压缩空气储罐

1、下载文档收藏压缩空气储罐设计 过程设备设计课程设计 过程设备设计课程设计<<隐藏 窗体顶端窗体底端目 录 绪论 . 3 第一章 压缩空气的特性 . 4 第二章 设计参数的选择 . 5 第三章 容器的结构设计 . 6 3.1 圆筒厚度的设计 . 6 3.2 封头厚度的计算 . 6 3.3 筒体和封头的结构设计 . 6 3.4 人孔的选择 . 7 3.5 接管，法兰，垫片和螺栓（柱） . 9 3.6 鞍座选型和结构设计 .11 第四章 开孔补强设计 . 14 4.1 补强设计方法判别 . 13 4.2 有效补强范围 . 13 4.3 有效补强面积 . 14 4.4 补强面积 . 14

2、第五章 强度计算 . 16 5.1 水压试验应力校核 . 15 5.2 圆筒轴向弯矩计算 . 15 5.3 圆筒轴向应力计算及校核 . 16 5.4 切向剪应力的计算及校核 . 17 5.5 圆筒周向应力的计算和校核 . 20 5.6 鞍座应力计算及校核 . 22 5.7 地震引起的地脚螺栓应力 . 24 第六章 设计汇总 . 25 参考文献 . 错误！未定义书签。 错误！未定义书签。 1 绪 论 课程设计是一个总结性教学环节，是培养学生综合运用本门课程及有关选修课 程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中，它也起着培养 学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业

3、，在设计中需要学生自己做出决策，即自己确定方 案，选择流程，查取资料，进行过程和设备计算，并要对自己的选择做出论证和核 算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计 是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养： 1. 查阅资料，选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中搜 集)的能力； 2. 树立既考虑技术上的先进性与可行性，又考虑经济上的合理性，并注意到操 作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想，在这种设计思想的指导下去分析和解 决实际问题的能力； 3. 迅速准确的进行工程计算的能力； 4. 用简洁的文字，清

4、晰的图表来表达自己设计思想的能力 本次设计为压缩空气储罐，在三周时间内内，通过相关数据及对国家标准的查找 计算出合适的尺寸，设计出主体设备及相关配件，画出装备图零件图以及课程设计 说明书。 压缩空气储罐的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管及人孔等组成。 常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。本设计书主要介绍 了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。各项设计参数都正确 参考了行业使用标准或国家标准， 这样让设计有章可循， 并考虑到结构方面的要求， 合理地进行设计。 2 第一章 压缩空气的特性 中文名称： 压缩空气 English name： compress

5、ed air 主要成分： 氮气、氧气等。 外观与性状：无色无味 沸点()：192（101.3 千帕） 相对密度(水=1)： 0.9 健康危害：无 环境危害： 无 燃烧危险： 无 危险特性：高压常温储存，高温剧烈震动易爆。 特性总述：压缩空气，即被外力压缩的空气。它具有下列明显的特点：清晰透明，输送方便，没有特殊的 有害性能，没有起火危险，不怕超负荷，能在许多不利环境下工作，空气在地面上到处都有， 取之不尽。 来源： 大气中的空气常压为 0.1Mpa，经过空气压缩机加压后达到理想的压力。 作用或用途：压缩空气是仅次于电力的第二大动力能源，又是具有多种用途的工艺气源，其 应用范围遍及石油、化工、冶

6、金、电力、机械、轻工、纺织、汽车制造、电子、食 品、医药、生化、国防、科研等行业和部门。 3 第二章 设计参数的选择 1、设计题目：压缩空气储罐设计 2、最高工作压力：3.3 MPa 3、工作温度：<150 ° C 4、工作介质：压缩空气 5、全容积：3 m 3 6、设计压力： 3.75 MPa 7、设计温度：150 ° C 8、公称直径：根据筒体全容积，粗定筒体公称直径为 1200mm。 9、焊接接头系数：0.85 10、主要元件材料的选择： 根据 GB150-19981表 4-1，选用筒体材料为 16MnR（钢材标准为 GB6654）; 2 根据 JB/T4731

