รายการคำนวณ STORAGE Oil TANK · 2020. 8. 30. · following structural steel...

รายการคำนวณ STORAGE Oil TANK

วิศวกรโครงสร้าง นายชาย แสงไสว วย.2190

1

รายการคำนวณ

STEEL CLARIFIER TANK 20m3 ,130m3

สถานท่ีก่อสร้าง : อำเภอ ภูหลวง จังหวัด เลย



2

ข้อกำหนดการออกแบบโครงสร้าง

ประเภทขององค์อาคาร : โครงสรา้งถังเหล็ก CLARIFIER SYSTEM 100m3 /hr.

วิธีการออกแบบ : คอนกรีตเสริมเหล็กวิธีกำลัง (Strength Design Method )

: เหล็กรูปพรรณวิธีหน่วยแรงที่ยอมให้ (Allowable Stress)

: มาตราฐานการออกแบบและติดตั้งถังน้ำมัน API 650 TANK

ข้อกำหนดของการออกแบบโครงสรา้งของเอกสารนี้ ใช้กับโครงสรา้งถังเหล็ก CLARIFIER SYSTEM

100m3 ของ MITRPHOL BIO POWER (PHULUANG) CO.,LTD อ.ภูหลวง จ.เลยเท่านั้น



3

มาตรฐานในการออกแบบ

มาตรฐาน ว.ส.ท. 1008-38 : มาตรฐานสำหรับอาคารคอนกรีตเสริมเหล็ก โดยวิธีกำลัง

มาตรฐาน ว.ส.ท. 1015-40 : มาตรฐานสำหรับเหล็กรูปพรรณ

ม.ย.ผ. 1311-50 มาตรฐานการคํานวณแรงลมและการตอบสนองของอาคาร กรมโยธาธิการ

และผังเมอืง กระทรวงมหาดไทย

ม.ย.ผ. 1302-52 มาตรฐานการออกแบบอาคารต้านทานการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว กรม

โยธาธิการและผังเมอืง กระทรวงมหาดไทย

ACI 318-89 : มาตรฐานการออกแบบโครงสรา้งคอนกรีตเสริมเหล็ก

ว.ส.ท. 1020-46 : มาตรฐานการออกแบบอาคารเหล็กรูปพรรณ โดย ตัวคูญความต้านทาน

และน้ำหนัก

วัสดุโครงสร้างหลัก : คอนกรีตกำลังอัดรูปทรงกระบอกที่อายุ 28 วัน f’c = 240 ksc

: เหล็กเสริมหลัก เกรด SD – 40, เหล็กเสริมรอง เกรด SR-24

: เหล็กรูปพรรณ มาตรฐาน มอก. SS400

รายการน้ำหนักบรรทุก

น้ำหนักบรรทุกคงท่ี ( Dead Load ) DL.

- น้ำหนักคอนกรีตเสริมเหล็ก 2,400 กก./ลบ.ม.

- น้ำหนักเหล็กเสริม 7,850 กก./ลบ.ม.

- น้ำหนักเหล็กรูปพรรณ 7,850 กก./ลบ.ม.

- น้ำหนักดิน 1,800 กก./ลบ.ม.

- น้ำหนักน้ำ 1,000 กก./ลบ.ม.



4

น้ำหนักบรรทุกเพิ่มเติม (Super Dead Load) SDL.

- ปูนทรายปรับระดับหนา 5 ซม. 150 กก./ตร.ม.

- ผนังก่ออิฐมวลเบา 7.5 ซม .รวมฉาบสองดา้น(10ซม) 100 กก./ตร.ม.

- ผนังก่ออิฐ(20ซม) 20 ซม. รวมฉาบสองดา้น(23ซม) 220 กก./ตร.ม.

- ฝา้เพดาน และงานระบบ 30 กก./ตร.ม.

น้ำหนักบรรทุกจรขั้นต่ำ (Live Load ) LL. พระราชบัญญัติควบคุมอาคาร พ.ศ. 2522

- โรงงาน อาคารผลติ 300 กก./ตร.ม.

- หอ้งสำนักงาน 250 กก./ตร.ม.

- พืน้กันสาดหรือพืน้หลังคาคอนกรีต 100 กก./ตร.ม.

- บันไดและช่องทางเดิน 300 กก./ตร.ม.

- หลังคา 50 กก./ตร.ม.

- หอ้งไฟฟ้า และ Pump Room 500 กก./ตร.ม.

