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1、固固体体料料仓仓计计算算 -(按照NB/T47003.2-2009固体料仓计算)设设备备名名称称：编编制制人人：1.物料载荷计算仓壳圆筒内直径 mmDi10000仓壳锥顶半顶角22.5设计压力MPaP0.029设计外压力MPaP0-0.002设计温度T65物料堆积密度Kg/m31200物料内摩擦角的最小值35物料与壳体壁面的摩擦角25物料与料仓间的摩擦系数 =tan()/0.466307658壳体材料/06Cr19Ni10壳体材料密度Kg/m38000焊接接头系数/0.85设计温度下材料的许用应力MPat137仓壳锥体半顶角22.52.地震载荷2.1水平地震力抗震设防烈度度/7设计地震分组/第
2、二组设计基本地震加速度g/0.1料仓水平地震力 NFE1792380.851料仓等效总质量 Kgmeq1759261.097等效质量系数/m0.85地震影响系数/10.094414414阻尼调整系数/21.18018018一阶振型阻尼比/0.03地震影响系数最大值/max0.08与物料相关系数/I1.1距底面高度hi集中质量mi的水平地震力NFEi见表2距底面hk处的集中质量Kgmk见表22.2垂直地震力2.3地震弯矩Nmm见表3计算截面距地面高度mmh见表3设备基础距地面高度mmh003.风载荷3.1水平风力基本风压值N/m2q0450场地土类别/A相邻计算截面间的水平风力NPi见表4料仓各
3、计算段的外径mmD0i见表4风压高度变化系数/fi见表4料仓第i段顶截面距地面的高度mhit见表4体型系数/K10.7料仓各计算段的风振系数 （当H20m时 ）/K2i1.7见表4料仓高度mmH32091脉动增大系数/2.1505脉动影响系数/vi见表4振型系数/zi见表4第i段长度mmli见表43.2风弯矩料仓任意计算截面I-I处的风弯矩NmmMWI-I见表5料仓底截面为0-0处的风弯矩NmmMW0-04物料对仓壳圆筒的作用力4.1特性纵坐标/A18617物料自然堆积上锥角高度mmhc3501料仓计算截面以上的储料高度mmhw见表6锥段以上物料堆积高度mm158004.2物料对仓壳圆筒任意截
4、面I-I处产生的垂直方向压应力MPaPv见表64.3物料对仓壳圆筒任意截面I-I处产生的水平方向压应力MPaPh见表64.4物料与仓壳圆筒间的摩擦力MPaFf见表65雪载荷NWs47237.055基本雪压值N/m2qw6006仓壳圆筒应力计算6.1仓壳圆筒轴向应力计算设计产生的轴向应力MPaz1I-I见表7仓壳圆筒计算截面I-I处的有效厚度mmei见表7物料与仓壳圆筒间摩擦力产生的轴向应力MPaz2I-I见表7最大弯矩在仓壳圆筒内产生轴向应力MPaz3I-I见表7由计算截面I-I以上料仓壳体重及垂直地震力产生的轴向应力MPaz3I-I见表7计算截面I-I以上料仓壳体及附件质量Kgmup见表7计
5、算截面I-I以上料仓壳体质量Kgm1upI-I平台、扶梯质量Kgm2upI-I计算截面I-I以上的人孔、接管、法兰及仓壳顶安装的附件质量KgmaupI-I6.2仓壳圆筒周向应力由设计压力p和物料的水平压应力ph在计算截面I-I处产生周向应力MPaI-I见表76.3应力组合6.3.1组合拉应力组合轴向应力MPazI-I见表7组合拉应力MPazLI-I见表76.3.2组合压应力MPazAI-I见表76.3.4应力校核组合拉应力见表7组合压应力见表7仓壳圆筒材料的许用轴向压应力MPaer见表7载荷组合系数/K1.27仓壳锥体应力7.1仓壳锥体任意截面上的应力计算7.1.1仓壳锥体特性纵坐标值mmAz
6、见表8仓壳锥体计算截面a-a处的内直径mmDzia-a见表8物料在仓壳锥体计算截面a-a处的锥角高mmhzc见表87.1.2物料对仓壳锥体的垂直压应力MPapva-a见表87.1.3物料对仓壳锥体产生的水平压应力MPapha-a见表87.1.4仓壳锥体任意截面处的法向压应力MPapna-a见表87.1.5周向应力MPaa-a见表87.1.6轴向应力MPaza-a见表8仓壳锥体计算截面a-a处以下的仓壳锥体质量与仓壳锥体计算截面a-a以下的 仓壳锥体所储物料质量之和Kgmca-a见表8锥壳下端开孔外直径mm/1607.2组合应力MPaa-a见表87.3应力校核MPa/见表88裙座壳应力8.1裙座
