100吨水泥粉罐抗风强度计算报告书.doc

1、校核根据
《建筑构造荷载规范》 GB50009-
《钢构造设计规范》 GB50017-
2、重要参数
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
3.1 粉罐自重： G =9200 Kg=9N
水泥重量： G =100000 Kg=1000000N
3.2 风载荷PW

---- 作用在水泥罐上风载荷，N;
---- 风力系数， C=1.3；
υ---- 风速， υ=70m/s
---- 风压高度变化系数，
---- 计算风压 ， q=0.613υ
---- 水泥罐垂直于风向迎风面积，
P=CKqA=0.613 CKυA
C=1.3 K=1.39 υ=70 A=1㎡，代入上式得：
P=5428N
P=CKqA=0.613 CKυA
C=1.3 K=1.23 υ=70 A=60㎡，代入上式得：
P=288175N
P=CKqA=0.613 CKυA
C=1.3 K=1 υ=70 A=4㎡， 代入上式得：
P=15620N
4、强度计算
水泥罐受力某些重要为罐体底部支腿，支腿竖向承受水泥粉罐自重和散装水泥重量，同步横向承受罐体受风侧压力而对支腿产生拉力。检算过程根据《起重机设计手册》第三章中风载荷计算有关内容。
4.1 支腿强度计算
支腿强度计算分两种状况进行，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=15.3m h=12.71m h=4.9m L=1.95m
4.1.1.1 以B点为支点
(1)粉罐空载时
P h+ P h+ P h=P L+G×0.5 L
得： P=19127368N
(2)粉罐满载时
P h+ P h+ P h=P L+（G+ G）×0.5 L
得： P=1312737 N
4.1.1.2 以A点为支点
(1)粉罐空载时
P h+ P h+ P h+G×0.5 L=P L
得： P=2558736.41N
(2)粉罐满载时
P h+ P h+ P h+（G+ G）×0.5 L=P L
得： P=2604736.92N
支腿底部及加强筋横截面为A=15.662×10㎡，则最大强度为：
σ= P/2A=83.2 Mpa <[σ] =215 Mpa （校核满足规定）
（[σ]查GB50017-《钢构造设计规范》，得钢材抗拉强度值为215 Mpa）
4.1.2 风向为支腿对角线方向

h=15.3m h=12.71m h=4.9m L =2.9m
4.1.2.1 以B点为支点
(1)粉罐空载时
P h+ P h+ P h=P L+G×0.5 L+P×0.5 L+ P×0.5 L 其中： P= P=0.5 P
得： P=478054.5N
(2)粉罐满载时
P h+ P h+ P h=P L+（G+ G）×0.5 L+P×0.5 L+ P×0.5 L 其中： P= P=0.5 P
得： P= 231047.6N
4.1.2.2 以A点为支点
(1)粉罐空载时
P h+ P h+ P h+G×0.5 L=P L+ P×0.5 L+P×0.5 L
其中： P= P=0.5 P
得： P=888629.2N
(2)粉罐满载时
P h+ P h+ P h+（G+ G）×0.5 L=P L+ P×0.5 L+P×0.5 L 其中： P= P=0.5 P
得： P=1026560.23N
支腿底部及加强筋横截面为A=15.662×10㎡，则最大强度为：
σ= P/2A=32.77 Mpa <[σ]= 215 Mpa （校核满足规定）
4.2 焊缝强度计算

支腿底部与基本采用接方式连接，焊管周边布有6块三角加强筋，焊缝为直角焊缝，焊接形式为满焊，查GB50017-《钢构造设计规范》得，16mm如下钢板焊缝抗拉强度值为[σ]=160 Mpa，[τ]=125 Mpa。
4.2.1 正面角焊缝强度计算（作用力垂直于焊缝长度方向）
σ=≤βf

其中 σ-按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度应力
h-角焊缝计算厚度，h=4.3×10m
l-角焊缝计算长度，l=0.9m
f-角焊缝强度设计值，f=160 Mpa
β-正面角焊缝强度设计值增大系数，β=1.22
N-风载荷，N=288175N 代入上式得：
σ=74.46 Mpa < 195.2 Mpa
4.2.2 侧面角焊缝强度计算（作用力平行于焊缝长度方向）
τ=≤f
其中 τ-按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向剪应力
h-角焊缝计算厚度，h=7.14×10m
l-角焊缝计算长度，l=0.6m
f-角焊缝强度设计值，f=160 Mpa
N-风载荷，N=288175N 代入上式得：
τ=67.27 Mpa < 160 Mpa
4.2.3 在各种综合伙用下，σ和τ共同作用处

将上面计算成果代入公式得：87.35 Mpa < 160 Mpa
5、计算成果及强度分析
由以上计算成果得知，支腿抗风强度满足使用规定。