100吨水泥粉罐抗风强度计算书
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一、水泥罐基础设计盾构区间砂浆拌合站投入一个100t型和一个150t型两个水泥罐,100t型水泥罐直径3m,支腿邻边间距2.05m;150t型水泥罐直径3.3m,支腿邻边间距2.2m。
根据以往盾构区间砂浆拌合站施工经验、现场地质条件以及基础受力验算,水泥罐基础采用C30钢筋砼条形承台基础满足两个水泥罐同时安装。
基础尺寸8m(长)×4m(宽)×0.8m(高),基础埋深0.6m,外漏0.2m,承台基础采用Φ16@150mm ×150mm上下两层钢筋网片,架立筋采用450mm×450mmφ12钢筋双排双向布置,基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊。
具体布置见下图:.水泥罐平面位置示意图二、水泥罐基础计算书1、计算基本参数水泥罐自重约20t ,水泥满装150t ,共重170t 。
水泥罐支腿高3m ,罐身高18m ,共高21m 。
单支基础4m ×4m ×0.8m 钢筋砼。
2、地基承载力计算计算时按单个水泥罐计算单个水泥罐基础要求的地基承载力为:δ1=21700+0.825106.3+20126.3k /m 0.1344N MPa ⨯===⨯ 根据资料可知:原设计路面按汽一超20级设计,汽一超20级后轴标准荷载为130KN,单轴轮胎和路面接触面积为:460mm ×200mm ,通过受力计算,其地基承载力为:δ2= ()1301000 1.413460200MPa ⎡⎤⨯=⎢⎥⨯⎣⎦因δ1≤δ2,即地基承载力复核要求。
3、抗倾覆计算武汉地区按特大级风荷载考虑,风力水平 荷载为500N/m 2,抗倾覆计算以空罐计算,空罐计算满足则抗倾覆满足。
水平风荷载产生的弯矩为:0.5 3.3182+3=356.4KN M =⨯⨯⨯÷(18)•M水泥罐空罐自重20t ,则基础及水泥罐总重为:G=1709.8+440.825=1986KN ⨯⨯⨯⨯ 抗倾覆极限比较:356.430.18<0.519866M F === 即水泥罐的抗倾覆满足要求,水泥罐是安全的。
矩形板式基础计算书计算依据:2、《混凝土结构设计规范》GB50010-20103、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011一、水泥罐属性二、水泥罐荷载水泥罐竖向荷载简图1、水泥罐自身荷载标准值2、风荷载标准值ωk(kN/m2)3、水泥罐传递至基础荷载标准值4、水泥罐传递至基础荷载设计值三、基础验算矩形板式基础布置图基础及其上土的自重荷载标准值:G k=blhγc=4×4×1.2×25=480kN基础及其上土的自重荷载设计值:G=1.2G k=1.2×480=576kN荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:M k''= 0.5F vk'H/1.2=14*44.1/1.2=514.5kN·mF vk''=F vk'/1.2=44.1/1.2=36.75kN荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:M''=1.4×0.5F vk'H/1.2=1.2×(1×1-1×1-1×1)+1.4×0.5×21.61×21/1.2=263.52kN·mF v''=F v'/1.2=30.25/1.2=25.21kN基础长宽比:l/b=4/4=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
W x=lb2/6=4×42/6=10.67m3W y=bl2/6=4×42/6=10.67m3相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:M kx=M k b/(b2+l2)0.5=225.9×4/(42+42)0.5=159.74kN·mM ky=M k l/(b2+l2)0.5=225.9×4/(42+42)0.5=159.74kN·m1、偏心距验算相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:P kmin=(F k+G k)/A-M kx/W x-M ky/W y=(1153.1+480)/16-159.74/10.67-159.74/10.67=72.12kPa≥0偏心荷载合力作用点在核心区内。