การรวมน้ำหนักบรรทุก

- ตามกฎกระทรวงฉบับที่ 6 (พ.ศ.2527) ตามความในพระราชบัญญัติควบคุมอาคาร

พ.ศ.2522 ได้กำหนดการรวมนำ้หนักบรรทุกเนื่องจากน้ำหนักบรรทุกต่างๆ ไว้ดังนี้

PRIMARY LOAD CASE AND LOAD COMBINATION

- 1 BL Dead Load (D) Self-Weight

- 2 BSL Dead Load (D) Self-Weight of Slab Cast-in Place

- 3 DLW Dead Load (D) Dead Load of Wall

- 4 SDL Dead Load (D) Super Imposed Dead Load

- 5 LL Live Load (L) Live Load

- 6 LR Roof Live Load (LR) Live Load of Roof

- 7 EE Dead Load (D) Equipment Load stage Empty



5

- 8 EO Dead Load (D) Equipment Load stage Operate

- 9 ET Dead Load (D) Equipment Load stage Test

- 10 PE Dead Load (D) Pipe Empty Load

- 11 PO Dead Load (D) Pipe Operate Load ( Content )

- 12 PT Dead Load (D) Pipe Test Load ( Full Water )

- 13 CBT Dead Load (D) Cable Tray ( Electrical and Instrument wire)

- 14 WxP Wind Load on Structure (W) Wind Load in (+) X- Direction

- 15 WxN Wind Load on Structure (W) Wind Load in (-) X- Direction

- 16 WyP Wind Load on Structure (W) Wind Load in (+) Y- Direction

- 17 WyN Wind Load on Structure (W) Wind Load in (-) Y- Direction

สำหรับการออกแบบโครงสร้างเหล็ก:

- DL

- DL+LL

- 0.75(DL+LL+WL)

- 0.75(DL+LL+EQ)

โดยที ่ DL = น้ำหนักบรรทุกคงที่

LL = น้ำหนักบรรทุกจร

WL = แรงลม

EQ = แรงแผ่นดินไหว

W = แรงดันน้ำ

เหล็กรูปพรรณ

- เหล็กรีดรอ้นต้องตรงตามมาตราฐาน มอก 1227-2539 ชนิด SS 400 โดยมีกำลัง

ครากต่ำสุดเท่ากับ 245 MPa (2,498 กก/ซม2)



6

พิกัดการโก่งตัว

- สำหรับพืน้คอนกรีตอัดแรง : การโก่งตัวอันเนื่องจากน้ำหนักบรรทุกคงที่ถาวร จะ

คำนวณตามมาตราฐาน ACI 318-99 มาตรา 9.5.4.2 ระยะการโก่งตัวมากที่สุดจาก

การคำนวณที่ยอมรับได้จะต้องเป็นไปตาม ตาราง 9.5(b) ของมาตรา 9.5.2.6

Structural Steel

In general, JIS G3106 GRADE SM400A (SM41A) shall be used. However, the

following structural steel material may be used: Steel certified to JIS G3101

GRADE SS400 or SS41 is also acceptable if the chemical Composition is within the

requirements of JIS 3106 Table 2.2.ASTM A36 Square and rectangular hollow

sections for structural use shall conform to JIS G3466 STKR 400.Structural steel

pipe shall conform to JIS G3444 STK 400. Built up section utilizing plate shall

conform to ASTM A36 or JIS G 3106 Grade SM400A (SM41A). All structural

steel shall have a minimum tensile strength of 2,400 kg/cm2

Anchor Bolt

- Use bolt materials of the following steel grades to BS EN 10025 or equivalent

grade to ASTM A36 for temperature down to 0 C

- Bolts Type A, B, C & F up to and including 42 mm dia. Grade S275J0

- Bolts Type A, B, C & F greater than 42 mm dia. Grade S275J2G3

- Bolts Type D for all diameters. Grade S275J2G3

- Bolts subject to temperatures below 0 C shall be considered a Special Anchor Bolt



7

High Strength Bolt

- All bolts for steelwork connection shall high strength bolts to ASTM A325 Type 1

JIS B1051 grade 8.8.

- Bolts, nuts and washer shall be spun galvanized in accordance with ASTM A153,

minimum thickness of coating shall be 0.38 kg/m2 of surface area. Bolt diameter

shall be one size of 20 mm diameter, where possible. Two washers each

assembly shall be provided. Tapered washers shall be provided where outer face

of the bolted part has a slope 1:20 with respect to a plane normal to the bolt axis.

Mild Steel Bolts

- Mild steel bolts of grade 4.6 conforming to JIS B1051 Grade 4.6 or ASTM A307

shall be restricted to minor connections e.g. removable handrail and ladder cage

assemblies.

- Bolts, nuts and washer shall be spun galvanized in accordance with ASTM A153,

minimum thickness of coating shall be 0.38 kg/m2 of surface area. Bolt diameter

shall be one size of 12 mm diameter.