7、 ,鞍座选用材料为 Q235-B，其许用应力错误！未找到引用源。; 错误！ 错误 未找到引用源。 地脚螺栓选用符合 GB/T 700 规定的 Q235，Q235 的许用应力错误！未找到引用源。 错误！ 错误 未找到引用源。 11、容器类别：第二类 4 第三章 容器的结构设计 3.1 圆筒厚度的设计 由于该容器储存压缩空气，所以该容器的焊缝都要采用全焊透结构，需要对该 储罐进行 100%探伤，所以取焊缝系数为错误！未找到引用源。 错误！ 。 错误 未找到引用源。 假设圆筒的厚度在 616mm 范围内，查 GB150-1998 中表 4-1，可得： 疲劳极限强度错误！ 未找到引用源 。 错误！ ，

8、屈服极限强度错误！ 未找到引用源 。 错误！ ， 错误 未找到引用源。 错误 未找到引用源。 150 °C 错误！未找到引用源。下的许用应力为错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！ ，利用中径公 错误 未找到引用源。 式 pDi 3.75 ×1200 = = mm =16.46 mm t 2 p 2 ×0.85 ×163 3.75 （3-1） 查标准 HG20580-19983表 7-1 知，钢板厚度负偏差为 0.8mm，故取错误！未找 错误！ 错误 到引用源。 。 到引用源。 设计任务说明书给定腐蚀裕量错误！未找到引用源。 错误！ 。 错误

9、 未找到引用源。 则筒体的名义厚度错误！未找到引用源。 错误！ 错误 未找到引用源。 圆整后取为错误！未找到引用源。 错误！ 错误 未找到引用源。 3.2 封头厚度的计算 查标准 JB/T4746-20024中表 1，得公称直径 DN = Di =1200 mm 选用标准椭圆形封头，长短轴比值为 2，根据1中椭圆形封头计算中式（7-1） pc Di 3.75 ×1200 = = =16.33mm t 2 0.5 pc 2 ×163 ×0.85 0.5 ×3.75 (3-2) 同上，取错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 错误！ ，错误 错误 未找到

10、引用源。 错误！未找到引用源。 则封头的名义厚度为错误！未找到引用源。 错误！ 错误 未找到引用源。 圆整后取为错误！未找到引用源。 错误！ 错误 未找到引用源。 3.3 筒体和封头的结构设计 由封头长短轴之比为 2，即 Di =2 错 误 ！ 未 找 到 引 用 源 。 得 ， 2 hi Di 1200 = mm = 300 mm 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 4 4 查标准4中表 B.1 EHA 和 B.2 EHA 表椭圆形封头内表面积、容积，质量，见 表 3-1 和图 3-1。 hi = 5 Di L0 + 2V封 4 取装料系数为 0.9，则 V = Di L0 + 2V

11、封 0 .9 4 3 .0 = ×1 .2 2 × L0 + 2 × 0 .2545 错误！未找到引用源。 错误！未找到引用源。 即 0 .9 4 算得错误！未找到引用源。 错误！ 错误 未找到引用源。 圆整后取为错误！未找到引用源。 错误！ 错误 未找到引用源。 表 3-1 封头尺寸表 公 称 直 径 DN 总 深 度 H 内 表 面 积 A 容积 mm mm m2 m3 V = 1200 325 1.6552 0.2545 质量 Kg 234.7 图 3-1 椭圆形封头 3.4 人孔的选择 根据 HG/T 21518-95，查表 3-3，选用凸面的法兰，其明细

12、尺寸见表 3-2： 6 表 3-2 人孔尺寸表 密封面型式 凸面 D D1 H1 H2 495 b 775 670 290 140 62 b1 b2 A B L 56 60 430 225 300 螺柱数量 螺母数量 螺柱尺寸 20 40 公 称 压 力 PN 4.0 MPa 公称直径 DN dw × s d 500 单位：mm 总质量 kg 418 接管、法兰、垫片和螺栓（ 3.5 接管、法兰、垫片和螺栓（柱） 3.5.1 接管和法兰 该压缩空气储罐应设置物料入口、物料出口、温度计口、压力表口、安全阀口、 液面计口、排污口和人孔。初步确定各口方位如图 3-2： 图 3-2 各管口方

