法兰计算.xls
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ASME-1附录2中文版PDF386垫片系数按表2-5.1查m3垫片的单位压紧力按表2-5.1查yMPa69垫片接触面的内径mm340垫片接触面的外径mm370查表2-5.2,垫片基本密封宽度bomm7.50转换系数Cb2.5表2-5.2下方,垫片有效密封宽度bIFbo6mmmm6.85垫片反力载荷作用位置处的直径GIFbo6mmmm355垫片反力载荷作用位置处的直径GIFbo6mmmm356.3069361垫片反力载荷作用位置处的直径Gmm355预紧状态下所需的最小垫片压紧力3.14bGyN526596.2138设计内压力PN2.51总的端部静压力H=0.785G2PN248313.3588操作状态下所需的最小垫片压紧力Hp=2b3.14GmPN114935.3475所所需需的的螺螺栓栓载载荷荷预紧状态下需要的最小螺栓初始载荷Wm2=3.14bGyN526596.2138操作状态下需要的最小螺栓初始载荷Wm1=H+HpN363248.7063常温下螺栓许用应力SaMPa138设计温度下螺栓许用应力SbMPa138预紧状态需要的螺栓总横截面积Am2mm23815.914593操作状态需要的螺栓总横截面积Am1mm22632.237002需要的螺栓面积Ammm23815.914593螺栓数量n16螺栓小径mm20.752螺栓实际总横截面积Abmm25411.651007预紧状态螺栓设计载荷WN636702.0264操作状态螺栓设计载荷WN363248.7063螺栓中心圆直径Cmm410预紧状态法兰总力矩MON.mm17509305.73预紧状态法兰总力矩MO垫片系数m3垫片比压力y69垫片接触面的内径340垫片接触面的外径370垫片基本密封宽度bo7.50转换系数2.53垫片有效密封宽度b6.93垫片压紧力作用中心圆直径DGIFbo6.4mm355垫片压紧力作用中心圆直径DGIFbo6.4mm356.1426193垫片压紧力作用中心圆直径DG355筒体端部结构,参考GB150预紧状态下需要的最小垫片压紧力Fa=3.14DGby532915.3684设计内压力Pc2.51F=0.785DG2Pc248313.3588操作状态下所需的最小垫片压紧力Fp=6.28DGbmpc116314.5717所所需需的的螺螺栓栓载载荷荷预紧状态下需要的最小螺栓初始载荷Wa=Fa532915.3684操作状态下需要的最小螺栓初始载荷Wp=F+Fp364627.9305室温下螺栓材料的许用应力b137设计温度下螺栓材料的许用应力bt137预紧状态下需要的最小螺栓面积Aa3889.8932操作状态下需要的最小螺栓面积Ap2661.517741需要的螺栓面积Am3889.8932螺栓数量n16螺栓小径20.752螺栓实际总横截面积Ab5411.651007Yes预紧状态螺栓设计载荷W637155.7781操作状态螺栓设计载荷W364627.9305螺栓中心圆直径Db410预紧状态法兰总力矩MO17521783.9法兰内径Di320作用于法兰内径截面上的内压引起的轴向力FD201763.84内压引起的总轴向力F与内径截面上的轴向力FD之差FT46549.51875螺栓直径dB24主螺母高度a26.4主螺母外接圆直径D40.8筒体端部密封面外直径D2370筒体端部外径最小值DO453.2实际筒体端部外径DO458Yes螺孔有效螺纹深度最小值h136实际螺孔有效螺纹深度h145Yes无效螺纹长度10螺孔深度hs55筒体端部结构,参考GB150运运输输工工况况计计算算内容器空重(kg)24000运输卧置时上部珠光砂重量(kg)6990运输时的总质量(kg)30990APAPGESGES4WEQ-4WEQ-1515(5.3.3.1)1515(5.3.3.1)对对储储罐罐公公路路运运输输的的规规定定垂直1.5横向0.3轴向1.5按按垂垂直直状状态态计计算算横拉带支撑点至内壳重心间距离(mm)7908径向支撑至内壳重心间距离(mm)5813横拉带对内壳的总支撑力N1(N)193195.2308径向支撑对内壳的总支撑力N2(N)262