《油罐及管道强度设计》综合复习资料
一、填空题
1、罐壁板和管子的厚度负偏差是指。

2、罐壁厚度是根据荷载计算的。

3、立式圆柱形油罐罐壁开口补强原则是。

4、如果沿壁厚t为的立式油罐罐壁开一直径D为的人孔，需要补强的金属截面积是。

是指。

5、柔性系数
ij
6、立式油罐直径小于12.5米时，罐底宜采用的排版形式；而大于12.5米时，罐底宜采用的
排版形式。

7、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为、、三大种油罐。

8、当立式油罐的容积超过时必须设计成变壁厚罐。

9、10万米3油罐的直径大约为米。

10、在材料和设计压力相同的条件下，曲管的壁厚比直管的壁厚。

11、拱顶罐的罐顶曲率半径为倍罐壁筒体直径。

12、当操作温度高于安装温度时，通过可以减小Π型补偿器内的热应力。

13、我国的标准风速是以一般平坦地区、离地面米高、30年一遇的分钟平均最大风速为依据的。

14、我国抗风圈一般设计在的位置上。

15、管路的跨度可根据条件和条件进行设计，根据条件确定的跨度在任何条件下都必须得到满足。

二、简述题
1、回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义。

2、各种罐常采用哪些抗风措施？
3、设计油罐时的最大和最小壁厚要求分别与哪些因素有关？
4、分别说明拱顶罐的顶和罐壁的第一曲率半径和第二曲率半径。

5、简述无力矩假定的适用条件。

6、分别可采用哪些措施来提高拱顶罐和浮顶罐罐壁的稳定性，增强它们的抗风能力？
7、浮顶的设计必须满足哪些要求？
8、推导圆柱形油罐壁厚计算的定点法公式，并说明其使用范围。

9、简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。

10、浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由。

11、平面管道热应力的大小与哪些因素有关，它们的变化如何影响热应力的大小？
三、计算题
1、一拱顶罐的拱顶为4mm 厚钢板，无加强筋，它与壁连接采用的包边角钢的横截面积F=7.28cm 2，包边角钢许用应力[σ]=160MPa ，油罐操作正压力200mm 水柱，真空度50mm 水柱，顶板自重340 N/m 2，活载荷（包括雪载）为800 N/m 2，油罐拱顶半径和罐壁直径R =D =7700mm ，顶板边缘切线与水平线的夹角ο
30=α，焊缝系数η =0.85，弹性模量E =2.1×1011Pa 。

（1）验算拱顶的稳定性；
（2）包边角钢是否满足强度要求。

2、某拱顶油罐的正操作压力为200mm 水柱，真空度50mm 水柱，油罐壁的内直径D =14.5m ，罐壁共八层，各层高度均为1.6m ，上部六层壁厚都是5mm ，第二圈壁板厚度6mm ，底圈板厚度7mm ，该罐罐壁的设计腐蚀裕量为0.5 mm ， K z =1，如果不设加强圈，该罐适合在标准风速多大的地区建造？
《油罐及管道强度设计》综合复习资料参考答案
一、 填空
1、罐壁板和管子的厚度负偏差是指 实际厚度与标称厚度的差值 。

2、罐壁厚度是根据 液压 荷载计算的。

3、立式圆柱形油罐罐壁开口补强原则是 等截面原则 。

4、如果沿壁厚t 为的立式油罐罐壁开一直径D 为的人孔，需要补强的金属截面积是 Dt 。

5、柔性系数ij 是指 j 方向的单位力在i 方向产生的位移 。

6、立式油罐直径小于12.5米时，罐底宜采
用 矩形边缘板和中幅板 的排版形式；而大于12.5米时，罐底宜采
用 弓形边缘板和矩形中幅板 的排版形式。

7、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为拱顶罐 、 浮顶罐 、 内浮顶罐 三大种油罐。

8、当立式油罐的容积超过 3
m 1000 时必须设计成变壁厚罐。

9、10万米3油罐的直径大约为 80 米。

10、在材料和设计压力相同的条件下，曲管的壁厚比直管的壁厚 大 。

11、拱顶罐的罐顶曲率半径为 0.8~1.2 倍罐壁筒体直径。

12、当操作温度高于安装温度时，通过 预先拉伸 可以减小Π型补偿器内的热应力。

13、我国的标准风速是以一般平坦地区、离地面 10 米高、30年一遇的 10 分钟平均最大风速为依据的。

14、我国抗风圈一般设计在 包边角钢以下1米 的位置上。

15、管路的跨度可根据 强度 条件和 刚度 条件进行设计，根据 强度 条件确定的跨度在任何条件下都必须得到满足。

二、 简述题
1.回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义。

答：第一曲率半径即经线的曲率半径。

第二曲率半径等于经线上的一点沿法线方向到回转轴的距离。

2.各种罐常采用哪些抗风措施？
答：浮顶罐的抗风措施：设置抗风圈、必要时设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。