Welding Electrode

- Electrodes for manual welding shall comply with AWS Code A5.1 Covered Carbon

Steel Arc-Welding Electrodes, E70 series.



8

Safety Factors for Stability

- Limit of Deflections:

- The following criteria for deflection shall be adhered to for normal operation and

test load combinations.

- Beams supporting floors : max. 1 /360 th of the span

- Beams supporting equipment : max. 1 /500 th of the span

- Cantilever beams : max. 1 /180 th of the overhang

- Maximum total horizontal displacement of portal frames shall not exceed

1 / 200 th of the height.

Movement Control

- A series of movement joints should be incorporated into the building to mitigate

the long term effect from shrinkage and thermal. The spacing of these joints

should in general be of the order 40m to 50m apart.

- As a result the overall length of the building can also be minimised to mitigate the

effect from shrinkage and thermal effects in the construction sequence.

Design Life

- The use of appropriate materials will be considered to ensure a durable structure

requiring minimal maintenance and to avoid potential deleterious effects to

achieve a design life of approximately 50 years.



9

การวิเคราะห์โครงสร้างถังน้ำตกตะกอน (New Clarifier Tank)

การวิเคราะห์โครงสร้างถังในครั้งนีป้ระกอบด้วยถังนำ้จำนวน 2 ขนาด

1. รายละเอียดโครงสร้างถัง

1.1 SEDIMENTATION TANK ขนาด 130 m3 ……………………… จำนวน 1 ถัง

FLUCCULATION TANK ขนาด 20 m3 ……………………… จำนวน 1 ถัง

มีลักษณะเป็น CLARIFIER TANK ทรงสี่เหลี่ยมผืนผ้าดังนี้ 1. Sedimentation Tank ขนาด

ถัง 4012 x 6012 มม. สูง 5400 มม. และ 2. Vaccum Tank ขนาด 1520 x 2112 มม. สูง 6459 มม.

ภายในถังเป็นแผ่นเหล็กหนา 6 มม.กรุด้วย แผ่นเหล็ก FB-6 มม. และส่วนก้นถังใช้แผ่นเหล็กหนา 9

มม. กรุด้วย แผ่นเหล็ก FB-6 มม. มีบันไดเดินขึน้จากด้านข้างสู่ส่วนบนสุดของถัง



10

CLARIFIER SYSTEM 100 m3 / hr OUTLINE CLARIFIER TANK



11

2. ส่วนโครงสร้างฐานคอนกรีตเสริมเหล็ก

แสดงโครงสร้างฐานคอนกรีตเสริมเหล็ก



12

3. ข้อมูลที่ใช้ในการวิเคราะห์ ออกแบบ

ค่าคุณสมบัติต่าง ๆ ของวัสดุและของเหลวที่ใชใ้นการวิเคราะห์

CLARIFIER TANK SEDIMENTATION FLUCCULATION UNIT

ขนาดความจุถัง 130 20 Cu.m.

ความหนาของแผ่นผนังถัง 6 6 mm

ความหนาของแผ่นหลังคาถัง 4.0 4.0 mm

ความหนาของก้นถัง 9.0 9.0 mm

ขนาดถัง กว้าง x ยาว 4012 x 6012 1520 x 2112 m

ความสูงของถัง 5400 6459 m

ปริมาตรของถังสุทธิ 130.25 20.73 m3

ความสูงของเหลวที่บรรจุ

ภายในถัง

(ใช้ค่าที่ประมาณ 80% ของ

ความสูงถัง)

5.00 6.00 m

ปริมาตรของของเหลวที่บรรจุ 120 19 m3

ค่ า ค ว า ม ถ่ ว ง จ ำ เพ า ะ

(Specific gravity)

ของของเหลว , SG

1002

1002

มวลของของเหลวทั้งหมด =

pV

120.24 19.04 Tons

ค่า E (Young Modulus) ของ

วัสดุที่ใช ้

200 200 GPa

อัตราส่วนค่าปัวซอง 0.3 0.3

ค่าความหนาแน่นของวัสดุถัง

ที่ใช ้

7.86 7.86 t/m3



13

4. น้ำหนักบรรทุกที่พจิารณา

น้ำหนักบรรทุกที่ใชใ้นการวิเคราะห์ประกอบด้วย

1) น้ำหนักโครงสร้าง (น้ำหนักตัวถังและหลังคา) โดยใช้ค่าตามคุณสมบัติของวัสดุและความ

หนาตามจริงที่ระบุในแบบโครงสรา้ง

2) น้ำหนักของเหลวที่บรรจุภายในถังโดยคิดเป็นค่าแรงดันกระทำกับตัวถังทั้งในแนวนอน

และแนวดิ่ง (กรณีไม่เกิดแผ่นดินไหว)

