120吨水泥粉罐抗风强度计算书
- 格式:doc
- 大小:721.22 KB
- 文档页数:8
粉罐基础承载力简算书编制:审核:审批:中铁xx局xx铁路xx标项目部拌合站二〇一六年六月目录一、计算公式 (1)1、地基承载力 (1)2、风荷载强度 (1)3、基础抗倾覆计算 (2)4、基础抗滑稳定性验算 (2)5、基础承载力 (2)二、储料罐基础验算 (2)1、储料罐地基开挖及浇筑 (2)2、储料罐基础验算过程 (3)2.1 地基承载力 (3)2.2 基础抗倾覆 (4)2.3 基础滑动稳定性 (5)2.4 储蓄罐支腿处混凝土承压性 (5)拌合站粉仓基础承载力计算书xx铁路标混凝土拌和站配备2HZS120拌和机,拌合楼处位于线路DKxxx+xxx右侧,占地面积21亩,靠近有公路、县道和乡道。
每台拌和机配5个粉罐,每个水泥罐自重8t,装满水泥重100t,合计108t;水泥罐直径2.8m。
水泥罐基础采用C25钢筋砼扩大基础满足5个水泥罐同时安装。
5个罐放置在圆环形基础上,圆环内圆弧长14.651米,外圆弧长21.026米,立柱基础高3.3m,外露0.3m,埋入扩大基础1m。
扩大基础采用φ18@300mm×300mm上下两层钢筋网片,架立筋采用φ18@450mm×450mm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。
水泥罐总高18.5米,罐高13.5米,罐径2.8米,柱高5m,柱子为4根正方形布置,柱子间距为2.06米,柱子材料为D21.9cm厚度8mm的钢管柱。
施工前先对地基进行换填处理,处理后现场检测,测得地基承载力超过350kpa。
一、计算公式1、地基承载力P/A=σ≤σ0P—储蓄罐重量 KNA—基础作用于地基上有效面积mm2σ—土基受到的压应力 MPaσ0—土基容许的应力 MPa通过地质触探并经过计算得出土基容许的应力σ0=140Kpa2、风荷载强度W=K1K2K3W0= K1K2K31/1.6v2W —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,取20.5m/sσ—土基受到的压应力 MPaσ0—土基容许的应力 MPa3、基础抗倾覆计算K c=M1/ M2=P1×1/2×基础宽/ P2×受风面×H≥1.5 即满足要求 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 KN4、基础抗滑稳定性验算K0= P1×f/ P2≥1.3 即满足要求P1—储蓄罐与基础自重 KNP2—风荷载 KNf-----基底摩擦系数,查表得0.25;5、基础承载力P/A=σ≤σ0P—储蓄罐单腿重量 KNA—储蓄罐单腿有效面积mm2σ—基础受到的压应力 MPaσ0—砼容许的应力 MPa二、储料罐基础验算1、储料罐地基开挖及浇筑根据厂家提供的拌和站安装施工图,现场平面尺寸如下:一台拌和机五个罐地基开挖尺寸为半径为8.68m圆的1/3的范围,中心长18m,宽3.75m,总面积为66.564m2,浇筑深度为基础埋深3.0m。
HZS60混凝土拌合站粉料罐基础计算书一、拌和站罐基础设计概括计划投入一套HZS60拌合站,单套HZS60拌合站投入1个200t 型水泥罐(装满材料后)和1个100t 粉煤灰罐(装满材料后)。
根据公司以往拌和站施工经验,结合现场地质条件以及基础受力验算,水泥罐采用砼扩大基础,基础顶预埋地脚钢板与水泥罐支腿满焊或螺栓连接。
二、基本参数1、风荷载参数:查询公路桥涵设计通用规范得知:本工程相邻地区咸阳市礼泉县最大风速:s m V /3.21max =;2、仓体自重:200t 罐体自重约16t ,装满材料后总重为216t ; 100t 罐体自重约8t ,装满材料后总重为108t 。