珠海华发新城一期(B标段)工程搅拌站散装水泥贮罐基础设计验算书文件号:CCEED/HFXC/SGFA/004建设单位:珠海华发实业股份有限公司设计单位:珠海市建筑设计院监理单位:深圳现代建设监理公司总包单位:中国建筑第八工程局编制计算:审核:审定:莫海军郭书伟袁正明叶晓红一、概况珠海华发新城一期(B标段)工程混凝土搅拌站共设有4台容量为100吨(由于水泥厂家没有50吨的的水泥罐,实际使用过程中,我们将规定只允许装50吨水泥,但本计算书按100吨容量计算)的水泥贮罐,每台自重10吨,螺旋管长为6m。
根据现场平面布置,设计其中2台为一组,采用整板式钢筋混凝土基础(简称1号基础),设计尺寸基础自重 G2= a·b·h·ρ·g=6×6×0.6×2.5×9.8 = 529.2 KN (54t)上部荷载 P2= (100+10)×9.8 = 1078 KN (110t)Q 2 = G2+ P2= 1607.2 KNp 2 = Q2/s2= 1607.2/(6×6) =44.6 KN/m2 =0.0446 MPa < 0.1 MPa四、抗倾覆验算见图3ωk = βzμsμzω式中ωkβz——zμsμzω取ω=0.7 KN/m2 ,ω=0.84 KN/m2;取μs=+0.7 ;βz=1.35。
ωk = βzμsμzF =ωkM风载=对于1MG= (对于2号基础,MG= (1607.2-= 1881.6 KN·m> M风载=379.53 KN·m结论:1、2号基础设计均满足要求。
五、正截面承载力验算基础采用C30混凝土,φ20@150双层双向配筋,面筋向下弯到底部,形成钢筋笼。
查表得:fcm =16.5N/mm2 fc=15N/mm2(1)、1号基础ψ·(fc·A + fy·As)= 1.0×(15×400×400+310×5880)= 4222.8 KN >N结论:设计配筋合格。
京新高速公路临河至白疙瘩段三标一分部(K532+150~K565+000段)水泥罐抗风验算计算书中国交通建设股份有限公司京新高速公路LBAMSG-3项目总承包管理部第一项目部二〇一五年四月水泥罐抗风验算计算书一、验算内容及验算依据为保证我项目水泥罐安全性对我分部拌合站筒仓的抗风性能进行了验算。
主要从拌合站筒仓支撑构件的强度、稳定性及基础的倾覆性进行了验算,并提出相应的抗风加固措施。
验算依据为:《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60-2004)及《公路桥梁钢结构设计规范》。
二、风荷载大小的确定根据现场调研及相关工区提供的资料,检算时取罐体长度为12m ,支腿长度为9.0m 。
罐体直径为5.0m, 自重为10 t ,满载时料重300 t 。
根据《公路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条确定风荷载的大小。
根据资料显示,我项目部施工范围内混凝土搅拌站在沿线大风区分区范围、风向、最大风速分别为主导风向NW ,最大风速53m/s 。
相关抗风的设计计算以此为依据。
表1 风级风速换算表《公路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条规定,作用于结构物上的风荷载强度可按下式计算:0321W K K K W = (1)式中 W —风荷载强度(Pa );0W —基本风压值(Pa ),206.11ν=W ,系按平坦空旷地面,离地面20m 高,频率1/100的10min 平均最大风速ν(m/s )计算确定;一般情况0W 可按《铁路桥涵设计基本规范》中附录D “全国基本风压分布图”,并通过实地调查核实后采用;K—风载体形系数,对桥墩可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-1,1其它构件为1.3;K—风压高度变化系数,可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-2,2风压随离地面或常水位的高度而异,除特殊高墩个别计算外,为简化计算,桥梁工程中全桥均取轨顶高度处的风压值;K—地形、地理条件系数,可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-3。