822.6192横拉带数量n14径向支撑数量n24每根横拉带承受拉力F1(N)68304.8289每个径向支撑承受的支承力F2(N)185843.6563拉带宽度(mm)120拉带厚度(mm)10作用在拉带截面上的拉应力(MPa)13756.92069075玻璃钢外径(mm)300玻璃钢内径(mm)260玻璃钢横截面面积(mm2)17592.91886玻璃钢管受压应力(MPa)10.56354876玻璃钢管许用压应力(MPa)246/3=82单个玻璃钢管承受弯曲力(N)92921.82814玻璃钢管弯曲力臂长度(mm)274玻璃钢管抗弯截面模量(mm4)1155268.338玻璃钢管的弯曲应力(MPa)22.0386728玻璃钢管的许用弯曲应力(MPa)运输时拉带承受沿筒体轴向的惯性力(N)456017.85运输时由于筒体轴向惯性力,拉带承受的剪切应力(MPa)95.00371875吊吊带带地地震震、操操作作工工况况计计算算(ASCE7-05)(ASCE7-05)装载介质重量(kg)91790内容器及附件的重量(kg)23620内顶封头上部珠光砂重量(kg)2000满载液体时内容器的总重量(kg)1174101Ss0.175S10.071重要系数I1.2响应修正系数R3满载液体时内容器的总重量(N)1151792.1贮罐的空重(kg)59500贮罐的满重(kg)151290土壤剖面类型D场地系数加速度Fa表11.4-11.6场地系数速度FV表11.4-22.4长过渡周期TL(s)12基本周期T(s)0.321636507短周期光谱响应加速度的最大值SMS0.281秒周期光谱响应加速度的最大值SM10.1704短周期内设计地震光谱响应加速参数SDS0.1866666671秒周期内设计地震光谱响应加速参数SD10.1136地震响应系数Cs0.074666667地震响应系数Csmin(S10.6)0.01地震响应系数Csmin(S10.6)0.0142地震响应系数Csmax(TTL)0.141277495水平地震载荷Eh(N)77571.82944垂直地震载荷EV(N)38785.91472质心离地高度(mm)10500基础面水平地震弯矩(N.mm)814504209.1风风载载荷荷计计算算(ASCE7-05)(ASCE7-05)基本风速(mph)120基本风速(m/s)52.8重要度系数I1.2风定向系数Kd(表6-4)0.95地形系数Kzt(6.5.7部分)1第1段风压高度变化系数Kz(Table6-3)0.85第2段Kz0.85第3段Kz0.9第4段Kz0.94第5段Kz0.98第6段Kz1.04第7段Kz1.09第8段Kz1.13第9段Kz1.15第1段风压qz(Pa)1655.968596第2段风压qz(Pa)1655.968596第3段风压qz(Pa)1753.378514第4段风压qz(Pa)1831.306448第5段风压qz(Pa)1909.234382第6段风压qz(Pa)2026.126283第7段风压qz(Pa)2123.5362第8段风压qz(Pa)2201.464134第9段风压qz(Pa)2240.428101外壳外直径(mm)3720D*qz0.5151.3801699D*qz0.5151.3801699D*qz0.5155.7689097D*qz0.5159.1928112D*qz0.5162.5446064D*qz0.5167.4465465D*qz0.5171.4244538D*qz0.5174.5415173D*qz0.5176.0793578风压系数Cf(Fig.6-21)0.8阵风影响系数G(6.5.8部分)0.85外壳第1段(mm)1700外壳第2段(mm)2900外壳第3段(mm)1500外壳第4段(mm)1500外壳第5段(mm)1500外壳第6段(mm)3100外壳第7段(mm)3000外壳第8段(mm)2800外壳第9段(mm)1696容器总高(mm)19696投影面积Af1(m2)6.324投影面积Af2(m2)10.788投影面积Af3(m2)5.58投影面积Af4(m2)5.58投影面积Af5(m2)5.58投影面积Af6(m2)11.532投影面积Af