固体料仓计算NBT47003.2-2009
设备名称：
仓壳圆筒内直径 mm D i 22500仓壳锥顶半顶角°θ22.5设计压力MPa P 0.029设计外压力MPa P 0-0.002设计温度℃T 100物料堆积密度Kg/m 3ρ1450物料内摩擦角的最小值°ψ35物料与壳体壁面的摩擦角
°ψ'25物料与料仓间的摩擦系数 μ=tan(ψ')/μ0.466307658壳体材料//Q345R 壳体材料密度Kg/m 3ρ8000焊接接头系数
/φ0.85设计温度下材料的许用应力MPa ［σ］t
213仓壳锥体半顶角°
θ
52
2.1水平地震力抗震设防烈度度/8设计地震分组//第二组设计基本地震加速度g /0.2料仓水平地震力
N F E 8741035.627——料仓等效总质量
Kg
m eq
8579518.083
编制人：
固体料仓计算
-----(按照NB/T47003.2-2009《固体料仓》计算)
1.物料载荷计算
2.地震载荷
——等效质量系数/λm 0.85——地震影响系数/α10.094414414——阻尼调整系数/η2
1.18018018——一阶振型阻尼比/ξ0.03——地震影响系数最大值/α
max 0.08——与物料相关系数
/I 1.1距底面高度hi集中质量mi的水平地震力N F Ei 见表2——距底面h k 处的集中质量Kg
m k
见表2
2.3地震弯矩
N·mm 见表3——计算截面距地面高度mm h 见表3——设备基础距地面高度mm
h 0
3.1水平风力基本风压值N/m 2q 0750场地土类别
//A 相邻计算截面间的水平风力N Pi 见表4——料仓各计算段的外径mm D 0i 见表4——风压高度变化系数
/f i 见表4——料仓第i段顶截面距地面的高度m h it 见表4——体型系数
/K 10.71.7见表4——料仓高度
mm
H
34500
——料仓各计算段的风振系数 （当H＞20m时 ）/K 2i 2.2垂直地震力3.风载荷
——脉动增大系数/ξ 2.1505——脉动影响系数/v i 见表4——振型系数/φz i 见表4——第i段长度mm
l i
见表4
3.2风弯矩
料仓任意计算截面I-I处的风弯矩N·mm M W I-I 见表5
料仓底截面为0-0处的风弯矩
N·mm
M W 0-0
——物料自然堆积上锥角高度mm h c 7877——料仓计算截面以上的储料高度mm h w
见表6——锥段以上物料堆积高度
mm 170005雪载荷N W s 238988.9956
——基本雪压值N/m 2
q w 600
6.1仓壳圆筒轴向应力计算
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MPa P h 见表64物料对仓壳圆筒的作用力6仓壳圆筒应力计算MPa P v 4.4物料与仓壳圆筒间的摩擦力MPa F f 见表64.2物料对仓壳圆筒任意截面I-I处产生的垂直方向压应力4.1特性纵坐标
/A 41888
设计产生的轴向应力
I-I见表7
MPaσ
z1
——仓壳圆筒计算截面I-I处的有效厚度mmδ
见表7
ei
I-I见表7物料与仓壳圆筒间摩擦力产生的轴向应力MPaσ
z2
I-I见表7最大弯矩在仓壳圆筒内产生轴向应力MPaσ
z3
I-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MPaσ
z3
——计算截面I-I以上料仓壳体及附件质量Kg m up见表7
I-I
——计算截面I-I以上料仓壳体质量Kg m
1up
I-I
——平台、扶梯质量Kg m
2up
I-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Kg m
aup
6.2仓壳圆筒周向应力
I-I见表7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MPaσ
θ
6.3应力组合
6.3.1组合拉应力
I-I见表7组合轴向应力MPaσ
z
I-I见表7组合拉应力MPaσ
zL
I-I见表7 6.3.2组合压应力MPaσ
zA
6.3.4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MPa [σ]er
见表7——载荷组合系数/
K
1.2