13、位 查 HG/T 20592-20096中表 8.2 3-1 PN 带颈对焊钢制管法兰，选取各管口公称 直径，查得各法兰的尺寸。 查6中附录 D 中表 D-3,得各法兰的质量。查6中表 3.2.2，法兰的密封面均 7 采用 RF（凸面密封） 。 将查得的各参数整理如表 3-4 3.5.2 垫片 查 HG/T 20606-1997，得各管口的垫片尺寸如表 3-3： 表 3-3 垫片尺寸表 管口名称 进料口 出料口 排污口 人孔 温度计口 压力表口 安全阀口 排空口 公称直径 50 50 50 500 20 20 25 25 27 27 34 34 61 61 71 71 内径 D1 61 61

14、61 外径 D2 107 107 107 注： 包覆金属材料为纯铝板， 1： 标准为 GB/T 3880， 代号为 L3， 最高工作温度 200 ° C 。 2：填充材料为有机非石棉纤维橡胶板有机材料，代号 NAS，最高工作温度 200 ° C 。 3：垫片厚度均为 1.5mm。 8 表 3-4 名称 各管口法兰尺寸表 法兰厚度 C N 20 20 20 75 75 75 6 6 6 法兰颈 R S 2.9 2.9 2.9 8 8 8 H1 法兰 公称 法兰外 螺栓孔 螺 栓 螺 栓 螺栓规格 质量 直径 径 D 中心圆 孔 直 孔 数 Kg DN 直径 K 径 L 量 n

15、 （个） 144 144 144 418 50 50 50 500 20 20 25 25 105 105 115 115 75 75 85 85 14 14 14 14 4 4 4 4 M12 M12 M12 M12 165 165 165 125 125 125 18 18 18 4 4 4 M16 M16 M16 进料口 出料口 排污口 人孔 温度计口 60 压力表口 60 安全阀口 60 排空口 60 16 16 16 16 40 40 50 50 4 4 4 4 56 56 65 65 2 2 2 2 9 螺栓（螺柱） 3.5.3 螺栓（螺柱）的选择 查 HG/T 20613-200

16、98中表 5.0.7-11 和附录中表 A.0.1,得螺柱的长度和平 垫圈尺寸如表 3-5： 表 3-5 螺栓及垫片 名称 公称直径 螺纹 进料口 出料口 排污口 人孔 温度计口 压力表口 安全阀口 排空口 50 50 50 500 20 20 25 25 M12 M12 M12 M12 75 75 75 75 13 13 17 17 24 24 30 30 2.5 2.5 2.5 2.5 M16 M16 M16 螺柱长 90 90 90 紧固件用平垫圈 d1 17 17 17 d2 30 30 30 mm H 3 3 3 3.6 鞍座选型和结构设计 3.6.1 鞍座选型 该卧式容器采用双鞍式

17、支座，初步选用轻型鞍座，材料选用 Q235-B。 估算鞍座的负荷： 罐 （3-3） 总 质 量 m = m1 + 2 m 2 + m 3 + m 4 m1 筒体质量： m1 = DL 0 = 3 .14 ×1 .2 × 2 .5 × 0 .018 × 7 .85 ×10 3 =1331 kg m 2 单个封头的质量， m2 = 234 .7 kg m3 充 液 质 量 ： 水 > 压缩空气 ， 水 压 试 验 充 满 水 ， 故 取 介 质 密 度 为 水 =1000 kg / m 3 ， m3 = 水V V =V筒 + 2V封 = 2