7(m2)11.16投影面积Af8(m2)10.416投影面积Af9(m2)6.30912风载荷F1(N)7121.194875风载荷F2(N)12147.92067风载荷F3(N)6653.019433风载荷F4(N)6948.709186风载荷F5(N)7244.398938风载荷F6(N)15888.39604风载荷F7(N)16115.09152风载荷F8(N)15592.70629风载荷F9(N)9611.888224总的风载荷F(N)97323.32517风弯矩(N.mm)1017993974外容器内直径(mm)3700外支腿SA-283C的弹性模量Et(MPa)200000外壳的有效厚度(mm)9容器的基本自振周期(s)0.321636507外壳外径(mm)3718外外筒筒体体下下端端的的地地震震载载荷荷、风风载载荷荷计计算算珠光砂重量(kg)6000外筒离地高度(mm)1610质心至外筒体下端距离(mm)8890水平地震载荷(N)偏安全,未扣除外底及外支腿重量74495.41344垂直地震载荷(N)偏安全,未扣除外底及外支腿重量37247.70672水平地震弯矩(N.mm)662264225.5风载荷(N)偏安全取底部97323.32517风弯矩(N.mm)偏安全取底部1017993974外外筒筒体体压压缩缩应应力力的的计计算算(正正常常使使用用工工况况)外筒体抗弯截面模量(mm3)97005433.88外壳截面积(mm2)104869.5044系数A0.000457297查Fig.CS-2得B46除外支腿、外底封头、珠光砂、管路外的重量(kg)偏安全取设备总重57000满载时外筒体下端承受重力载荷的平均压应力(MPa)偏安全取满载重13.918535310.1MPa外压在外罐筒体上产生的轴向压应力(MPa)10.35283844组合压应力(MPa)B24.27137376外外筒筒体体压压缩缩应应力力的的计计算算(地地震震、风风载载工工况况)地震弯矩对筒体下端的弯曲应力(MPa)6.827083793水平地震载荷对筒体下端的水平剪切应力(MPa)0.710362978风载荷对筒体下端的弯曲应力(MPa)10.49419536风载荷对筒体下端的水平剪切应力(MPa)0.928042196垂直地震载荷对筒体的轴向应力(MPa)偏安全,取底部载荷0.369849318地震工况下应力组合(MPa)1.2*B29.19261227风工况下应力组合(MPa)1.2*B31.26750399许用压应力1.2*B55.2地震工况下含剪应力组合(MPa)1.2*0.9*29.22716328风工况下含剪应力组合(MPa)1.2*0.9*31.322545481.2*0.9*116.64外外壳壳轴轴向向应应力力校校核核(地地震震工工况况)按按塔塔器器外压(MPa)0.1外压引起的轴向应力(MPa)10.27777778同方向重力及垂直地震载荷引起的轴向应力(MPa)偏安全取满载及满载时垂直地震载荷计算14.52224671反方向重力及垂直地震载荷引起的轴向应力(MPa)偏安全取满载及满载时垂直地震载荷计算13.78254807弯矩引起的轴向应力(MPa)偏安全取设备底部地震弯矩和风弯矩的大值,这儿风弯矩大10.49419536组合压应力(MPa)1.2*B这儿偏安全,实际风弯矩参与计算时可不考虑垂直地震载荷引起的轴向应力35.29421985组合拉应力(MPa)-3.28835271内内筒筒体体下下端端的的地地震震载载荷荷计计算算珠光砂重量(kg)2000内外底封头间距离(mm)750质心至内筒体下端距离(mm)8140水平地震载荷(N)60200.33376垂直地震载荷(N)30100.16688水平地震弯矩(N.mm)490030716.8内内筒筒体体压压缩缩应应力力的的计计算算(正正常常使使用用工工况况,靠靠吊吊带带上上侧侧)内筒体内直径(mm)3100内筒体有效厚度(mm)偏安全取上段厚度14.28内筒体外径(mm)3128.56内筒体抗弯截面模量(mm3)108281858.6内筒体截面积(mm2)139712.6521系数A0.000866013查Fig.HA-1得B57内容器自重及顶部珠光砂重量