3、扩大基础置于灰岩上,地基承载力基本容许值[]Kpa f a 6800=; 4、当采用两个水泥罐基础共同放置在一个扩大基础上时,扩大基础尺寸为10.24m ×6m ×2m (长×宽×高);三、空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算1、受力计算模型(按最不利200吨罐体计算),空仓时受十年一遇风荷载,得计算模型如下所示:F1F2F3GR图3-1 空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算模型2、风荷载计算根据《公路桥涵设计通用规范》可知,风荷载标准值按下式计算:gV W d k 22γ=;查《公路桥涵设计通用规范》得各参数取值如下:空气重力密度:01199899.0012017.00001.0==-Zeγ; 地面风速统一偏安全按离地20m 取:s m V k k V /92.32max 5220==; 其中:12.12=k ,38.15=k ,s m V /3.21max =;代入各分项数据得:222/66.08.9292.3201199899.02m KN g V W d k =⨯⨯==γ单个水泥罐所受风力计算: ①、迎风面积:216.58.22m A =⨯= 作用力:2KN 7.36.566.01=⨯=F 作用高度:m H 94.181=②、迎风面积:2215.3123.65m A =⨯= 作用力:KN 56.2015.3166.02=⨯=F 作用高度:m H 43.142=③、迎风面积:235.112/6.45m A =⨯= 作用力:KN 59.75.1166.03=⨯=F 作用高度:m H 01.93= 2、单个水泥罐倾覆力矩计算m KN h F M i i ⋅=⨯+⨯+⨯=⨯=∑52.43501.959.743.1456.2094.1872.331倾3、稳定力矩及稳定系数计算假定筒仓绕单边两支腿轴线倾覆,稳定力矩由两部分组成,一部分是仓体自重稳定力矩1稳M ,另一部分是扩大基础自重产生的稳定力矩2稳M 。
兰新铁路第二双线(乌鲁木齐段)LXTJ4标二工区拌合站风荷载检算书农十三师勘测设计院2010.03兰新线搅拌站粉料罐抗风载荷计算1、基本情况:本检算适用于兰新铁路第二双线LXTJ4标段二工区哈密梁场、3#、4#、5#拌合站,风速按35m/s进行设计,本工区所有拌合站粉罐通过钢桁架与基础预埋件进行焊接连接,基础预埋件为特制预埋钢板与预埋钢筋采用可靠焊接,基础埋深地面以下 3.5m,基础地面为泥岩层,地基承载力为250KPa,此处各刚构件之间焊接均满足规范要求,故在风荷载检算过程中不考虑各钢构件连接强度和地基承载力。
由于此拌合站风罐迎风面积较大,只考虑此粉罐在35m/s风速下能否满足倾覆稳定性验算。
水泥罐相关尺寸:罐体高度24.35m,上部除尘器直径0.8m,高1.6m;中部主体直径3.16m,高13.79m,主体上方有0.2高上锥体,上口:直径0.8m;主体下方有2.44m下锥体,下口直径0.3m;支腿直径0.219m,高8.8m。
2、检算步骤:风压:垂直于罐体的风压按下式计算:ωk = βz×μ s×μ z×ω 0 (GB5009-2001结构荷载规范7.1.1-1)式中:ω k—风荷载标准直(KN/m2)β z—主度Z处的风振系数。
μ s—风荷载体型系数。
参表7.3.1 36项取μ s=0.6μ z—风压高度变化系数。
参表7.2.1,取μ z=1.8ω 0—基本风压(KN/m2)。
参表D.4,按哈密本地50年一遇,风速按35m/s进行取值,有ω 0=0.6 KN/m2β z = 1 + ζ×ν×Ψ z/μ zζ—脉动增大系数ν—脉动影响系数Ψ z—振动系数μ z—风压高度变化系数自振周期T1圆柱(筒)基础塔(塔壁厚不大于30mm)当H^2/D0<700时,T1=0.35+0.85×10^(-3) × H^2/D0H —总高(m),H=24.35mD0—外径(m),对变径,可按各段高度为权,取外径的加权平均值。
1#拌合站120型拌合机水泥罐地基处理方案验算1、地基处理方案1#拌合站120型拌合机共配置150t水泥罐3个,100t粉料罐2个,罐体自重2t,地基处理方案:罐体下部设置1m厚钢筋混凝土扩大基础,扩大基础下部为25根φ50cmCFG桩基础,桩基长度16m,其中20根桩基位置对应20个罐体支腿,剩余5根位置对应5个罐体的中心,(最大桩间距2.13m,最小桩间距0.79m),桩间换填1m厚毛渣。