1:仓段计算1.1:直段:(一)受力分析(标准值)直段高H=8.7m 直径D=6m H/D=8.7/6=1.45 接近1.5 ,且D>4m,可按深仓理论计算。
仓顶荷载:袋式除尘器:424kg,其它等共600kg~kg/m仓顶自重1211kg~65kg/m。
壁板:δ=4 31.4kg/m2δ=5 39.25kg/m2u:贮料与摩擦系数,k:侧压力系数k=tg(450-φ/2)s:仓顶到计算截面距离p:水力半径Cn:水平压力修正系数Cv:垂直压力修正系数。
r:贮料密度.1.6t/m3=15.68KN/m3(二、) 壁板厚度及横劲1、区段A:高度(0~.1.25m)a、壁板厚度:P环=18.12KN/m P压=18.12KN/m取δ=4mmσ切=[(18.12/9.8)x100]/(0.4x100)=46.2kg/cm2σ法σ总=b、横劲r2)径向力:Nφ=(1.5x3.037)/(2sin9o)=14.56 KN/m环向力:Nθ=1.5x3.037xcos9o ctg9o=28.41 KN/m环向拉力:T=14.56x3xcos9o=43.14 KN=4.4T取[10 A=12.74Cm2λ=4402/12.74=345kg/ cm22、区段:Ca、壁板厚度:P环=92.43KN/m P压=3.73+37.74=41.47KN/m取δ=5mmσ切=[(92.43/9.8)x100]/(0.5x100)=188.7kg/cm2σ法=[(41.47/9.8)x100]/(0.5x100)=84.63kg/cm2σ总=207kg/cm2<1700 kg/cm2b、横劲环向力P环=80.67KN/m N环=100.84KN/m取[10 A=12.74Cm2λ=(100.84x1000)/(9.8x12.74)=807kg/ cm23、区段:Da、壁板厚度:P环=103.5KN/m P压=4.29+49.36=53.65KN/m取δ=6mmσ切=[(103.5/9.8)x100]/(0.6x100)=176kg/cm2σ法=[(53.65/9.8)x100]/(0.6x100)=91.24kg/cm2σ总=198kg/cm2<1700 kg/cm2b、横劲环向力P环=92.43KN/m N环=113.22KN/m取[14 A=18.51Cm2 λ=(113.22x1000)/(9.8x18.51)=624.15kg/ cm21.2、锥段:法向拉力:P N=ξP V ξ=cos2α+ksin2α=0.5 k=0.3333 α=60o 环向拉力:N P=P N ctgαl=38.838 l斜拉力:Nmin=(l ctgαl/2){P V+[ r(sinα)/(3 l2) ] (l3- l13 )}吊挂设备引起的斜拉力忽略+34.8x152+2x48.1x402=579698 cm4W=7246 cm3λ跨中=(36.27x100000)/7246=500kg/ cm2 2;排架2.1:荷载1、贮料:350t自重:21.682t附属物重:1.5t2、风载:W=ΒZ U s U z W o=51kg/m2W O基本风压35kg/m2(北京地区十年一遇最大风力)U s<0.7U z=1.14βZ =1.83自振周期T=0.56+0.4x10-3(h2/D)h=19.75mD=6mT=0.586s>0.25s所以考虑风振系数βZ =1+[(ξυφZ)/ U z ]=1+[(1.88x0.755x0.665)/ 1.14 ]=1.83 风载作用点:S=6x8.7x(8.7/2+4.81)+(6+0.4)x(4.841/20x(4.841x2/3)=480+50=530A=6x8.7=6.4x4.841/2=67.69Z=7.8m风载P=51xA=51x67.69=3452kg2.2;内力:1、立柱:N1=(350+21682+1.5)/4=93.3t用L80x8 A=12.3 cm2λ=2675/1.57=217 kg/ cm2<250 kg/ cm2②N压=1.726t λ=424.3/2.44=174>150φ=0.932 λ=1726/(0.232x12.3)=605 kg/ cm23、连接件:①斜撑螺栓:M20 精制螺栓抗剪承载力4.241t/个3x4.241t=12.723t②立站:M36 地脚螺栓抗剪承载力8.99t/个4x8.99t=35.96t。