18、Di L0 + 2V封 = ×1 .2 2 × 2.5 + 2 × 0 .2545 = 3.24 m 3 4 4 则 m3 = 水V =1000 ×3.24 kg = 3240 kg m 4 附件质量： 人孔质量为 418kg ， 其他接管总和为 672kg， m4 =1090 kg 即综上所述 m = m1 + 2 m 2 + m 3 + m 4 =1331 + 2 × 234.7 + 3240 +1090 = 6130.4 kg 则每个鞍座承受的质量为 3065.2 kg ，即为 30.65kN 。 查 JB4712.1-2007 表 1，

19、优先选择轻型支座。查9中表 2，得出鞍座尺寸 如表 3-6： 表 3-6 鞍座尺寸表 公称直径 DN 1200 腹板 9 2 6 b4 320 允许载荷 Q kN h 145 l3 200 垫板 4 e 6 鞍座高度 200 筋板 b2 140 55 l1 底板 b1 880 170 10 垫板 b3 200 6 1410 螺栓间距 鞍座质量 增 l2 Kg 720 56 7 3 弧长 1 加 Kg 100mm 增 加的高度 3.6.2 鞍座的安装位置 根据2中 6.1.1 规定，应尽量使支座中心到封头切线的距离 A 小于等于 0.5 Ra ，当无法满足 A 小于等于 0.5 Ra 时，A 值

20、不宜大于 0.2L 。 R a 为圆筒的平均 内径。 Ra = Di n 1200 20 + = + = 610 mm 2 2 2 2 hi ) = 2500 + 2 × (325 300 ) = 2550 mm L = L0 + 2 h = L0 + 2 ( H 即 A 0 .5 Ra = 0.5 ×610 = 305 mm 取 A = 0 . 3m 鞍座的安装位置如图 3-3 所示： 图 3-3 鞍座安装位置 第四章 开孔补强设计 根据1中式 8.3，知该储罐中只有人孔需要补强。 4.1 补强设计方法判别 人孔开孔直径为 d = d i + 2 C 2 = 500 +

21、2 ×1 .5 = 503 mm d< Di 1200 = = 600 mm 且 d < 520 mm 2 2 故可采用等面积法进行补强计算 接管材料选用 16MnR，其许用应力 t =170 MPa 根据 GB150-1998 中式 8-1： A = d + 2 et (1 fr ) （4-1） 式中： 壳体开孔处的计算厚度 =14 .92 mm 接管的有效厚度 et = nt C =14 1 .5 =12 .5 mm 强度削弱系数 f r = 1 所以 A = d + 2 et (1 4.2 有效补强范围 4.2.1 有效宽度 B 按1中式 8-7，得： f r )

22、= 503 ×14 .92 = 7504 .76 mm 2 B1 = 2 d = 2 ×503 =1006 mm B 2 = d + 2 n + 2 nt = 503 + 2 × 20 + 2 ×14 = 567 mm B = max( B1 , B2 ) =1006 mm （4-2） 4.2.2 4.2.2 外侧有效高度 根据1中式 8-8，得： h1 = d nt = 503 ×14 = 83 .9 mm h1 =接管实际外伸高度 = H 1 = 290 mm h1 = min( h1 , h1 ) = 83 .9 mm ' &qu

23、ot; " ' 4.2.3 内侧有效高度 根据1中式 8-9，得： h2 = d nt = 503 ×14 = 83 .9 mm h2 = 接管实际内伸高度 = 0 " ' h2 = min( h2 , h2 ) = 0 ' " 4.3 有效补强面积 根据1中式 8-10 至式 8-13，分别计算如下： Ae = A1 + A2 + A3 （4-3） A1 筒体多余面积 A1 = ( B d )( e ) 2 et ( e )(1 f r ) = (1006 503 ) ×(16 .5 14 .92 ) = 794 .7

24、4 mm 2 A2 接管多余面积 A2 = 2 h1 ( et t ) f r + 2 h2 ( et C 2 ) f r = 2 ×83 .9 × (12 .5 12 .5 ) ×1 + 0 = 0 A3 焊缝金属截面积，焊脚去 8mm，则 1 A3 = ×8 2 × 2 = 64 mm 2 2 4.4 补强面积 Ae = A1 + A2 + A3 = 794 . 74 + 0 + 64 = 858 . 74 mm 2 因为 Ae < A ，所以开孔需另行补强 另行补强面积为 A4 A Ae = 7504 .76 858 .74 = 6