2、荷载计算(1)水泥罐及基础总荷载G(KN)计算G=mg=850500*9.8=8334900N=8334.9KN注:m——水泥罐装满时的重量+水泥罐自重+混凝土基础重量=(150t*3+100t*2)+2t*5+76.2m2*2.5t/m2=850.5t=850500kg;g——重力加速度,取值9.8g/cm3。
(2)水泥罐及基础荷载P(KPa)计算P=G/S= 8334900/76.2=109381.89Pa=109.38KPa 注:G——总荷载;S——水泥罐混凝土基础面积,根据图纸计算为76.2㎡。
(3)CFG单桩承载力控制值按1.5倍安全系数来计算,CFG单桩承载力控制值[R]:[R]=G/n*1.5=8334.9/25*1.5=500.1KN注:G——总荷载;n——CFG桩根数。
(4)复合地基承载力控制值[f spk](KPa)计算按1.5倍安全系数来计算,复合地基承载力控制值[f spk]:[f spk]=1.5P=164.07KPa3、CFG桩单桩承载力验算(1)单桩承载力特征值Ra计算Ra=μp*∑qsi*li+Ap*qp=3.14*0.5*(12.5*1.9+22.5*1+10*3.5+25*5.5+25*4.1)+3.14*0.252*350 =573KN注:up——桩的周长(m)=3.14*0.5mAp——桩身有效截面积(㎡)=3.14*0.252㎡i ——桩身范围内所划分的土层数,1~5qsi、 qp——桩周第层上的侧阻力、桩端端阻力特征值(KPa),可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007 有关规定确定:侧阻力:qs1=12.5KPa(杂填土),qs2=22.5KPa(粉质黏土),qs3=10KPa(淤泥),qs4=25KPa (粉质黏土),qs5=25KPa(中砂)端阻力:qp=350KPa(中砂)li——第层土的厚度(m),l1=1.9m,l2=1m,l3=3.5m,l4=5.5m,l5=4.1m。
中南通道150t 水泥罐基础简算一、 空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算1、计算模型2、风力计算:风荷载强度计算:0z s Z W W ⋅⋅⋅=μμβ基本风压:Pa v W 8516.19.366.1220===A 1=0.8×0.8×1.5=0.96m 2 F 1=0.8×1.25×1.5×851×0.96=1225N作用高度:H 1=20.4mA 2=3.4×12=40.8m 2 F 2=0.8×1×1.5×851×40.8=41665N作用高度:H 2=14mA 3=4/2×3.4=6.8 m 2 F 3=0.5×1×1×851×6.8=2893.4N作用高度:H 3=6mA 4=4×3.4×0.05=0.68 m 2 F 4=0.5×1×1×851×0.68=289N作用高度:H 4=2m3、倾覆力矩计算:m t F M i ⋅=⨯+⨯+⨯+⨯=⋅=∑6.6222896289314416654.201225h i 41倾4、稳定力矩计算:假定筒仓绕AB 轴倾覆,稳定力矩由两部分组成,一部分是仓体自重(按15t 计)稳定力矩M 稳1,另一部分是水泥仓立柱与基础连接螺栓抗拉产生的稳定力矩M 稳2。
m t M ⋅=⨯=182.1151稳考虑1.5倍的抗倾覆系数,则M 稳2≥75.9t ∙m ,单个支腿的需提供的抗拉力不小于15.8t 。
单支腿设计抗拉力为25t ,满足要求。
二、 管桩计算采用4根摩擦型Φ426δ=8mm 钢管桩,单桩承载力按70t 设计,由沉桩承载力容许值计算公式:Ra=11.5ui=1nailiqik+arAPqrkRa —单桩轴向受压承载力容许值,按规范应取1.25的抗力系数,因所给资料荷载不明确,对于150t 水泥罐单桩70t 应该有较大富裕,暂定70t 为单桩承载力容许值。
120T水泥仓结构计算一、120T水泥仓简介云桂线120T水泥仓主要包括9节直径为3m筒体、顶锥体、底锥体、底架体、爬梯、顶护栏等组成,另外包括除尘器等附属设备。
二、计算主要参数:水泥密度:1.35x103kg/m2水泥仓水泥重量(满载时):120T单个水泥仓结构件重量:约8T三、计算依据1.《钢结构设计规范》(GB50012-2003)2.《路桥施工常用数据手册》(杨文渊)3.《粮食钢板仓设计规范》(GB50322-2001)4.《钢制焊接常压容器》(JB/T4735-1997)四、计算方法采用有限元法,分2次建模进行计算,即筒体和底架体2部分。