7、壳底截面的组合应力MPa1见表9MPa2见表90-0截面处的垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项NFv0-0见表9裙座壳底部截面积mm2Asb见表9裙座半顶角，对圆柱形裙座，=00裙座壳底部截面模数mm3Zsb见表9裙座壳底部内直径mmDis10000裙座壳底部壁厚mm见表9裙座材料名称/Q345R设计温度下的裙座材料许用应力MPat212设计温度下的裙座材料屈服强度MPaReL(Rp0.2)345设计温度下的裙座材料弹性模量MPaEt1910008.2裙座上较大开孔处截面h-h组合应力MPa1见表9MPa2见表9h-h截面处的垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此
8、项NFvh-h见表9h-h截面处裙座壳的截面积mm2Asm见表9mm2Amh-h截面处水平方向的最大宽度mmbmh-h截面处裙座壳的内直径mmDis10000开孔加长管长度mmlmh-h截面处的最大弯矩NmmMmaxh-h见表9h-h截面处的风弯矩NmmMwh-h见表9h-h截面以上料仓的操作质量Kgm0h-h见表9h-h截面以上料仓的试验质量，如不进行水压试验，可取为m0h-hKgmmaxh-h见表9h-h截面处裙座壳的截面模数mm3Zsm见表99仓壳顶计算9.1自支承式锥顶形仓壳顶仓壳顶有效厚度mmt12.50815347单位面积的仓壳顶质量与附加质量之和Kg/m2mt665.918367
9、3单位面积的仓壳顶质量Kg/m2mt115单位面积仓壳顶附加质量Kg/m2mt25单位面积仓壳顶上平均载荷Kg/m2mt3600锥顶母线与其水平投影线间之夹角，一般取103522.5仓壳顶材料在设计温度下的弹性模量MPaEt195000受内压锥顶的周向应力MPa30.29250167校核公式MPa116.45结论:校核合格9.2自支承式拱形仓壳顶仓壳顶有效厚度mmt7.585038173拱形仓壳顶球壳内半径mmRn10000受内压拱形仓壳顶的周向应力MPa9.558290722校核公式MPa116.45结论:校核合格9.3仓壳顶加强筋加强筋的最大弯矩NmmMmax18421.90422集中载荷
10、NWz6000直径方向加强筋的数量个n24所需加强筋截面模数mm3Zmin134466.45419.4仓壳顶与仓壳圆筒连接处的加强结构仓壳顶、仓壳圆筒与包边角钢有效截面积之和mm2Aj7515.263344取设计压力P及设计外压P0中较大值MPa0.0299.5仓壳椎体与仓壳圆筒连接处的加强结构仓壳圆筒圆周方向拉力N/mmYs368.0028141仓壳锥体母线方向拉力N/mmY1216.4853313仓壳锥体圆周方向拉力N/mmY2453.5108147仓壳锥体圆周方向拉力NQ-295761.045仓壳锥体有效加强长度mmBn140.9706381仓壳圆筒有效加强长度mmBn148.18906
11、84当Q0时，承压圈区域内所需截面积mm2Ac按临界许用应力计算当Q0时，承压圈区域内所需截面积 mm2Ac-3378.195831设计温度下材料的许用压缩应力MPacr1039.6仓壳圆筒加强结构9.6.1仓壳圆筒设计外压 P0=2.25fiq010-6+PinMPaP00.003847813料仓内部负压值MPaPin0.0029.6.2料仓许用临界外压力MPaPcr0.00011013核算区间罐壁筒体的当量高度mHE5.410核算区间最薄圈罐壁板的有效厚度mmtmin见表10第i圈罐壁板的有效厚度mmti见表10第i圈罐壁板的实际高度mhi见表10第i圈罐壁板的当量高度mHei见表109.