混凝土搅拌站罐体抗风验算计算书(二工区2#搅拌站大罐)兰州交通大学土木工程学院岩土与地下工程系2010.5一、验算内容及验算依据受中铁21局兰新指挥部的委托,对兰新铁路第二双线(新疆段)风区的拌合站筒仓的抗风性能进行了验算。
主要从拌合站筒仓支撑构件的强度、稳定性及基础的倾覆性进行了验算,并提出相应的抗风加固措施。
验算依据为:《铁路桥涵设计基本规范》(TB 10002.1-2005)及《铁路桥梁钢结构设计规范》(TB 10002.2-2005)。
二、风荷载大小的确定根据现场调研及相关工区提供的资料,检算时取罐体长度为12m ,支腿长度为9.0m 。
罐体直径为5.0m, 自重为10 t ,满载时料重300 t 。
根据《兰新铁路新疆有限公司文件》(新铁安质2010 33号)提供的风级凤速换算表(见表1)及《铁路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条确定风荷载的大小。
根据《兰新铁路新疆有限公司文件》(新铁安质2010 47号)附件中兰新铁路第二双线(新疆段)大风区工程分区说明,资料显示,中铁二十一局(7标)项目部施工范围内混凝土搅拌站在沿线大风区分区范围、风向、最大风速分别为:三十里风区:DK1656+000~DK1746+227长86.398km ,主导风向NW ,最大风速53m/s 。
相关抗风的设计计算以此为依据。
表1 风级风速换算表《铁路桥涵设计基本规范》中的4.4.1条规定,作用于结构物上的风荷载强度可按下式计算:0321W K K K W = (1)式中 W —风荷载强度(Pa );0W —基本风压值(Pa ),206.11ν=W ,系按平坦空旷地面,离地面20m 高,频率1/100的10min 平均最大风速ν(m/s )计算确定;一般情况0W 可按《铁路桥涵设计基本规范》中附录D “全国基本风压分布图”,并通过实地调查核实后采用;1K—风载体形系数,对桥墩可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-1,其它构件为1.3;2K—风压高度变化系数,可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-2,风压随离地面或常水位的高度而异,除特殊高墩个别计算外,为简化计算,桥梁工程中全桥均取轨顶高度处的风压值;3K—地形、地理条件系数,可参照《铁路桥涵设计基本规范》中表4.4.1-3。
水泥灰罐桩基础承载力及稳定性计算书项目名称_____________日期_____________计算_____________复核_____________审核_____________日期_____________一、设计资料1、扩大基础尺寸:10×10×0.5m(长、宽、高)兼作基础功能;承台底换填砂0.5m;木桩群桩桩径D=0.18m;入土深度8m。
(详见示意图)2、设计荷载:装满水泥的水泥灰罐自重65T×2+110T×2=330TC20混凝土扩大基础自重,10×10×0.5×2.5T/m3=125T基础与水泥灰罐全部自重455T3、土质自地面而下的分布情况为上述土质情况表明,淤泥土为荷载的主要承载体根据《泉州晋江大桥详勘—工程地质报告》,淤泥质软土地基容许承载力推荐值[σ]=50kPa[τ]取10KN二、木桩群桩基础及扩大基础示意图立面图平面图三、 验算内容①、 混凝土扩大基础的承载力验算 ②、 整体抗倾覆性验算 ③、 基础抗滑性验算④、 混凝土基础上表面细部承载力验算 四、 验算过程1、混凝土扩大基础的承载力①、混凝土扩大基础的容许承载力[σ]计算[σ]=[σ0]+K1r1(b-2)+k2r2(h-3)=[σ0] (淤泥质土k1=0,h <3m ) 则[σ]= [σ0]=50KPa砂垫层底面尺寸应为:11×11米,但不考虑砂垫层的内摩擦角的作用。
