储罐直径（m） 加强环尺寸 L125×80×8
备注
采用其他形状的截面，其断面系数应相同
20?D?36
2.5 罐壁结构
2.5.1 截面与连接形式
罐壁为一个圆筒形的钢板焊接结构，由于该罐壁是不等厚度的且较厚，因此各板之间采用对接，即所有的纵向焊缝及环焊缝均采用对接，这样可以减轻自重。
罐壁的最下圈通过内外角焊缝与罐底的边缘板相连，最上部一圈包边角钢，这样既可以增加焊缝的强度，还可以增加罐壁的刚性。
在液压作用下，罐壁中的纵向应力是占控制地位的。即罐壁的流度实际上是罐壁的纵焊缝所决定的。因而壁板的纵向焊接接头应采用全焊透的对接型[1]。常见的罐壁纵向焊接接头如图2.1所示。
图2.1 罐壁纵向焊接接头形式(图要换，焊缝剖面线错误，两侧母材的剖面线方向是不同的)
为减少焊接影响和变形，相邻两壁板的纵向焊接接头宜向同一方向逐圈错开1/3板长，焊缝最小间距不小于1000 mm。底圈壁板的纵向焊接接头与罐底边缘板对接焊缝接头之间的距离不得小于300 mm。以内径为基准的对接如图2.2。
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图2.2 以内径为基准的环向对接接头形式(图要换，焊缝剖面线错误)
底层壁板与罐底边缘板之间的连接应采用两侧连续角焊。在地震设防烈度不大于7度的地区建罐，底层壁板与边缘壁板之间的连接应采用如图的焊接形式，且角焊接头应圆滑过渡，而在地震小于7度的地区可取K2=K1。
图2.3 底层壁板与边缘板的焊接
2.5.2 罐壁的开孔补强
罐壁上的开孔可为圆形，椭圆形，当开设椭圆形时，孔的长径与短径之比应不大于2.0，其长轴方向最好为环向。开孔补强计算采用等面积法，当孔直径D≤100mm时，可不考虑补强。
罐壁开孔按管补强板外缘与罐壁纵向焊接接头的距离不得小于250mm，与环向焊
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接接头之间的距离不得小于100mm。
2.5.3 壁板宽度
壁板宽度越小，材料就越省。但环向接头数就越多，增加安装工作量。我国一般取壁板厚度不小于1600mm。
3 立式圆筒形储罐的罐底设计
3.1 罐底结构设计
3.1.1 罐底的结构形式和特点
采用倒圆锥形罐底。这种罐底及其基础成倒圆锥形。中间低四周高，罐底坡度一般取2%—5%。随排除污泥杂质，水分的要求高低而定。在罐底中央焊有集液槽，沉降的污泥和存液集中与此，由弯管自上或由下引出排放[1]。
这种罐底形式的特点如下：
1、 液体放净口处于罐底中央。不管日后罐底如何变形，放净口总是处于罐底的最低点，这对排净沉降的杂质，水分，提高储存液体的质量十分有利。 2、因易于清洗，对于燃料油罐可以不再设置清扫孔。
3、倒圆锥形罐底可以增加储罐容量，储罐直径越大，罐底坡度越陡，可增加的容量越多。
4、因较少形成凹凸变形和较少沉积，可以改善罐底腐蚀状况。
5、罐底受力比较复杂，储罐基础设计，施工要求比正圆锥形罐底更加严格。
3.1.2 罐底的排板形式与节点
罐底的排板形式根据储罐大小，控制焊接变形等制造工艺决定。对于直径大于12.5m的储罐，罐底外缘受罐作用力及边缘力较大，故底板的外周比中部厚。易采用如下排板方法。如图3.1
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图3.1 罐底排版图
边缘板之间的焊接采用对接结构，边缘板与中幅板之间以及中幅板之间的焊接采用搭接（到底是搭接还是对接）焊结构如图3.2，选择对接焊工艺。焊缝下面应紧贴垫板，垫板厚度应不小于4mm，宽度不小于50mm，以改善焊接质量，加强焊缝，减少腐蚀。当边缘板厚度不大于6mm焊接可不开坡口，但焊缝间隙应大于6mm。当边缘板厚度大于6mm应开V型坡口。
图3.2 加垫板的V型破口图
罐底排板选择带垫板的单面焊对接结构。与采用传统的搭接焊相比，对接焊强度高，能保持罐底平整，节省罐底材料。但要求严格，施工不如搭接焊方便。
罐底与罐壁底圈的内外交焊缝均采用连续焊，焊接高度等于罐底的边缘板厚度。当边缘板厚度大于等于10 mm时，为改善受力情况避免应力集中，采用如图（图几没标出来）所示的角焊方法。
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根据储罐的直径为D=22 m，中幅板厚度取10 mm。因为底圈罐壁板厚度为30 mm，环形边缘板厚度取15 mm。罐壁内表面至边缘板与中幅板之间的连接焊缝的最小距离为700mm。底圈罐壁外边面沿径向至边缘板外缘的距离为80mm。
3.2 罐底的应力计算
中幅板的薄膜力
2N?2M0?1?ML0 2???) 1(1?1Rt0
罐壁与边缘板之间的约束弯矩 11?2132?1L0240(t)?l3??4?4(12???1(1?M)?1)1MRt00?1 ??117l?112???M)?40(t)31(11?Rt0式中t—边缘板厚（mm）；
?3(1??2)1—罐壁第一圈壁板特征系数，?1?4R2?2；
1 ?—泊松比，0.3；
R—储罐半径，11m；
?1—储罐第一圈厚度，30mm；
t0—中幅板的平均厚度，10mm；
L0—底板上的液压高度，7.425m；
P—作用在罐底上的储液压力，P=?gL0；
?—储液密度，800Kg/m3 ；
l—边缘板受弯宽度，21.03m；
3.1） 3.2） 15
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大型立式圆筒形储罐的结构设计及焊接工艺设计毕业论文