引起靠吊带上侧内筒体截面处的平均压应力(MPa)B1.79892226内内筒筒体体压压缩缩应应力力的的计计算算(地地震震工工况况,靠靠吊吊带带上上侧侧)地震弯矩对筒体下端的弯曲应力(MPa)4.525510765水平地震载荷对筒体下端的水平剪切应力(MPa)0.430886773垂直地震载荷对筒体的轴向应力(MPa)0.215443386地震工况下应力组合(MPa)1.2*B5.0313728231.2*B68.4地震工况下含剪应力组合(MPa)1.2*0.9*5.1046416261.2*0.9*149.04内内筒筒体体拉拉伸伸应应力力的的计计算算(正正常常使使用用工工况况,靠靠吊吊带带下下侧侧)满载时内容器自重及顶部珠光砂重量、介质重量引起靠吊带下侧内筒体截面处的平均拉应力(MPa)8.244007127内内筒筒体体拉拉伸伸应应力力的的计计算算(地地震震工工况况,靠靠吊吊带带下下侧侧)地震工况下拉应力组合(MPa)1.2*0.9*11.47645769地震工况下含剪应力组合(MPa)1.2*0.9*11.50876773内内筒筒体体轴轴向向应应力力校校核核(地地震震工工况况)按按塔塔器器内筒体计算内压力(MPa)1.264计算内压力产生的轴向薄膜应力(MPa)68.59943978同方向内容器自重及垂直地震载荷引起的轴向应力(MPa)2.014365647反方向内容器自重及垂直地震载荷引起的轴向应力(MPa)1.583478874弯矩引起的轴向应力(MPa)4.525510765组合压应力(MPa)1.2*B6.539876412组合拉应力(MPa)1.2*71.54147167焊接接头系数1许用拉应力1.2*165.6内内顶顶封封头头计计算算设计压力(MPa)1.134设计厚度(mm)12.74743159名义厚度(mm)14内内筒筒体体计计算算上段设计压力(MPa)1.264上段设计厚度(mm)14.27555493上段名义厚度(mm)16下段设计压力(MPa)1.264下段设计厚度(mm)14.27555493下段名义厚度(mm)16内内底底封封头头计计算算设计压力(MPa)1.264设计厚度(mm)14.21011709名义厚度(mm)16海海运运运运输输工工况况铁铁路路运运输输工工况况公路运输内容器重量kg236202362023620纵向加速度0.751.50.5横向加速度0.750.30.3垂向加速度1.751.51.5重心至玻璃支撑距离mm565056505650横拉带至玻璃支撑距离mm106841068410684纵向载荷N173784.15347568.3115856.1横向载荷N173784.1569513.6669513.66垂直载荷N405496.35347568.3347568.360%纵向载荷N104270.4960%垂直载荷N243297.8160%时拉带端纵向载荷N104270.49拉带端横向载荷N91901.9512836760.7805136760.7805160%时拉带端垂直载荷N128662.7318拉带宽度mm120120120拉带厚度mm121212横向载荷引起的拉应力应力22.56406005垂直载荷引起的拉应力31.58968408纵向载荷引起的剪力18.10251562组合拉应力54.15374413组合应力65.14163255OK不考虑60%偏安全拉带端纵向载荷173784.15347568.3115856.1拉带端垂直载荷N214437.8863183803.9026183803.9026横向载荷引起的拉应力应力22.564060059.0256240229.025624022垂直载荷引起的拉应力52.6494734645.1281201145.12812011纵向载荷引起的剪力30.1708593860.3417187520.11390625组合拉应力75.2135335154.1537441354.15374413组合应力96.42716757132.276680167.46039506OK垂向和纵向综合考虑组合应力80.08177119
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