起因

某項(xiàng)目中需要設(shè)計(jì)帶內(nèi)壓柱支撐錐頂，其的內(nèi)壓值比較大。其中一臺(tái)儲(chǔ)罐材料為304，內(nèi)壓值為4KPa，筒體直徑為37.6m，采用的是帶支撐的自支撐錐頂，錐頂坡度按照業(yè)主給的同尺寸參考圖為1:16。在Tank軟件中計(jì)算得到錐頂厚度為5mm。設(shè)計(jì)人員按照5mm繪制詳細(xì)的排版施工圖。

帶自支撐的計(jì)算可以參考：

儲(chǔ)罐傘頂設(shè)計(jì)

無(wú)意中的發(fā)現(xiàn)

在審查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)新的API650-2016對(duì)于錐頂?shù)挠?jì)算增加了一個(gè)公式，即將錐頂視為內(nèi)壓錐頂?shù)墓健?/p>

按照此公式校核錐頂厚度。

P=4Kpa,

Rt=18.8m,

a=90-3.576=86.424,

cosa=0.062372,Sd=133MPa,

E=0.65（采用雙面搭接焊），

Ca=0，代入公式計(jì)算得：

t=4*188/(0.62372*133*0.65)+0

=13.94mm，

而原設(shè)計(jì)為5mm.強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

內(nèi)壓需要校核？

API650-2013只考慮錐形封頭的外壓計(jì)算（http://bbs.hcbbs.com/thread-960724-1-1.html 已經(jīng)討論過(guò)了，罐頂?shù)挠?jì)算只考慮了外壓的計(jì)算，并未考慮到內(nèi)壓的計(jì)算。）。

儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)漫談-03罐頂?shù)脑O(shè)計(jì)（上）

API650-2013的公式如下：

而更新的API650-2016給出了更嚴(yán)密的規(guī)定，儲(chǔ)罐頂不僅僅外壓失穩(wěn)要合格，而且內(nèi)壓的強(qiáng)度破壞也是不允許的。

TANK軟件按照API650-2013編制的，并未考慮新版本的問(wèn)題。所以很難發(fā)現(xiàn)計(jì)算軟件的錯(cuò)誤。

修改方法

為了能夠保證罐頂厚度為5mm，且內(nèi)壓的計(jì)算強(qiáng)度合格，將斜度1:16改為1:6，將搭接焊接改為對(duì)接焊接。如果采用斜度1:16，那么錐頂可以采用矩形整板拼接而成，改成1:6的斜度后，錐頂必須采用扇形板預(yù)壓弧度后再焊接拼接。

原來(lái)的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)如下：

修改后的節(jié)點(diǎn)如下：

原罐頂排版圖如下：

修改后的罐頂排版圖如下：

此改動(dòng)將原來(lái)非常方便施工的搭接焊接，改為制造安裝焊接都很難的對(duì)接接頭，其對(duì)接接頭如果有誤差，對(duì)接難度會(huì)非常大，施工成本會(huì)很高。另外采用扇形板比采用整板的板材利用率底，且需要預(yù)壓成型，造成費(fèi)用進(jìn)一步的增加。

案例思考

1.在計(jì)算柱支撐的錐頂時(shí)，按照API650，內(nèi)壓的錐頂計(jì)算不能免除，當(dāng)內(nèi)壓較大時(shí)，需要特別注意錐頂在內(nèi)壓下的強(qiáng)度問(wèn)題。如果強(qiáng)度不足需要考慮增加斜度或者采用對(duì)接焊接。

2.對(duì)于有內(nèi)壓的GB50341的儲(chǔ)罐，拱頂結(jié)構(gòu)的內(nèi)壓計(jì)算按照附錄A的A.6.3公式計(jì)算，錐頂內(nèi)壓雖未提及，但是按照類(lèi)似的原則，錐頂也是需要計(jì)算的。

3.由于拱頂在內(nèi)壓計(jì)算時(shí)，拱頂是球殼，應(yīng)力為：PR/2SE，所需的厚度非常小，所以?xún)?nèi)壓較大時(shí)，可優(yōu)先選用拱頂結(jié)構(gòu)。在GB50341-2014中附錄A規(guī)定，有微內(nèi)壓的情況下，不允許采用錐頂，只能采用拱頂。

4.在設(shè)計(jì)中一定要考慮新標(biāo)準(zhǔn)，新規(guī)范的更新內(nèi)容。另外軟件計(jì)算不能代替人工的判斷，特別是規(guī)范出版在軟件后面。