五、筒体检算1、结构概述:筒体直径为3m,共9节,每节1.28m,面板采用4mm钢板,每2节之间环向接缝位置设置一圈环向[6.3抱箍;底锥体一节2.4m,面板采用5mm钢板;2、结构荷载结构所受荷载主要包括以下3种:①储料作用于仓壁水平压力P h;②储料作用于漏斗顶面处的竖向压力P v;③筒体自重;其中水平压力P h:Ch=2.0 ρ=3m/4=0.75m μ=0.3 k=0.333所以 P h=67.5(1-e-0.1332s)由上式可知道,筒体水平压力为一随着高度增加曲线压力递增加的函数,在s=11.52m时,其水平压力最大值为:P hmax=67.5(1-e-0.1332s)=67.5(1- e-0.1332x11.52)=52.65kpa由于流体压力荷载:P mas=γs(γ为重力密度)=13.5Kn/m3x11.52m=155.5Kn/m2>52.65kpa,为便于施加水平荷载,水平压力按流体压力荷载P hmax=γs(γ为重力密度)加载。
竖向压力P v:Cv=1.4 ρ=3m/4=0.75m μ=0.3 k=0.333所以 P h=142(1-e-0.1332s)在s=11.52m时,其竖向压力最大值为:P hmax=142(1-e-0.1332s)=142(1- e-0.1332x11.52)=111kpa偏安全,模型加载的竖向压力按P v=120T/3.14X1.52m2=170kpa考虑图5-1 筒体计算模型简图3、结构模型及计算结果面板按板单元,环向抱箍([6.3)按梁单元进行筒体结构建模型如下:0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.1-0.1-0.2-0.1-0.2-0.0-0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.1-0.20.00.0-0.0-0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.20.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.1-0.1-0.20.00.0-0.0-0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.1-0.20.00.0-0.0-0.0-0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.1-0.20.0-0.0-0.0-0.0-0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.1-0.2-0.00.00.0-0.1-0.2-0.1-0.1-0.2-0.0-0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.20.00.0-0.1-0.0-0.10.00.0-0.0-0.0-0.0-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.1-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2--0.20.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2-0.2图5-2 筒体计算模型计算结果如下: a 、支点反力:(见图5-3)F MAX =31T图5-3 筒体反力图(单位:T )b 、变形:(见图5-4) δmax =4.7mm ,满足要求!图5-4 筒体位移图(单位:mm)c、板单元应力:(见图5-5/6)1、板单元组合应力(见图5-5)σmax=85.3Mpa<[σ]=215mpa 安全系数K=215/85.3=2.5,满足要求!图5-5 筒体板单元组合应力图(单位:MPa)2、板单元剪应力:(见图5-6)τmax=91Mpa<[τ]=129mpa 安全系数K=129/91=1.4,满足要求!图5-6 筒体板单元剪切应力图(单位:MPa)d、筒体梁单元应力:(见图5-7/8)1、筒体梁单元组合应力:(见图5-7)在筒体第一节位置,因σmax=340Mpa>[σ]=215mpa,考虑到由于施加的水平荷载值偏大,实际在此位置的组合应力应远小于215mpa。
