面”?！氨馑爆F象2（三）筒體的應力計算與強度校核第五章儲存設備齊克據實驗測定結果認為，與“有效截面”弧長對應的半圓心角Δ等于鞍座包角θ之半加上β/6，即圖5-5“扁塌”現象第五章儲存設備最大合成應力發(fā)生在截面最高點或最低點最高點最低點p為正壓時，σ為拉應力，最大應力為正應力，出現在截面最低點，p為負壓時，σ為壓應力，最大應力為壓應力，出現在截面最高點。1、圓筒上的軸向應力(1)跨中截面上筒體的最大軸向應力工作壓力P產生的軸向應力：

軸向彎矩產生的軸向應力最高點（壓縮應力）最低點（拉伸應力）（5-6）（5-7）第五章儲存設備當圓筒在鞍座平面上沒有加強圈且不被封頭加強(A≥Ri/2)時，σ3位于水平中心線處，即距垂直線夾角為

不存在扁塌現象時，存在扁塌現象時（2）支座截面處的軸向應力：a、位置：

當圓筒在鞍座平面上有加強圈或被封頭加強(A<Ri/2)時，軸向拉伸應力σ3位于橫截面最高點

A、支座截面處由于軸向彎矩引起的軸向拉伸應力：

第五章儲存設備

●

●●

●

●b、大?。?/p>

第五章儲存設備B、支座截面處圓筒由軸向彎矩引起的軸向(壓縮)應力σ4位置始終處于截面最低點（2）支座截面處的軸向力：

●

●●

●

●第五章儲存設備=（5-9）其中K1、K2分別是因扁塌效應而使圓筒整截面抗彎斷面系數減少的折扣系數，與鞍座包角大小有關第五章儲存設備操作壓力引起的薄膜應力及軸向彎矩產生的軸向拉伸(壓縮)應力進行疊加（式中M2為負值）在截面最高點：在截面最低點：其中K1、K2分別是因扁塌效應而使圓筒整截面抗彎斷面系數減少的折扣系數，與鞍座包角大小有關第五章儲存設備(3)筒體軸向應力的校核已計算得到筒體上最大軸向應力有σ1、σ2、σ3、σ4圓筒上的軸向應力由兩部分組成，即壓力及軸向彎矩引起的軸向應力疊加，此時應根據容器的不同工作條件進行組合，求出最大拉應力和最大壓應力。拉伸應力壓縮應力≤￠[σ]t≤[σ]cr

≤[σ]t第五章儲存設備在操作工況、試驗工況和充水工況下，臥式儲罐所受的載荷并不相同，應分別進行筒體應力計算和強度校核：A.對于操作狀態(tài)應滿足下列條件：a、計算得到σ1~σ4

，取出最大拉應力（最大正值）：b、計算得到σ1~σ4

，取出最大壓應力（最小負值）：B.對于水壓試驗狀態(tài)應滿足下列條件：a、充滿水未加壓時,計算得到σ1~σ4

，取出最大壓應力（最小負值）b、加壓狀態(tài)下,計算得到σ1~σ4

，取出最大拉應力（最大正值）第五章儲存設備σ1－b1點σ2－b2點σ3－a1點σ4－a2點第五章儲存設備也即

對于1、4兩點，非操作狀態(tài)時比操作狀態(tài)時大；而2、3(3')兩點則是操作狀態(tài)時比非操作狀態(tài)時大。

4（壓）2（拉）

3（拉）1（壓）

3'第五章儲存設備第五章儲存設備2．筒體和封頭的切向剪應力及校核剪力在支座截面處為最大，該剪力在圓筒中壁引起切應力，其大小視鞍座包角及筒體剛性（即是否有加強）而異，分別有三種情況：第五章儲存設備(1)筒體有加強圈，但A＞0.5Ri，僅考慮加強圈加強作用。不存在扁塌現象,整個截面承受剪應力截面上的切向剪應力分布呈正弦函數關系,在水平中心線處有最大值。

ABτ最大值在A、B位置，即φ=90°和270°時第五章儲存設備(2)筒體未被加強：A＞0.5Ri，A＜0.207L承受剪應力有效截面的范圍：此時的K3和前面及后面的K3數值都不同AB最大切應力在

處當o120=θ、o135、o150時，可對應求得=K31.171、0.958和0.799第五章儲存設備(3)筒體被封頭加強(即A≤0.5Ri)而當(即鞍座底部)時，切應力為0。

在鞍座邊角處

鞍座邊角以上筒體的切向剪應力方向向下，隨角度變化，鞍座邊角以下筒體的切向剪應力方向向上，隨角度變化。圓筒中切應力達到最大CD此時外伸部分重量忽略，由此假設外伸部分無剪力，看右圖當θ分別為120°、135°和150°時，K3=0.880、0.645和0.485。第五章儲存設備4)封頭的切向剪應力封頭對圓筒起加強作用時，即A≤0.5Ri，封頭中的內力會在水平方向對封頭產生附加拉伸應力—我國現行標準中稱為封頭的最大切向剪應力第五章儲存設備