基底的最大应力σMAX 计算σMAX =AN =1004500=450KPa <[σ]=500KPa所以基础承载力小于地基承载力。
2、灰罐及基础整体抗倾覆验算图示:①基底偏心矩验算按基础受荷载组合Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ作用于淤泥层时验算,即:e0=ΣM/NΣM………………………竖向荷载相对于基底形心的弯矩之和N……………………………………………基底合力的竖向分力ΣM=162KN×8=1.30×106N·MN=5000KN=5×106Ne0=1.30×106/5×106=0.26m又基础底面的核心半径ρ=W/A=1/6a3÷a2=1/6×103÷102=1.67mW ………………………基础底面的截面模量A ………………………基底的面积所以,e0=0.26m≤ρ=1.67m;在允许范围之内,满足要求。
水泥罐矩形板式基础计算书计算依据:1、《混凝土结构设计规范》GB50010-20102、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011一、水泥罐属性二、水泥罐荷载1、水泥罐传递至基础荷载标准值2、水泥罐传递至基础荷载设计值三、基础验算矩形板式基础布置图基础及其上土的自重荷载标准值:G k=blhγc=4×4×1.25×25=500kN基础及其上土的自重荷载设计值:G=1.35G k=1.35×500=675kN荷载效应标准组合时,平行基础边长方向受力:M k''=235.2kN·mF vk''=F vk'/1.2=16.8/1.2=14kN荷载效应基本组合时,平行基础边长方向受力:M''=317.52kN·mF v''=F v'/1.2=22.68/1.2=18.9kN基础长宽比:l/b=4/4=1≤1.1,基础计算形式为方形基础。
W x=lb2/6=4×42/6=10.67m3W y=bl2/6=4×42/6=10.67m3相应于荷载效应标准组合时,同时作用于基础X、Y方向的倾覆力矩:M kx=M k b/(b2+l2)0.5=235.2×4/(42+42)0.5=166.31kN·mM ky=M k l/(b2+l2)0.5=235.2×4/(42+42)0.5=166.31kN·m1、偏心距验算满罐时:相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:P kmin=(F k+G k)/A-M kx/W x-M ky/W y=(1150+500)/16-166.31/10.67-166.31/10.67=71.94kPa≥0偏心荷载合力作用点在核心区内。
空罐时,相应于荷载效应标准组合时,基础边缘的最小压力值:P kmin=(F k+G k)/A-M kx/W x-M ky/W y(150+500)/16-166.31/10.67-166.31/10.67=9.45kPa≥0=偏心荷载合力作用点在核心区内。
水泥粉料仓计算书【专业版】(文档可以直接使用,也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载)1:仓段计算1.1:直段:(一)受力分析(标准值)直段高H=8.7m 直径D=6m H/D=8.7/6=1.45 接近1.5 ,且D>4m,可按深仓理论计算。
仓顶荷载:袋式除尘器:424kg,其它等共600kg~kg/m仓顶自重1211kg~65kg/m。
壁板:δ=4 31.4kg/m2δ=5 39.25kg/m2u:贮料与摩擦系数,k:侧压力系数k=tg(450-φ/2)s:仓顶到计算截面距离p:水力半径Cn:水平压力修正系数Cv:垂直压力修正系数。