25、646 .02 mm 2 第五章 强度计算 5.1 水压试验应力校核 试验压力 PT =1.25 P =1.25 ×3.75 = 4.69 MPa 圆筒的薄膜应力为 T = PT ( Di + e ) 4.69 ×(1200 +16 .5) = =172 .89 MPa 2 e 2 ×16 .5 0 .9 s = 0 .9 ×0.85 ×345 = 263 .9 MPa 即 0 .9 s > T ，所以水压试验合格 5.2 圆筒轴向弯矩计算 圆筒的平均半径为 Ra = Di n 1200 20 + = + = 610 mm 2 2 2 2

26、 鞍座反力为 F = mg 6130 .4 ×9.8 = = 30039 .0 N 2 2 5.2.1 圆筒中间截面上的轴向弯矩 根据2中式 7-2，得： 2 ? 2 ( R a hi ) 1+ FL ? L2 ? M1 = 4 hi 4 ? 1+ ? 3 L ? = 8 .47 × 10 6 N ? mm ? ? 2 × ( 610 2 300 2 ) 1+ 4 A ? 30039 × 2550 ? 2150 2 ?= ×? 4 300 L ? 4 ? 1+ × ? ? 3 2550 ? ? ? 4 × 300 ? ? 2

27、550 ? ? ? 5.2.2 鞍座平面上的轴向弯矩 根据2中式 7-3，得： 2 2 ? hi A Ra + ? 1 2 AL L M 2 = FA ?1 4 hi ? 1+ ? 3L ? = 4 .86 × 10 6 N ? mm ? ? ? ? 1 ? = 30039 × 300 × ?1 ? ? ? ? ? ? 300 610 2 300 2 + 2550 2 × 300 × 2550 4 × 300 1+ 3 × 2550 ? ? ? ? ? ? 图 5-1（a）筒体受剪力图 图 5-1（b）筒体受弯矩图 圆筒轴向

28、应力计算及校核 5.3 圆筒轴向应力计算及校核 5.3.1 圆筒中间截面上由压力及轴向弯矩引起的轴向应力 根据2中式 7-4 至式 7-7 计算 最高点处： 1 = p c Ra 2 e M1 3 .75 ×10 6 × 610 = 2 2 ×16 .5 Ra e 8 .47 ×10 6 = 69 .03 MPa 3 .142 × 0 .610 2 ×16 .5 （5-1） 最低点处： 2 = pc Ra M1 3 .75 ×10 6 × 610 8 .47 ×10 6 + = + = 69 .59 MP

29、a 2 e Ra 2 e 2 ×16 .5 3 .142 × 0 .610 2 ×16 .5 （5-2） 5.3.2 由压力及轴向弯矩引起的轴向应力计算及校核 鞍座平面上，由压力及轴向弯矩引起的轴向应力，按下式计算： a).当圆筒在鞍座平面上或靠近鞍座处有加强圈或被封头加强 （即 A 时，轴向应力 3 位于横截面最高点处. 取鞍座包角 = 120o ，查表 7-1（JB/T4731-2005）得， K 1 = 1.0, K 2 = 1.0 . 则 3 = p c Ra 2 e M2 3 .75 ×10 6 × 610 = 2 2 ×1

30、6 .5 K 1 Ra e 4 .86 ×10 6 = 69 .57 MPa 3 .142 ×1 × 0 .610 2 ×16 .5 Ra 2 ） b).在横截面最低点处的轴向应力 4 ： 4 = pc Ra M2 3 .75 ×10 6 × 610 4 .86 ×10 6 + = + = 69 .07 MPa 2 e K 2 Ra 2 e 2 ×16 .5 3 .142 ×1 × 0 .610 2 ×16 .5 5.3.3 圆筒轴向应力校核 0 .094 0 .094 = = 0 .

