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文档简介

水泥砼系统水泥罐稳定性计算书根据测量结果,一、二、三工区水泥罐顶部中心与底部中心偏离最大的是:一工区贵广120楼的直径为3.25m,高度为23.467m的水泥罐,偏离值为15cm。因此,以罐体直径为3.25m,高度为23.467m的水泥罐为计算对象,计算条件为:12级台风,风速取36.9m/s,且风向与罐体的倾斜方向一致;水泥重量按满载150t计;考虑测量误差,偏离值按20cm计算。一、风荷载计算1.计算罐体下部排架的迎风面积S1罐体下部排架包括立柱、支撑角钢及焊接肋板等a 21988258立柱4根0.2198.34=7.271 b支撑角钢7583283型,共8根;7581907型,共4根;7582834型,共4根; 0.0753.2838+0.0751.9074+0.0752.8344=3.392 C焊接肋板 -8253403型共4块;-899250型共4块; -8235830型共4块;-8250764型共4块; -8250323型共4块;-874250型共4块; :(0.09+0.235)0.4031/24=0.263; :(0.0990.25)1/24=0.05; :0.2350.834=0.78; :0.250.7644=0.764; :(0.25+0.09)0.3231/24=0.22; :0.740.251/24=0.37;S1=7.271+3.392+0.263+0.05+0.78+0.764+0.22+0.37 =13.112.上部罐体的迎风面积S2上部罐体可分为三部分:高度7m9m圆锥体部分、高度9m23.25m圆柱罐体部分、高度23.25m以上不规则部分,取罐体最大截面积为迎风面积。a高度7m9m罐体部分的迎风面积1/23.252=3.25b高度9m23.25m罐体部分的迎风面积3.25(23.259)=46.313 c高度23.25m以上罐体部分的迎风面积 (3.25+0.687)0.2171/2+0.030.6572 =0.467 d上部罐体的迎风面积S2 S2=3.25+46.313+0.467 =50.03 3风力计算 a风力公式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=0.5rov (1) 其中 wp 为风压kN/m,ro为空气密度kg/m,v为风速m/s。 由于空气密度(ro)和重度(r)的关系为 r=rog, 因此有 ro=r/g。在(1)中使用这一关系,得到 : wp=0.5rv/g (2) 此式为标准风压公式。在标准状态下(气压为1013 hPa(毫巴), 温度为15C), 空气重度 r=0.01225 kN/m。纬度为45处的重力加速度g=9.8m/s, 得到 wp=v/1600 (3) 此式为用风速估计风压的通用公式。将风速代入(3), 12 级大风相当于 32.7m/s-36.9 m/s, 取最大值36.9 m/s,得到风压wp0.85kN/m;b风荷载计算:上部罐体所受风力F1F1=0.8550.03=42.53KN:下部排架所受风力F2F2=0.8513.11=11.14KN :水泥罐整体受到的风力F3 F3= F1+ F2=53.67 KN二、 水泥及罐体自重力的计算1.重心计算a上部罐体重心高度位置h1的计算满负荷工作时,上部罐体重心在罐体中心位置处。:上部罐体体积VV=1/32.5(3.25/2)2+(3.25/2)2(23.259.5)+1/3(3.25/2)20.2171/3(0.687/2)20.076=6.91+114+2.7640.094=123.58m:上部罐体重心距地面高度h1123.58/2=6.91+(3.25/2)2(h19.5)得:h1=16.12mb下部排架结构的重心距地面高度h2h2=(8.3/2)+0.5=4.65m2满负荷工作时,水泥罐质量及整体重心位置计算:满负荷工作时,上部罐体的质量m1m1=150+7.489+0.213=157.7t:下部排架质量m2m2=2.72+0.2+0.046+0.105=3.071t:水泥罐总质量m3m3=157.7+3.071=160.771t:由水泥罐的质量分布可知,水泥罐整体重心在距地面高度16.12m处。 3.水泥罐重心的偏距L偏的计算 16.12/23.467=L偏/0.2 得:L偏 =0.14m三罐体稳定性计算1.弯矩与剪力计算a.弯矩计算:上部罐体所受风力相对基础中心产生的弯矩M1 M1= F1h1=42.5316.12=685.58KNm :下部排架所受风力相对基础中心产生的弯矩M2 M2=F2h2=11.144.65=51.80 KNm:风力相对基础中心产生的合弯矩M风M风 = M1+ M2=685.58+51.8 =737.4 KNm:由于偏心,水泥罐自重引起的相对基础中心的弯矩M自的计算 M自= m3g L偏=160.77100.14 =225.1 KNm:水泥罐基础中心处受到的合弯矩M合 M合= M风+ M自=737.4+225.1 =962.5 KNmb水泥罐基础中心处受到的拉力与剪力计算:水泥罐基础中心处受到的拉力F拉 F拉= M合/L,其中L=2.3/2=1.15m F拉=962.5/1.15=837 KN:水泥罐基础中心处受到的剪力F剪 F剪= F1+F2=42.53+11.14=53.67 KN2.强度校核a排架钢管抗拉强度与抗剪强度校核经查得 2198钢管横截面积为53.03cm2,抗拉强度为215N/mm2,抗剪强度为125N/mm2。 抗拉强度的校核单根 2198钢管的抗拉强度F拉maxF拉max=53.03102215=1140.15KN837KN 2198钢管抗拉强度满足要求。:抗剪强度校核单根 2198钢管的抗剪强度F剪maxF剪max=53.03102125=662.88 KN F剪=53.67KN 2198钢管抗剪强度满足要求。b单个支座436普通螺栓的抗拉抗剪强度校核查得:普通螺栓的抗拉抗剪强度分别以300N/mm2、125N/mm2计。:单个支座436螺栓的抗拉强度校核单个支座436螺栓的抗拉强度F1拉max F1拉max=(36/2)24300=1220.83KN837KN单个支座436螺栓的抗拉强度满足要求:单个支座436螺栓的抗剪强度校核单个支座436螺栓能承受的最大剪力F1剪maxF1剪max=(36/2)24125=508.7KN F剪=53.67KN单个支座436

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