3) แรงลมโดยอ้างอิงตามกฎกระทรวงฉบับที่ 6 (พ.ศ. 2527)

5. วิธีการวิเคราะห์



14



15



16

6. MODEL 3D ANALYSIS



17

แรงลมกระทำต่ออาคาร ( WIND LOAD )

การวิเคราะห์แรงลม ใชม้าตรฐานการคำนวณแรงลม และการตอบสนองของอาคาร ( มยผ 1311 – 50 )

ในการคำนวณค่าแรงลมสถิตเทียบเท่าโดยวิธีการอย่างง่าย เนื่องจากการพิจารณาแล้วว่าโครงสร้างมี

ความสมมาตรเพียงพอ โดยเมื่อใชโ้ปรแกรม MIDAS GEN ช่วยในการประมวลผลจะเลือกใช้มาตราฐาน

IBC 2009 : ซึ่งใกล้เคียงกับมาตราฐาน มยผ. 1311 – 50

พืน้ที่ก่อสร้างอยู่ที่ อ. กระทุ่มแบน สมุทรสาคร

จัดเป็น กลุ่ม 1 V50 = 25 m/s

พืน้ที่มีสิ่งกีดขวาง ตั้งแต่ 6 เมตรขึน้ไป Class : B

จากโปรแกรม FEM ที่ใชเ้ป็นมาตรฐาน ASCE จงึตอ้ง

แปลงค่าความเร็วแรงลมอ้างองิให้เท่ากับ มยผ. เนื่อง

ด้วย ASCE เก็บค่าเฉลี่ยค่าเฉลี่ยที่ 3 วินาที แต่

ประเทศไทยเก็บที่ 1 ช่ัวโมง

V3/V3600 = 1.52 ; ความเร็วลมอ้างอิง 25 m/s

25 x 1.52 = 38 m/s

38 x 2.23 = 85 Mph



18

การกำหนดไดอะแฟรม

การกำหนด ไดอะแฟรมของโครงสร้างจะกำหนดให้เข้าที่ทุก node ของ Plate Sheel



19

LIST OF LOAD COMBINATIONS



20

DESIGN HYDROSTATIC PRESSURE OF WATER = 4,668 Kg / m2



21

แรงลมกระทำกับ CLARIFIER TANK



22



23



24

Wy ไม่คิดผลของแรงบิด ( Wind Eccentricity )

Wyn คิดผลของแรงบิด ( Wind Eccentricity )



25

Story Shear

Over Turning Moment



26

Displacement

WATER PRESSURE ตามแนวผิวของผนัง TANK เกิดขึ้นเฉลี่ย 0.21 – 2.36 mm



27



28

WIND LOAD Wyn DISPLACEMENT max 0.05mm

Moment – Max = 0.20 tons-m



29

FORCE – Fxy max = 0.38 tons/m

SHEAR - max = 3.93 tons/m



30

ออกแบบเหล็กโครง L 75x6mm



31

ออกแบบเหล็กโครงเคร่าว FB – 50x6 mm @ 0.60 x 0.60



32

ถังทรงสี่เหลี่ยมจะขาดตามแนวยาว เนื่องจาก แรงเค้นตามแนวเส้นที่สั้นที่สุด ซึ่งมากกว่าแรงเค้นตาม



33

แนวยาวของถัง และควรจะขาดตามแนวเชื่อม ซึ่งมคีวามแข็งแรงเพียง 70 % ของเนื้อโลหะ

1 แรงดันน้ำกระทำที่พื้นถัง = α.h = 1002 x 5.0 = 5,010 kg/sq.m

2 แรงดันน้ำกระทำที่ผนังถัง = 5,010 kg/sq.m

3 กำหนดให้ Yeild Stress Fy = 2,500 kg/sq.cm , Design Stress = 1600 kg/sq.cm

4 กรณีขาดตามแนว เชื่อมตามความยาว

ความหนาถังน้อยที่สุด ; t = P x (D/2) / ( 2 x Design stress )

= {( 5,010 x (6.012/2) / (2x1600 )} / 100

= 0.047 cm ( 4.70 mm ) < 6mm ………..…OK

6 สรุปเลือกใช้ ความหนาพืน้ถัง 9.0 mm , ความหนาส่วนฝา 4 mm

ความหนาผนังถัง 6.0 mm

8t

8t

รายการคำนวณ STORAGE Oil TANK · 2020. 8. 30. · following structural steel...

Documents

Transcript of รายการคำนวณ STORAGE Oil TANK · 2020. 8. 30. · following structural steel...