1. 需要設計三腔罐

很多時候，工廠需要立式圓筒形儲罐進行原料或者介質儲存。

有一種情況是，工廠好幾種原料，都需要用到儲罐。而每種的量不是很多，這時候為了這3-4種原料，做三四個儲罐是非常不經濟的，甚至由于場地的限制，為每種原料做個單獨的儲罐根本不可能。

此時聰明的工藝人員想到一個方法：

正如不是每個人都能住一套房，囊中羞澀的時候，和人合租也是可以的。

為什么不做一種儲罐，然后中間用隔板隔開成三四個腔，每個腔都可以存放不同的介質，這樣不就只用一個儲罐解決問題了嗎。

場地，成本都大大降低！

至于怎么設計，那就不歸工藝管了，這是設備應該考慮的事情。

工藝，事了拂衣去，深藏身與名。

2. 設備專業如何考慮

設備接到手，抗議無效后，發愁了，這種結構沒有見過啊，應該如何設計，如何計算呢？

第一時間考慮的布置如下圖所示，中間三塊隔板弄到一起。

由于平板受力不好，所以在隔板上再加上扁鋼或者角鋼加強。

設備弄了個奔馳結構：

但是這種結構有個問題，中間三塊隔板相連的地方，焊接重合在一起，此處容易失效，焊接，檢測都有很大的問題。

如何解決這個問題呢？

設計人又想到一個主意，在中間加上一個立柱不就行了嗎？

用鋼管做立柱，分隔板焊接在立柱上。分隔板再用型鋼加強，隔板加筋板可以用材料力學的算法解決。

通過計算發現，需要加的型鋼量多又大，由于都是不銹鋼的，結構焊接量多，材料也用的多。

雖然能做，但是總覺得不夠優美！

這時業主問了一個問題，分隔板能否不用型鋼加強？

原因之一是降低造價，盡量減少焊接量，另一個是型鋼與中心管焊接或者罐壁板焊接，都不是很好焊，而且遇到熱脹冷縮可能會有問題。

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3. 三腔罐的結構設計

不加型鋼應該如何設計？

大多數設計人只會根據已有的結構來設計，如果要自己想結構，并將其合理化，這個難度是相當大的。

這時有位同事說道，這種結構我見過，無論兩腔，三腔，四腔，采用這種結構都非常合適，可以完美解決需求，而且結構很穩定，造價還便宜。

結構設計真有這么神奇嗎？

說完，他找出了照片：

矩形的中間立柱，中間折過的（瓦楞）波紋板，邊緣用倒扣的C型鋼板，類似于槽鋼。

經過折彎的波紋板，其剛度非常大，足以抵抗液柱靜壓。波紋板與中心管以及C型板焊接，都是90°垂直焊接，焊接效果很好。

參考以前的圖紙，10米直徑的4腔罐，不銹鋼波紋隔板厚度只有10mm。

5m的三腔罐，中間用6邊形立柱，波紋隔板厚度只有6mm。

真是太神奇了。

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4. 分析驗證

既然已經有了參考，那么方案很快定了下來。

除了參考以前的設計，還有必要做個分析驗證一下結構合理性。

先建立整體模型。

剖開如下圖

波紋隔板詳圖如下：

劃分網格

邊界條件：

1.基礎底板下表面固定約束 

2. 分別給一腔（兩腔，三腔）施加到包邊角鋼的液柱靜壓力，介質密度為1000kg/m3. 

3. 施加重力載荷，重力加速度為g=9.8m/s2

4. 罐頂考慮最大外載荷，施加均布載荷1250Pa（0.00125MPa）。

下圖為一腔施加液柱靜壓力：

一腔充液的薄膜應力云圖

給一腔施加載荷的一次加二次的應力云圖。

最大應力位置	應力強度及 組合應力強度	應力強度 計算值	應力強度 許用值
最下層壁板和隔板相連處	SⅡ(PL)	77.69	177
隔板和中心柱焊接處	SⅣ(PL+Pb+Q)	273.53	354

接著計算兩腔施加載荷，應力分布如下，評定結果為合格：

三腔同時施加載荷，按照推理來說，應該是受力最好的，根據計算結果，驗證了猜測。

最大應力位置	應力強度及 組合應力強度	應力強度 計算值	應力強度 許用值
最下層壁板和隔板相連處	SⅡ(PL)	38.11	177
隔板和中心柱焊接處	SⅣ(PL+Pb+Q)	54.579	354

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5. 結論

通過計算發現波紋板效果非常好，通過中心管和邊緣的C型板的設置，降低了集中應力，將載荷比較均勻地分散到罐壁，立柱，使得獲得比較好的應力分布。

根據文獻，波紋板本身可以用等效的平板代替，用等效的彈性常數代替平板的常數。這也給我們采用公式計算提供了一個途徑，可以用等效彈性模量等參數，采用平板模型，估算波紋板厚度。

https://www.doc88.com/p-7819635638132.html

這個故事也告訴我們：

良好、合理的結構設計，比計算更為重要。