r:贮料密度.1.6t/m3=15.68KN/m3(二、) 壁板厚度及横劲1、区段A:高度(0~.1.25m)a、壁板厚度:P环=18.12KN/m P压=18.12KN/m取δ=4mmσ切=[(18.12/9.8)x100]/(0.4x100)=46.2kg/cm2σ法Arrayσ总=b、横劲r2)径向力:Nφ=o)=14.56 KN/m环向力:Nθ=cos9o ctg9o=28.41 KN/m环向拉力:T=14.56x3xcos9o=43.14 KN=4.4T取[10 A=12.74Cm2λ=4402/12.74=345kg/ cm22、区段:Ca、壁板厚度:P环=92.43KN/m P压=3.73+37.74=41.47KN/m 取δ=5mmσ切=[(92.43/9.8)x100]/(0.5x100)=188.7kg/cm2σ法=[(41.47/9.8)x100]/(0.5x100)=84.63kg/cm2σ总=207kg/cm2<1700 kg/cm2b、横劲环向力P环=80.67KN/m N环=100.84KN/m取[10 A=12.74Cm2λ=23、区段:Da、壁板厚度:P环=103.5KN/m P压=4.29+49.36=53.65KN/m 取δ=6mmσ切=[(103.5/9.8)x100]/(0.6x100)=176kg/cm2σ法=[(53.65/9.8)x100]/(0.6x100)=91.24kg/cm2σ总=198kg/cm2<1700 kg/cm2b、横劲环向力P环=92.43KN/m N环=113.22KN/m取[14 A=18.51Cm2 λ=21.2、锥段:法向拉力:P N=ξP V ξ=cos2α+ksin2α=0.5 k=0.3333 α=60o 环向拉力:N P=P N ctgαl=38.838 l斜拉力:Nmin=(l ctgαl/2){P V+[ r(sinα)/(3 l2) ] (l3- l13 )}吊挂设备引起的斜拉力忽略+34.8x152+2x48.1x402=579698 cm4W=7246 cm3λ跨中=(36.27x100000)/7246=500kg/ cm2 2;排架2.1:荷载1、贮料:350t自重:21.682t附属物重:1.5t2、风载:W=ΒZ U s U z W o=51kg/m2W O基本风压35kg/m2(北京地区十年一遇最大风力)U s<0.7U z=1.14βZ =1.83自振周期T=0.56+0.4x10-3(h2/D)h=19.75mD=6mT=0.586s>0.25s所以考虑风振系数βZ =1+[(ξυφZ)/ U z ]=1+[(1.88)/ 1.14 ]=1.83风载作用点:S=6x8.7x(8.7/2+4.81)+(6+0.4)x(4.841/20x(4.841x2/3)=480+50=530Z=7.8m风载P=51xA=51x67.69=3452kg2.2;内力:1、立柱:N1=(350+21682+1.5)/4=93.3t用L80x8 A=12.3 cm2λ=2675/1.57=217 kg/ cm2<250 kg/ cm2②N压=1.726t λ=424.3/2.44=174>150φ=0.932 λ=23、连接件:①斜撑螺栓:M20 精制螺栓抗剪承载力4.241t/个3x4.241t=12.723t②立站:M36 地脚螺栓抗剪承载力8.99t/个4x8.99t=35.96t毕业设计题目一榀框架计算书班级土木工程 2006级高本学生姓名孟凡龙指导老师2021.5摘要本工程为济南某综合教学楼楼,主体三层,钢筋混凝土框架结构。
XX铁路XX标第X搅拌站罐仓基础承载力及罐仓抗风计算书计算:复核:中铁X局集团XX铁路项目经理部2010年12月一、工程概况中铁X局XX铁路六标第X搅拌站,配备HZS90搅拌机、HZS120搅拌机各一台,每台搅拌机设有6个100吨级储料罐仓。
根据厂家提供的拌和站安装施工图,确定罐仓基础呈扇型布置,尺寸如下:根据现场地质情况,基础浇筑厚度为1.5m,混凝土强度等级为C30。
二、基础承载力检算1、相关计算公式根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002,fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)式中fa--修正后的地基承载力特征值fak--地基承载力特征值ηb、ηd--基础宽度和埋深的地基承载力修正系数γ--基础底面以下土的重度,地下水位以下取浮重度;b--基础底面宽度(m),当基宽小于3m按3m取值,大于6m 按6m取值;γm--基础底面以上土的加权平均重度,地下水位以下取浮重度;d--基础埋置深度(m)。