水泥罐及粉煤灰罐基础计算书1、千灯湖站地层情况自上而下分布如下:杂填土:0~3.3m;粉细砂层:0~5.5m;粉砂岩:0~6.5m。
该地层经过了φ550@400 深约14m的深层搅拌桩加固。
2、荷载分析静荷载:支架40.5t;水泥罐装水泥60t; 粉煤灰可装40T。
动荷载:施工不考虑;风荷载:根据气象资料,按10级台风计算。
3、水泥罐及粉煤灰罐基础设计承台砼为C30,承台尺寸为:8900mm×4400mm×600mm。
4、受力及变形验算(1)基础竖向承载力验算静荷载:V=405+1000=1405kNG =8.9×4.4×0.6×25=586.5kN式中V—为水泥罐自重水泥罐空壳及支架自重40.5T,水泥罐可装60T水泥,粉煤灰可装40T;G—为基础重量;深层搅拌桩复合地基承载力:f——复合地基承载力特征值(kPa)spkm——面积置换率,桩的截面积除以设计要求每一根桩所承担的处理面积;a R ——单桩竖向承载力特征值(KN )p A ——桩的截面积(2m )β——桩间土承载力折减系数,当桩端土未经修正的承载力特征值大于桩周土的承载力特征值的平均值时,可取0.1~0.4,差值大时取低值;当桩端土未经修正的承载力特征值小于或等于桩周土的承载力特征值的平均值时,可取0.5~0.9,差值大时或设置褥垫层时均取高值;桩竖向承载力特征值a R 可按下列二式进行估算,由水泥强度确定的a R 宜大于地基抗力所提供的a R 。
1P na p si i p i R u q l q A α==+∑ ① a cu P R f A η= ②式中:p u ——桩的周长(m );n ——桩长范围内的土层数;si q ——桩周第i 层土的侧阻力特征值,淤泥可取4~7kpa ;淤泥质土可取6~12kpa ;软塑状的黏性土可取10~15kpa ;对可塑状的黏性土、稍密中粗砂可取12~18kpa ;对稍密粉土和稍密的粉细砂可取8~15kpa ;p q ——桩端地基土未经修正的承载力特征值(kpa ),可按现行广东省标准《建筑地基基础设计规范》DBJ-15-31有关规定取值;i l ——第i 层土层的厚度(m );α——桩端天然地基土的承载力折减系数,可取0.6~0.8;承载力高时取低值; η——桩身水泥土强度折减系数;cu f ——桩身水泥标准抗压强度;根据地质勘察资料:V+G/A=50.86(Kpa)<fspk满足要求(2)抗倾覆验算:0.95MG-1.2 MK>0MG—自重及压重产生的稳定力矩kN.m,0.95安全系数,按最不利情况(空罐)考虑;MK—风荷载产生的力矩kN.m,1.2安全系数;MG=(405+750)×2.5= 2887.5kN.mMK=WK×2.5WK—风荷载标准值;WK=βZμSμZWO=2.0×0.8×1.25×0.5=1.0 kN/m2βZ—风振系数,取2.0;μS—体型系数,取0.8;μZ—风压高度变化系数,取1.25;WO—基本风压,按10级大风计算,取0.5 kN/m2;0.95MG-1.2 MK=0.95×2887.5-1.2×1.0×18×2.8×2×9= 2743.125- 1088.64= 1654.485>0满足要求。
抗倾覆计算书我们知道,风压就是垂直于气流方向的平面所受到的风的压力。
根据伯努利方程得出的风-压关系,风的动压为wp =0.5·ro·v2(1)其中wp为风压[kN/m2],ro为空气密度[kg/m3],v为风速[m/s]。
由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为r=ro·g, 因此有 ro=r/g。
在(1)中使用这一关系,得到wp =0.5·r·v2/g(2)此式为标准风压公式。
在标准状态下(气压为1013 hPa, 温度为15°C), 空气重度 r=0.01225 [kN/m3]。