12、6.3加强圈个数及位置需设置加强圈10裙座地脚螺栓座10.1基础环内外径数据基础环外径mmDob10300基础环内径mmDob9700基础环面积mm2Ab9.4248E+06基础环材料许用弯曲应力MPab170裙座基础板外边缘到裙座壳外表面的距离mmb126基础环的截面模数mm3Zb2.2896E+1010.2基础环厚度10.2.1无筋板时mmb32.84531803MPa3.8597801443.8597801442.19E+0010.2.2有筋板时mmb22.12795119矩形板计算力矩NmmMs13873.30967Nmm|Mx|13873.30967Nmm|My|7601.22490
13、8系数Cx/-0.2264系数Cy/0.05629裙座基础板外边缘到裙座壳外表面的距离 b=(Dob-Dis)/2-smmb126筋板间最大间距 l=(Dob/n-l3-G)/(nj+1)-Gmml187地脚螺栓个数/n24两个螺栓座之间筋板数量/nj5筋板内侧间距mml3100筋板厚度mmG1810.3地脚螺栓地脚螺栓承受的最大拉应力MPa4.80E-024.80E-02-3.8163E-010-0截面处垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项NFv0-0地脚螺栓小径mm15.77地脚螺栓腐蚀裕量mmC23地脚螺栓材料许用应力MPabt147MPa3.85978014410.4筋
14、板筋板压应力MPag1.186499741一个地脚螺栓承受的最大拉力NF18836.9对应于一个地脚螺栓的筋板个数/n17筋板宽度mml2126筋板许用压应力当c时MPac111.44当c时MPac长细比/19.223回转半径，对长方形截面的筋板取0.289Gmmi5.202筋板长度mmlk200系数/1.5133临界长细比/c135.95筋板材料的许用应力MPaG170结论：校核通过10.5盖板10.5.1无垫板时盖板最大应力MPaz28.5199701610.5.2有垫板时盖板最大应力MPaz26.02352715垫板上的地脚螺栓孔直径mmd227盖板上的地脚螺栓孔直径mmd340垫板宽度
15、mml460盖板厚度，一般分块厚度不小于基础环的厚度mmc24垫板厚度mmz1210.6仓壳筒体与裙座连接焊缝10.6.1仓壳圆筒与裙座搭接焊接接头MPa49.51合格MPa59.04合格焊接接头扛剪断面面积mm2Aw424087.8649裙座壳顶部截面外直径mmDot10044搭接接头处的垂直地震力,仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入NFvJ-J搭接焊接接头处的最大弯矩NmmMmaxJ-J1.46E+10搭接焊接接头处处的风弯矩NmmMwJ-J1.81E+09地震弯矩NmmMe1.41E+10水压试验时(或满仓时)料仓最大质量(不计裙座质量)KgmmaxJ-J1.96E+06J-J截面以上
16、料仓操作质量Kgm0J-J1549359.43焊接接头抗剪截面模数mm3Zw1065313244设计温度下焊接接头的许用应力，取两侧母材许用应力的较小者MPawt137设计温度下焊接接头的屈服强度，取两侧母材屈服强度的较小者MPas20510.6.2仓壳圆筒与裙座对接焊接接头MPa-15.49合格裙座顶截面的内直径mmDit10000表1：料仓质量段号li(mm)(mm) C1(mm)C2(mm)m01(kg)m02(kg)m03(kg)ma(kg)mi(kg)仓壳顶10109160.817000800015000.00仓壳圆筒9300060.814526.61169.701696460174
17、342.318300080.816036.68169.70282743.34288949.7273000100.817547.36169.70282743.34290460.4064000120.8112078.19226.27376991.12389295.5854000140.8114094.04226.27376991.12391311.42裙座/仓壳锥体44000220.8222165.47226.2722391.744000120.8112078.19265872277950.1934000220.8222165.47226.2722391.744000100.8110063.159