2、承载力检算不考虑摩擦力的影响,罐仓与基础自重P1=1100kN*6+基础自身重量,基础自身重量=95m3*24kN/m3=2280kN则P1=1100kN*6+95m3*24kN/m3=6600+2280=8880kN最大应力f K=8880/64=139Kpa修正后地基承载力特征值:fa=120+0*(6-3)+2280/64=155KPa(根据现场地质情况地基承载力特征值fak取120 Kpa)计算结果f K=139KPa<fa=155KPa 承载力满足要求三、罐仓抗风检算1、相关计算公式根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2001,风荷载强度:W=K1K2K3W0= K1K2K3V2/1.6W —风荷载强度PaW0—基本风压值PaK1、K2、K3—风荷载系数,查表分别取0.8、1.13、1.0V—风速m/s,本次按照XX地区最大风速20.7m/s检算抗倾覆计算:K c=M1/ M2=[(P1*0.5*基础宽)/(14*P2*受风面)]K c≥1.5 即满足抗倾覆要求M1—抵抗弯距kN•mM2—抵抗弯距kN•mP1—储蓄罐与基础自重kNP2—风荷载kN2、抗倾覆检算W=K1K2K3W0=K1K2K3V²/1.6=0.8*1.13*1.0*20.7²/1.6=242.1paP2=W/1000=0.2421kN罐仓顶至地表面距离为15米,罐身长12m,6个罐基本并排竖立,受风面210m²,整体受风力抵抗风载,在最不利风力下计算基础的抗倾覆性。
1、校核依据
《建筑结构荷载规》 GB50009-2012
《钢结构设计规》 GB50017-2003
2、主要参数
2.1 设计参数
粉罐直径:φ2900mm;
粉罐高度:13500mm(不含底锥);
底部支腿高度:7230mm;
上栏杆高度:1000mm;
罐体板材材料:δ6钢板;
支腿材料:φ219mm×6焊接管;
支腿横、斜撑材料:10#槽钢。
2.2 环境参数
风速:70m/s(十二级风)
3、基本载荷
=9200 Kg=92000N
3.1 粉罐自重: G
1
水泥重量:G
=100000 Kg=1000000N
2
3.2 风载荷P W
P
CK
qA
h
W
P ---- 作用在水泥罐上的风载荷,N;
W
C ---- 风力系数, C=1.3;
υ---- 风速,υ=70m/s
K ---- 风压高度变化系数,
h
q ---- 计算风压2
/m
N, q=0.613υ2 A---- 水泥罐垂直于风向的迎风面积,2m
P
1
W =CK
h
qA=0.613 CK
h
υ2A
C=1.3 K
h
=1.39 υ=70 A=1㎡,代入上式得:
P
1
W
=5428N
P
2
W =CK
h
qA=0.613 CK
h
υ2A
C=1.3 K
h
=1.23 υ=70 A=60㎡,代入上式得:
P
2
W
=288175N
P
3
W =CK
h
qA=0.613 CK
h
υ2A
C=1.3 K
h
=1 υ=70 A=4㎡,代入上式得:
P
3
W
=15620N
4、强度计算
水泥罐受力部分主要为罐体底部支腿,支腿竖向承受水泥粉罐自重和散装水泥的重量,同时横向承受罐体受风的侧压力而对支腿产生的拉力。
检算过程依据《起重机设计手册》第三章中风载荷计算的相关容。
4.1 支腿强度计算
支腿强度计算分两种情况进行,第一种风正面吹向水泥粉罐,即方向垂直与支腿连接线;第二种风斜面吹向水泥粉罐,即支腿对角线方向。
4.1.1 风向垂直于支腿连接线
h
1=15.3m h
2
=12.71m h
3
=4.9m L
1
=1.95m
4.1.1.1 以B点为支点 (1)粉罐空载时
P
1
W h
1
+ P
2
W
h
2
+ P
3
W
h
3
=P
A
L
1
+G
1
×0.5 L
1
得:P
A
=19127368N
(2)粉罐满载时
P
1
W h
1
+ P
2
W
h