31、002543 Ri e 610 / 16 .5 A= （5-3） 查图 4-810得， E =1.86 ×10 5 ,则 2 2 B = EA = ×1.86 ×10 5 ×0.002543 = 315 .3MPa 3 3 = max 1 , 2 , 3 , 4 max = 69 .59 MPa = B = 315 .3MPa 满足条件 > ac ac max 5.4 切向剪应力的计算及校核 5.4.1 圆筒切向剪应力的计算 根据2中式 7-9 计算，查2中表 7-2，得： K 3 = 0.880 K 4 = 0.401 = （5-4） K3F 0

32、.88 ×30039 = = 2.63 MPa Ra e 0.610 ×0.0165 圆筒被封头加强（ 5.4.2 圆筒被封头加强（ A Ra 2 ）时，其最大剪应力 h 根据2中式 7-10，计算得： h = （5-5） K 4 F 0.401 ×30039 = =1.20 MPa Ra he 0.610 ×0.0165 5.4.3 切向剪应力的校核 圆 筒 的 切 向 剪 应 力 不 应 超 过 设 计 温 度 下 材 料 许 用 应 力 的 0.8 倍 ， 即 0.8 。封头的切向剪应力，应满足 h 1.25 t ? h t 而 = 2.63MPa

33、 < 0.8 = 0.8 ×170 =136 MPa 故圆筒满足强度要求。 根据2中式 7-12 Di 1 K = 2+ 6 2 hi 2 t = 1 1200 ×2+ 6 2 × 300 2 =1 （5-6） h = （5-7） Kp c Di 1 ×3.75 ×1200 = =136 .36 MPa 2 he 2 ×16.5 h =1 .20 MPa <1 .25 t h =1 .25 ×170 136 .36 = 76 .14 MPa 故封头满足强度要求 5.5 圆筒周向应力的计算和校核 根据鞍座尺寸表知：

34、 b4 = 320 mm b +1 .56 Ra n = 200 +1 .56 × 610 × 6 = 294 .4 mm 即 b4 > b +1 .56 Ra n ，所以此鞍座垫片作为加强用的鞍座。 在横截面的最低点处： 5.5.1 在横截面的最低点处： 根据2中式 718 5 = ( kK 5 F e + re b2 ) 其中 k = 0.1 （容器焊在支座上） （5-8） 查2中表 7-3 知， K 5 = 0.76 则 5 = 0.1 ×0.76 ×30039 = 0.63MPa 20 +6 ×140 ( ) 5.5.2 在鞍座边

35、角处 由于 L Ra = 2550 = 4.18 < 8 610 根据2中式 720: 6 = F 4 e + re b2 ( ) 12 K 6 FR a 2 2 L e + re ( ) 查 2 中 表 7-3 知 ， K 6 = 0.013 则 由 于 A Ra = 0 .3 = 0.49 < 0.5 0.610 6 = 30039 12 ×0.013 ×30039 ×610 = 5.63MPa 4 × 20 +6 ×140 2550 × 20 +6 2 ( ) ( ) （5-9） 5.5.3 鞍座垫板边缘处圆筒中的周

36、向应力 由于 L Ra < 8 ，根据2中式 722 6 = ' F 4 eb2 12 K 6 FRa 30039 = 2 4 ×20 ×140 L e 12 ×0.013 ×30039 ×610 = 5.48 MPa 2550 ×20 2 5.5.4 周向应力校核 根据2中式 7.3.4.3 5 = 0 .65 MPa < =170 MPa 6 6 ' = 5 .63 MPa <1 .25 =1 .25 ×170 = 212 .5 MPa = 5 . 48 MPa < 1 . 25