拱顶罐的抗风措施：适当减小呼吸阀的负压力、设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。

3.设计油罐时的最大和最小壁厚要求分别与哪些因素有关？
答：由于安装和使用的稳定性要求，罐壁有最小壁厚要求，它与油罐直径有关。

由于现场难以进行退火处理，罐壁有最大壁厚的限制，它与材质和最低许用温度有关。

4.分别说明拱顶罐的顶和罐壁的第一曲率半径和第二曲率半径。

对罐壁：2/21D r r =∞=
对拱顶：D R r r )2.1~8.0(21===
5.简述无力矩假定的适用条件。

答：（1）截面连续，不突变；（2）荷载连续；（3）自由支承，且支承力与壳面相切。

6.分别可采用哪些措施来提高拱顶罐和浮顶罐罐壁的稳定性，增强它们的抗风能力？
答：浮顶罐的抗风措施：设置抗风圈、必要时设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。

拱顶罐的抗风措施：适当减小呼吸阀的负压力、设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。

7.浮顶的设计必须满足哪些要求？
答：见课本
8.推导圆柱形油罐壁厚计算的定点法公式，并说明其使用范围。

解：对于中小型油罐，每圈壁板的最大环向应力出现在该圈板底部向上0.3米处，油罐的壁厚就是根据最大环向应力设计的。

)3.0(2--==∞=H q D
r r z γθϕ
ϕσγθ][2)3.0(00=⋅-=t D H t N ϕ
σγ][2)3.0(0-=∴H D t 9.简述回转薄壳的第一、第二曲率半径的定义，并以拱顶油罐的罐壁和罐顶为例分别说明。

（10分）
答：第一曲率半径即经线的曲率半径。

第二曲率半径等于经线上的一点沿法线方向到回转轴的距离。

对罐壁：2/21D r r =∞=
对拱顶：D R r r )2.1~8.0(21===
10.浮顶罐和拱顶罐可分别采用哪些抗风措施？试说明理由
答：浮顶罐的抗风措施：设置抗风圈、必要时设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。

拱顶罐的抗风措施：适当减小呼吸阀的负压力、设置加强圈、也可适当增加罐壁厚度；管理上尽量不允许出现空罐。

11.平面管道热应力的大小与哪些因素有关，它们的变化如何影响热应力的大小？
答：平面管道热应力的大小与下列因素有关：材质、管道刚度、管系形状、约束条件、补偿器设计状况、预拉伸的情况等
三、计算题
1、一拱顶罐的拱顶为4mm厚钢板，无加强筋，它与壁连接采用的包边角钢的横截面积F=7.28cm2，包边角钢许用应力[σ]=160MPa，油罐操作正压力200mm水柱，真空度50mm水柱，顶板自重340 N/m2，活载荷（包括雪载）为800 N/m2，油罐拱顶半径和罐壁直径R=D=7700mm，顶板边缘切线与水平线的夹角ο
α，焊缝系数η =0.85，弹性模量E=2.1×1011Pa。

=
30
（1）验算拱顶的稳定性；
（2）包边角钢是否满足强度要求。

解：（1）将算出的光面球壳许用临界压力与外载荷进行比较。

（2）算出承受罐顶上最大荷载所需的最小截面积，然后与包边角钢的横截面积比较即可。

2、某拱顶油罐的正操作压力为200mm水柱，真空度50mm水柱，油罐壁的内直径D=14.5m，罐壁共八层，各层高度均为1.6m，上部六层壁厚都是5mm，第二圈壁板厚度6mm，底圈板厚度7mm，该罐罐壁的设计腐蚀裕量为0.5 mm，Kz=1，如果不设加强圈，该罐适合在标准风速多大的地区建造？
答：将临界压力的公式求出实际能承受的最大外压，再通过设计外压的计算公式求所能承受的最大标准风速。