纬度为45°处的重力加速度g=9.8[m/s2], 我们得到wp = v2/1600 (3)此式为用风速估计风压的通用公式。
应当指出的是,空气重度和重力加速度随纬度和海拔高度而变。
一般来说,r/g 在高原上要比在平原地区小,也就是说同样的风速在相同的温度下,其产生的风压在高原上比在平原地区小。
将风速代入(3), 10 级大风相当于 24.5m/s~28.4m/s, 取风速上限28.4m/s, 得到风压wp=0.5 [kN/m2], 相当于每平方米广告牌承受约51千克力。
水泥仓最不利时为空罐状态,总量:G=7000千克力,混凝土基础G1=20000千克力单侧受压面积S=11.5*1.4=16.1平米最大允许倾覆力量:FmaxL1* Fmax= L2 *(G+G1)Fmax=L2/L1*G=1980/17000*27000=3144.7千克力根据衡阳地区10级风压计算表计算:F倾=w*s=51*16.1=821.1千克力抗倾覆力Fmax远大于10级风时的倾覆力。
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。
望安高速150t 水泥仓粉罐基础设计计算书一、 各项参数:1、 风荷载参数计算风力考虑8级,最大风速v=20.7m/s2、 仓体自重:G=15t二、 空仓时整体抗倾覆稳定性稳定性计算1、 计算模型1.2AB CD风荷载强度计算:风荷载强度计算:0321W K K K W ⋅⋅⋅=其中 基本风压:风载体形系数:K1=0.8风压高度变化系数:K2=1.0地形、地理变化系数,按一般平坦空旷地区取K3=1.0W=0.8×1.0×1.0×267.81=214.25Pa2、 风力计算:A 1=1.522×1.2=1.826m 2,考虑仓顶护栏等,提高1.5倍F 1=214.25×1.826×1.5=586.83N作用高度:H 1=19.322-1.522/2=18.561mA 2=(3.8+0.063×2) ×9.0=35.334m 2F 2=214.25×35.334=7570N作用高度:H 2=8.8+9/2=13.3mA 3=(3.926+0.3)/2×3.3=6.973 m 2F 3=214.25×6.973=1493.97N作用高度:H 3=8.8-3.3/3=7.7mA 4=3.8×2×0.3=2.28 m 2F 4=214.25×2.28=488.49N作用高度:H 4=5.5m3、 倾覆力矩计算:mt F M i ⋅=⨯+⨯+⨯+⨯=⋅=∑58.125.549.4887.797.14933.137570561.1883.586h i 41倾稳定力矩计算:假定筒仓绕AB 轴倾覆,稳定力矩由两部分组成,一部分是仓体自重稳定力矩M 稳1,另一部分是水泥仓立柱与基础连接螺栓抗拉产生的稳定力矩M 稳2。
(每个支撑立柱与基础之间的向上抗拔力按8t 计算)4、 稳定系数三、 地基承载力计算单仓基础按4m*4m ,高度1.5m 设计,混凝土采用C25。
青岛市红岛—胶南城际(井冈山路—大珠山段)
轨道交通工程
朝两区间1号竖井水泥罐抗风强度计算
编制:
审核:
批准:
中国交建青岛轨道交通R3线工程五工区项目经理部
二○一四年十二月十六日
1、校核依据
《建筑结构荷载规范》 GB50009-2012
《钢结构设计规范》 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
=120000 Kg=1200000N
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内容。
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《钢结构设计规范》,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《钢结构设计规范》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:
τf =67.27 Mpa < 160 Mpa
4.2.3 在各种综合作用下,σf 和τf 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。