37、=1 .25 ×170 = 212 . 5 MPa t t t 故圆筒周向应力强度满足要求。 5.6 鞍座应力计算及校核 5.6.1 腹板水平分力及强度校核 根据2中表 77 鞍 座 包 角 = 120o ， 查 2 中 表 7 5 得 ： K 9 = 0.204 。 则 Fs = K 9 F = 0 .204 ×30039 = 6128 N 垫板起加强作用，则： 9 = Fs H s b0 + br re 其中 re = 6 mm , br = b2 =140 mm ， Ra 610 = = 203mm ，H = 203 6 =197 mm 3 3 则 H s = min

38、 H , Ra =197 mm 3 则 9 = 6128 = 3.03 MPa 0.197 ×0.006 +0.14 ×0.006 查2中表 51，得： sa = 147MPa ，则 2 3 =98MPa sa 由于 9 < 2 3 ，所以其强度满足要求。 sa 5.6.2 鞍座压缩应力及强度校核 根据2中表 76，取 1 = 0.08 则 FEv = 1mg = 0 .08 × 6130 .4 ×9 .8 = 4806 .2 N ， 钢 底 板 对 水 泥 基 础 的 f = 0.4 则 mgf = 6130 .4 ×9 .8 

39、5;0 .4 = 24031 .1N > FEv 所以压应力应按2中式 729 计算： sa = （5-9） 其中 F Asa FEv H 2Z r FEv H v Asa L 2 A ( ) H v = R +H = 1200 +197 = 697 mm ， 2 筋板面积 腹板面积： A2 = (l1 A1 = b2 3 =140 × 6 = 840 mm 2 50 ) 2 = 880 ( 50 ×6 = 4980 mm 2 ) Asa = 6 A1 + A2 = 6 × 840 + 4980 = 10020mm 2 x= 880 l1 10 15 3 l

40、3 = 10 15 6 200 = 209mm 2 2 3 6 = 209 + = 212 mm 2 2 Z1 = x + Z 2 = Z 1 + l 3 = 212 + 200 = 412 mm 形心： yc = 6 A1 b2 + 2 2 6 ×840 × 140 +6 2 = = 36 .7 mm Asa 10020 ( ) ( ) yc = ' b2 + 2 2 2 yc = 140 +6 2 36 .7 = 36 .3mm b l 20 2 2 I y = 2 3 × 2 3 + A1 Z 1 + Z 2 + 2 1 12 12 ( ) ( )

41、3 140 × 6 2 6 × 880 20 =2 ×3× +840 × 212 2 + 412 2 + 12 12 = 498367180 mm 4 b l 20 ' I z = 6 2 3 + A1 xy c + 2 1 + A2 y c 12 12 =6 × 3 3 ( ) ( ) 3 ( ) 140 3 × 6 6 3 880 20 +840 × 209 ×36 .3 + + 4980 ×36 .7 12 12 ( ) = 46667214 mm 4 腹板与筋板组合截面断面系数：

42、 max = Z max 170 b1 10 = 10 = 75 mm 2 2 l 880 = 1 10 = 10 = 430 mm 2 2 Z ry = Z rz = Iy Z max = 498367180 =1158993 .4 mm 3 430 Iz 46667214 = =108528 .4 mm 3 Z max 430 Z r = min Z ry , Z rz =108528 .4 mm 3 代入公式 sa = ? F H FEv H v F ? Ev ? 得 Asa 2Z r Asa (L ? 2 A) FEv H 2Z r FEv H v 30039 = Asa L 2 A

43、10020 sa = F Asa ( ) 4806.2 ×197 2 ×108528.4 4806.2 ×697 10020 × 2550 2 ×300 ( ) = 7.531MPa sa = t F Asa FfH 30039 = Zr 10020 30039 ×0.4 ×197 = 24 .807 MPa 108528 .4 取 K 0 = 1 .2 则 K 0 sa = 1.2 × 147 = 176.4 MPa 根据2中式 732 进行校核 sa = 7 .531 MPa < K 0 sa t =176 .4 MPa = 24 .807 MPa < =147 MPa sa sa 即满足强度要求。 5.7 地震引起的地脚螺栓应力 5.7.1 倾覆力矩计算 0 M Ev 0 = FEv H V = 4806 .2 × 697 = 3349921 N ? mm 5.7.