油罐及管道强度设计复习题

《油罐及管道强度设计》综合复习资料

一、 选择，将选择项画“√”。（10分）

（1）、立式油罐罐壁筒体的抗弯刚度与它的（高度 直径 壁厚）有关。 （2）、立式油罐罐壁最大环向应力的位置是在（罐壁最下端 罐壁最下端以上0.3m处 不确定）。 （3）、使用一个加强圈以后罐壁可以承受的风压力是P，如果不使用加强圈，则它能承受的风压力应（ 是P/2 是P/3 重新计算）。 （4）、罐底边缘板厚度与（油罐内径、板材强度、底圈罐壁厚度）有关。 （5）、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的管段的热应力（大、小、不确定）。 （6）、当拱顶罐呼吸阀中真空阀开启进气时，包边角钢内承受（拉应力、压应力）。 （7）、罐壁下节点处的M0与?0呈（线性、非线性）关系，而罐底下节点处的M0与?0呈（线性、非线性）关系。

（8）、对管道热应力进行判断的经验公式如果得到满足，则管道（1、不用校核其热应力；2、也要校核其热应力；3、不一定要校核其热应力）。 （9）、对于容积超过2000m3的油罐，其直径与高度的比值随容积的增大而（基本不变、增大、减小）。 （10）、罐底中幅板厚度与（油罐内径、地基状况、底圈罐壁厚度）有关。 （11）、一般埋地管线敷设在（地下水位线以上、地下水位线以下 、冰冻线以上）。 （12）、 下列（罐壁设加强圈、罐顶设加强筋、罐顶设置呼吸阀）措施可增强拱顶罐的抗风能力。 （13）、平面管道热应力计算时，弹性中心法求出的弹性力的作用点在（管系的形心、固定支座处、管系的弹性中心）。 （14）、门型补偿器可采用（预先拉伸或预先压缩、预先弯曲、预先扭转）的办法来提高其补偿能力。 （15）、两端固定的直管段的热应力要比同样条件下非直线布置的管段的热应力（大、小、不确定）。

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二、填空题（2’×15=30’）

1、常用的立式圆柱形油罐按其顶的结构可分为 、 、 三大种油罐。

2、为满足强度要求，罐壁下节点处的轴向应力?与其材料屈服极限?s的关系为 。

2、我国在设计油罐时，一般根据 原则来计算其直径和高度。一般说来，等壁厚油罐的公称容积不超 过 米3。

3、如果在壁厚为t的罐壁上开一直径为D的人孔，需用截面积 为 的金属来进行补强。当罐壁开孔接管的直径不超 过 时，可不进行补强。

5、根据 原则，拱顶油罐的罐顶曲率半径约 为 倍罐壁筒体直径。

6、我国将抗风圈一般设计在 的位置上。某地区的瞬时风速为60m/s，则在该地区建10,000m3浮顶罐时，所用抗风圈的最小截面系数为 cm3。一般说来，抗风圈与罐壁连接处上下各 倍壁板厚度能与抗风圈同时工作。

7、设计浮顶罐时，浮船外径比油罐内径小 毫米。 8、一般说来，管道的弹性截面系数W与其塑性截面系数W,的关系为 ，通常采用 截面系数来进行管路跨度设计，使其满足强度要求。

9、直角弯管的柔性要比相同直径相同壁厚曲管的柔性 。 10、Π型补偿器可采用 或 的办法来提高其补偿能力。

11、通常，管道的跨度可按管子的 和 两个条

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件来确定。

12、某水平铺设的管道其中间跨度计算值为10米，则其边跨的计算值为 米；若将该管道铺设在30度斜坡上，则其中间跨的计算值为 米。

13、受均匀内压作用下的等壁厚曲管，其中最大应力发生在曲管 的 侧，该应力比同样状况下直管内的应力 。 14、某平面管系按正常方法铺设于两固定约束端之间，在某一温差?t下，用弹性中心法求得约束端的作用力比值为Px/Py=5,若将温差改变为2?t，则Px/Py= 。

15、一般地，公称容积5万m3的浮顶罐，其直径约为 m。 16、柔性系数

?ij是指 。

三、简答题(4’×5=20’)

1、设计油罐罐壁为什么有最大和最小壁厚的要求，它们各与哪些因素有关？

2、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。

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3、简述无力矩假定的适用条件。

4、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？试说明理由

5、浮顶的设计必须满足哪些要求？

四、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。(10’)

4

五、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？ (10’)

六、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

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[σ]=1600kgf/cm2，油罐操作正压力200mm水柱，真空度50mm水柱，顶板自重34kgf/m2，活载荷（包括雪载）为80kgf/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??30，焊缝系数η=0.85，弹性模量E=2.1×106kgf/cm2。

（1）验算拱顶的稳定性；（5分）

（2）包边角钢是否满足强度要求。（10分）

七、Φ159×4.5的A3钢管铺设的L平面管路，两端为固定端，几

何尺寸为5m?5m，不计曲管柔性；已知安装温度为-10℃，操作温度为85℃，管材的线膨胀系数为α=12×10-4cm/m℃，弹性模量E=2×106kgf/cm2，I=652cm4，W=82cm3，截面积F=21.7cm2，已知[σ]η=1600kgf/cm2。

（1） 计算A点B点的弯矩，并校核管路强度。

（2） 若要进一步提高管系的补偿能力，可采取哪些措施？

(10’)

B C

? A 6

[σ]=1600kgf/cm2，油罐操作正压力200mm水柱，真空度50mm水柱，顶板自重34kgf/m2，活载荷（包括雪载）为80kgf/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??30，焊缝系数η=0.85，弹性模量E=2.1×106kgf/cm2。

（1）验算拱顶的稳定性；（5分）

（2）包边角钢是否满足强度要求。（10分）

七、Φ159×4.5的A3钢管铺设的L平面管路，两端为固定端，几

何尺寸为5m?5m，不计曲管柔性；已知安装温度为-10℃，操作温度为85℃，管材的线膨胀系数为α=12×10-4cm/m℃，弹性模量E=2×106kgf/cm2，I=652cm4，W=82cm3，截面积F=21.7cm2，已知[σ]η=1600kgf/cm2。

（1） 计算A点B点的弯矩，并校核管路强度。

（2） 若要进一步提高管系的补偿能力，可采取哪些措施？

(10’)

B C

? A 6

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