18、8822108885.1523000240.8218139.00169.7018308.70300080.816036.681428820324.6813000240.8218139.00169.7018308.7046860.8113702181588.00(kg)161439.851753.561868314.918000.002039508.33mmin(kg)171193.42m0(kg)2039508.33meq(kg)1759261.097注：1.裙座与锥壳内上部表示裙座壳体数据，下部表示锥壳体数据。 2.梯子平台重量按56.56Kg/m计算。表2：水平地震力表3：各截面地震弯矩段
19、号mk(mi)(Kg)hk(hi)(mm)mihimihi/mkhkFei(N)段号Fei(N)hk(mm)h(mm)1015000.00315464.73E+080.01213221744.421021744.4231546310009174342.31295005.14E+090.131860236343.689236343.6829500280008288949.72265007.66E+090.196317351874.148351874.1426500250007290460.40235006.83E+090.175002313670.737313670.73235002200063
20、89295.58200007.79E+090.199617357790.386357790.3820000180005391311.42160006.26E+090.160521287714.475287714.4716000140004300341.93120003.60E+090.092403165621.384165621.3812000100003131276.8980001.05E+090.02692648261.13348261.1380006000238633.3945001.74E+080.0044577989.0427989.0445003000119896.7015002.
21、98E+070.0007651371.4911371.49150003.90E+10，(Nmm)表4：各截面水平风载荷1-12-23-34-45-56-67-78-89-910-10段号li(mm)vi6.86E+08 6.21E+08 5.55E+08 4.68E+08 3.82E+08 2.95E+08 2.08E+08 1.42E+08 7.71E+07 1.19E+071010910.8626.97E+09 6.26E+09 5.55E+09 4.61E+09 3.66E+09 2.72E+09 1.77E+09 1.06E+09 3.55E+08930000.8619.32E+09
22、8.27E+09 7.21E+09 5.81E+09 4.40E+09 2.99E+09 1.58E+09 5.28E+08830000.8547.37E+09 6.43E+09 5.49E+09 4.23E+09 2.98E+09 1.73E+09 4.71E+08730000.8457.16E+09 6.08E+09 5.01E+09 3.58E+09 2.15E+09 7.16E+08640000.8364.60E+09 3.74E+09 2.88E+09 1.73E+09 5.75E+08540000.821.99E+09 1.49E+09 9.94E+08 3.31E+0844000
23、0.83.86E+08 2.41E+08 9.65E+07340000.783.60E+07 1.20E+07230000.4682.06E+06130000.2343.85E+10 3.31E+10 2.78E+10 2.08E+10 1.41E+10 8.44E+09 4.03E+09 1.73E+09 4.32E+08 1.19E+07表3：各截面地震弯矩表5：各截面风弯矩hit(mm)hit/HZifiK2iDoi(mm)Pi(N)段号Pi(N)li(mm)1-12-23-332091111.8252.01571001212657.681012657.6810913.99E+08 3.