2
+ P
3
W
h
3
=P
A
L
1
+(G
1
+ G
2
)×0.5 L
1
得:P
A
=1312737 N
4.1.1.2 以A点为支点 (1)粉罐空载时
P
1
W h
1
+ P
2
W
h
2
+ P
3
W
h
3
+G
1
×0.5 L
1
=P
B
L
1
得: P
B
=2558736.41N
(2)粉罐满载时
P
1
W h
1
+ P
2
W
h
2
+ P
3
W
h
3
+(G
1
+ G
2
)×0.5 L
1
=P
B
L
1
得:P
B
=2604736.92N
支腿底部及加强筋的横截面为A=15.662×103 ㎡,则最大强度为:
σ= P
B
/2A=83.2 Mpa <[σ] =215 Mpa (校核满足要求)([σ]查GB50017-2003《钢结构设计规》,得钢材的抗拉强度值为215 Mpa)4.1.2 风向为支腿对角线方向
h
1=15.3m h
2
=12.71m h
3
=4.9m L
2
=2.9m
4.1.2.1 以B点为支点 (1)粉罐空载时
P
1
W h
1
+ P
2
W
h
2
+ P
3
W
h
3
=P
A
L
2
+G
1
×0.5 L
2
+P
C
×0.5 L
2
+ P
D
×0.5 L
2
其中: P
C
= P
D
=0.5 P
A
得: P
A
=478054.5N
(2)粉罐满载时
P
1
W h
1
+ P
2
W
h
2
+ P
3
W
h
3
=P
A
L
2
+(G
1
+ G
2
)×0.5 L
2
+P
C
×0.5 L
2
+ P
D
×
0.5 L
2
其中: P
C
= P
D
=0.5 P
A
得: P
A
= 231047.6N
4.1.2.2 以A点为支点 (1)粉罐空载时
P
1
W h
1
+ P
2
W
h
2
+ P
3
W
h
3
+G
1
×0.5 L
2
=P
B
L
2
+ P
C
×0.5 L
2
+P
D
×0.5 L
2
其中: P
C
= P
D
=0.5 P
B
得: P
B
=888629.2N
(2)粉罐满载时
P
1
W
h
1
+ P
2
W
h
2
+ P
3
W
h
3
+(G
1
+ G
2
)×0.5 L
2
=P
B
L
2
+ P
C
×0.5
L
2+P
D
×0.5 L
2
其中: P
C
= P
D
=0.5 P
B
得: P
B
=1026560.23N
支腿底部及加强筋的横截面为A=15.662×103 ㎡,则最大强度为:
σ= P
B
/2A=32.77 Mpa <[σ]= 215 Mpa (校核满足要求)
4.2 焊缝强度计算
支腿底部与基础采用接方式连接,焊管周围布有6块三角加强筋,焊缝为直角焊缝,焊接形式为满焊,查GB50017-2003《钢结构设计规》得,16mm
以下钢板焊缝的抗拉强度值为[σ]=160 Mpa ,[τ]=125 Mpa 。
4.2.1 正面角焊缝的强度计算(作用力垂直于焊缝长度方向)
σf =
w
e l h N
≤βf f w f
其中 σf -按焊缝有效截面计算,垂直于焊缝长度的应力 h e -角焊缝的计算厚度,h e =4.3×103-m l w -角焊缝的计算长度,l w =0.9m f w f -角焊缝的强度设计值,f w f =160 Mpa βf -正面角焊缝的强度设计值增大系数,βf =1.22 N-风载荷,N=288175N 代入上式得: σf =74.46 Mpa < 195.2 Mpa
4.2.2 侧面角焊缝的强度计算(作用力平行于焊缝长度方向)
τf =
w
e l h N
≤f w f 其中 τf -按焊缝有效截面计算,沿焊缝长度方向的剪应力
h e -角焊缝的计算厚度,h e =7.14×103-m l w -角焊缝的计算长度,l w =0.6m f w f -角焊缝的强度设计值,f w f =160 Mpa N-风载荷,N=288175N 代入上式得:
τ
f
=67.27 Mpa < 160 Mpa
4.2.3 在各种综合作用下,σ
f 和τ
f
共同作用处
将上面计算结果代入公式得:87.35 Mpa < 160 Mpa 5、计算结果及强度分析
由以上计算结果得知,支腿的抗风强度满足使用要求。