筒體切向切應力的校核：封頭中的切向切應力不用另行校核（由于封頭與圓筒材料均相同，其有效厚度往往不小于圓筒的有效厚度。）切向切（剪）應力的校核封頭對圓筒起加強作用時，需校核封頭的附加拉伸應力和內壓所引起的拉伸應力相疊加的應力值：σh是內壓在封頭中引起的應力當封頭承受外壓時，則上式不必計算內壓引起的拉伸應力。對于橢圓形封頭

對于碟形封頭，

對于半球形封頭，

第五章儲存設備支座截面處圓筒的周向彎曲應力支座反力在支座圓筒截面上引起切應力，支座截面上的切向切應力導致在圓筒徑向截面產生周向彎矩有加強圈、無加強圈、封頭是否加強的周向彎矩M有加強圈、無加強圈、封頭是否加強的抗彎截面模量W周向彎矩引起的周向彎曲應力與周向壓縮應力一同校核3、支座截面處筒體的周向應力+周向應力支座截面處圓筒的周向壓縮應力——由于鞍座作用于圓筒上的載荷導致在支座截面處的圓筒上出現周向壓縮應力第五章儲存設備筒體鞍座截面處的周向彎矩無加強圈或加強圈在鞍座平面內的時候，最大彎矩在鞍座邊角處。加強圈靠近鞍座平面的時候，最大彎矩在靠近橫截面水平中心處。

第五章儲存設備1）支座截面處無加強的圓筒：支座反力產生周向壓縮力P,無加強圈時當時，即在圓筒橫截面的底部,負號表示周向壓縮應力T與切向剪切應力τ方向相反。

這些周向壓縮力均由殼體有效寬度承受(b為支座的軸向寬度)，周向壓縮應力為

未被加強的筒體和被封頭加強的筒體在截面最低處存在最大的壓縮力Tmax

,但在此處不存在周向彎矩Mβ;而在鞍座邊角處存在最大的周向彎矩Mβ,并存在一定的周向壓縮力T,齊克認為,其值可取T=F/4第五章儲存設備1）支座截面處無加強的圓筒支座反力在支座圓筒截面上引起切應力，支座截面上的切向切應力導致在圓筒徑向截面產生周向彎矩，產生周向彎曲應力，周向彎矩在鞍座邊角處有最大值，而在圓筒最低處為0。作用在一有效寬度為l的圓筒抗彎截面上，l的取值與圓筒的長徑比有關。第五章儲存設備第五章儲存設備2、圓筒截面最低點處的周向壓應力l—系數，k=1，支座與圓筒體不相焊；k=0，支座與圓筒體相焊δ—厚度，當無墊板或墊板不起加強作用時，則δ=δe；當墊板起加強作用時，則δ=δe+δreδ

re—鞍座墊板的有效厚度。墊板起加強作用的條件是：要求墊板厚度不小于0.6倍圓筒厚度；圓筒上墊板寬度不小于圓筒有效寬度b2，且墊板包角不小于θ＋12°時，則認為墊板能對圓筒起加強作用，并與圓筒一起承受周向壓縮應力及周向彎曲應力。一般情況下，加強圈（墊板）宜取等于殼體圓筒厚度。（5-16）第五章儲存設備圓筒上周向彎曲應力沿圓筒厚度線性分布，內壁表面為拉，外壁表面為壓,故在強度校核時應和周向壓縮應力相疊加后一切校核。周向彎曲應力和周向壓縮應力疊加后，在一起進行強度校核。3、無加強圈圓筒鞍座處最大周向應力周向彎曲應力和周向壓縮應力兩部分組成

第五章儲存設備3、無加強圈圓筒鞍座處最大周向應力A、鞍座邊角處的最大周向應力σ6（5-17）（5-18）此處周向彎矩最大，存在一定的壓縮應力T，Zick

認為T=F/4δ—厚度，當無墊板或墊板不起加強作用時，則δ=δe；當墊板起加強作用時，則δ=δe+δre，δ2=δe2+δre2δ

re—鞍座墊板的有效厚度。周向壓縮應力和周向彎曲應力兩部分組成

第五章儲存設備注意：由于此時在墊板邊緣處，即θ＋12°處，只有圓筒壁承受周向彎矩和周向壓縮載荷，墊板就不起作用了，所以也相對薄弱(不過此處的周向彎矩已不是周向最大彎矩)

故在鞍座墊板能對圓筒起加強作用的情況下，應按下式校核θ＋12°處即墊板邊緣處圓筒上的組合周向應力：

B、鞍座墊板邊緣處圓筒中的周向應力σ6':3、無加強圈圓筒鞍座處最大周向應力第五章儲存設備周向壓縮應力和周向彎曲應力兩部分組成

（5-19）（5-20）此處的K6是鞍座板包角（θ+12°）的相應值δ—厚度，當無墊板或墊板不起加強作用時，則δ=δe；當墊板起加強作用時，則δ=δe+δre，δ2=