24、61E+083.23E+08310000.96600290.99561.8122.01731001234585.30934585.3030001.02E+09 9.17E+088.13E+08280000.87251880.97711.7662.01611001633700.28833700.2830008.93E+08 7.92E+086.91E+08250000.77903460.93841.7151.99431002032385.86732385.8630007.61E+08 6.64E+085.67E+08220000.68555050.87911.6641.9498100244097
25、8.33640978.3340008.20E+08 6.97E+085.74E+08180000.56090490.76911.5861.85511002837176.01537176.0140005.95E+08 4.83E+083.72E+08140000.43625940.63061.4921.72711004432611.60432611.6040003.91E+08 2.94E+081.96E+08100000.31161380.46851.381.56951004427409.88327409.8840002.19E+08 1.37E+085.48E+0760000.1869683
26、0.28911.2121.24011004814271.15214271.1530006.42E+07 2.14E+0730000.09348420.1560.7021.1118100487411.1517411.1530001.11E+07，(Nmm)5.17E+09 4.37E+093.59E+09表4：各截面水平风载荷表6：物料对仓壳圆筒的摩擦力段号段高(mm) hw(mm)Pv(MPa)Ph(MPa)Ff(N)9300018000.0330260.01063146571.88300048000.0586010.02320908758.84-45-56-67-78-89-910-1073
27、00078000.0783680.031742127174.52.73E+082.22E+081.71E+08 1.21E+08 8.29E+07 4.49E+07 6.90E+0664000118000.0986580.039434228097.76.74E+085.36E+083.98E+08 2.59E+08 1.56E+08 5.19E+0754000158000.1142320.044606699440.35.56E+084.21E+082.86E+08 1.52E+08 5.06E+074.37E+083.08E+081.78E+08 4.86E+07表7：仓壳圆筒应力4.10E+
28、082.46E+088.20E+07段号e(mm)Mmax(Nmm)mupI-I(Kg)z1I-I(MPa)z2I-I(MPa)z3I-I(MPa)2.23E+087.44E+0794.24.56E+0819696.3117.261.110.976.52E+0786.21.81E+0925902.6911.694.672.8778.24.18E+0933619.758.848.265.32610.28.72E+0945924.217.1113.199.24512.21.46E+1060244.525.9417.4813.262.64E+091.81E+091.12E+09 5.80E+08 2
29、.89E+08 9.68E+07 6.90E+06注：组合应力zLI-I、zAI-I中，“+”表示拉应力，“-”表示压应力校核通过。段号zLI-I(MPa)zAI-I(MPa)9合格合格8合格合格7合格合格6合格合格5合格合格表5：各截面风弯矩表8：物料对仓壳锥体的作用力以及仓壳锥体应力段号段高(mm)hw(mm)Dzi(mm)hzc(mm)Az(mm)4400015800100003501186173400019800668623411244823000238003373118162791468268008873111652段号e(mm)mca-a(Kg)za-a(MPa)a-a(MPa)a
30、-a(MPa)410.2380709.2006 50.60079 44.461844647.8277261z4I-I(MPa)zI-I(MPa) I-I(MPa) zLI-I(MPa)zAI-I(MPa)AB(MPa)cr(MPa)38.2112953.9085 35.21132 32.711926334.03053141.8215.3047.1756.4013.367.90E-05026.214126.15969 15.83089 16.366042616.10513751.558.3542.1046.832.611.17E-04014.2215.4289905 2.968711 4.186
31、580673.729873221.464.4437.0339.44-6.191.54E-0419.623.521.551.6133.5434.37-16.881.92E-0424.429.281.660.0630.1630.19-26.462.29E-0429.235.04表7：仓壳圆筒应力注：组合应力zLI-I、zAI-I中，“+”表示拉应力，“-”表示压应力校核通过。Pva-a(MPa)Pha-a(MPa)Pna-a(MPa)表9：裙座壳的应力0.114230.044600.05480段号s(mm)es(mm)m0,mmax(Kg)Mmax(Nmm)Zsb(Zsm)(mm3)Asb(Asm
32、)(mm2)1(MPa)2(MPa)A0.099060.035870.045130.063050.020340.0265942219.2 19810652.14E+10 1.728E+09 6.912E+05 40.4828.553.61E-040.019520.005580.0076232219.2 20032302.87E+10 1.728E+09 6.912E+05 45.0129.033.61E-04t(MPa)结论22421.2 20213693.42E+10 1.885E+09 7.540E+05 44.4426.973.99E-04116校核通过12421.2 20395083.98E+10 1.885E+09 7.540E+05 47.6327.333.99E-04校核通过m-m242039508校核通过校核通过 表8：物料对仓壳锥体的作用力以及仓壳锥体应力B(Mpa)KB(MPa)Kt(MPa)0.9s(Mpa)结论45.9655.15254.4310.5校核通过45.9655.15校核通过50.7560.90校核通过50.7560.90校核通过表9：裙座壳的应力