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mm A z 见表8——仓壳锥体计算截面a-a处的内直径mm D zi
a-a
见表8——物料在仓壳锥体计算截面a-a处的锥角高mm h zc 见表87.1.2物料对仓壳锥体的垂直压应力MPa p v a-a 见表87.1.3物料对仓壳锥体产生的水平压应力MPa p h a-a 见表87.1.4仓壳锥体任意截面处的法向压应力MPa p n a-a 见表87.1.5周向应力MPa σθa-a 见表87.1.6轴向应力
MPa σ
z
a-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Kg m c a-a 见表8——锥壳下端开孔外直径mm /
2000
7.2组合应力MPa σ
∑
a-a 见表87.3应力校核MPa
/
见表8
8.1裙座壳底截面的组合应力
8裙座壳应力
7仓壳锥体应力
MPaσ1见表9
MPaσ2见表9
0-0见表9——0-0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N F
v
——裙座壳底部截面积mm2A sb见表9——裙座半顶角，对圆柱形裙座，ψ=0°ψ0——裙座壳底部截面模数mm3Z sb见表9——裙座壳底部内直径mm D is22500——裙座壳底部壁厚mmδ见表9——裙座材料名称//Q345R ——设计温度下的裙座材料许用应力MPa[σ]t212——设计温度下的裙座材料屈服强度MPa R eL(R p0.2)345——设计温度下的裙座材料弹性模量MPa E t191000 8.2裙座上较大开孔处截面h-h组合应力
MPaσ1见表9
MPaσ2见表9
h-h见表9——h-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项N F
v
——h-h截面处裙座壳的截面积mm2A sm见表9
mm2A m
——h-h截面处水平方向的最大宽度mm b m
——h-h截面处裙座壳的内直径mm D is22500——开孔加长管长度mm l m
h-h见表9——h-h截面处的最大弯矩N·mm M
max
——h-h截面处的风弯矩N·mm M w h-h 见表9——h-h截面以上料仓的操作质量
Kg m 0
h-h
见表9——h-h截面以上料仓的试验质量，如不进行水压试验，可取为m 0h-h Kg m max h-h 见表9——h-h截面处裙座壳的截面模数
mm 3
Z sm
见表9
9.1自支承式锥顶形仓壳顶仓壳顶有效厚度
mm δ
t
26.94090828——单位面积的仓壳顶质量与附加质量之和Kg/m 2m t 696.5306122
——单位面积的仓壳顶质量
Kg/m 2m t115——单位面积仓壳顶附加质量Kg/m 2m t25——单位面积仓壳顶上平均载荷
Kg/m 2m t3600——锥顶母线与其水平投影线间之夹角，一般取10°～35°°β22.5——仓壳顶材料在设计温度下的弹性模量MPa E t 195000受内压锥顶的周向应力MPa σ
θ
31.6445283校核公式
MPa
181.059.2自支承式拱形仓壳顶仓壳顶有效厚度
mm δ
t
8.21651318——拱形仓壳顶球壳内半径mm R n 10000受内压拱形仓壳顶的周向应力
MPa
σ
θ
19.85331204
9仓壳顶计算
结论:校核合格
校核公式MPa181.05
结论:校核合格9.3仓壳顶加强筋
加强筋的最大弯矩N·mm M max213443.0454
——集中载荷N W z6000
——直径方向加强筋的数量个n24
所需加强筋截面模数mm3Z min1002080.025
9.4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mm2A j24470.91471——取设计压力P及设计外压P0中较大值MPa0.029
9.5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/mm Y s1278.931309
仓壳锥体母线方向拉力N/mm Y1350.6599931
仓壳锥体圆周方向拉力N/mm Y23489.584448
仓壳锥体圆周方向拉力N Q-2786147.094——仓壳锥体有效加强长度mm B n0
——仓壳圆筒有效加强长度mm B n252.1606631
当Q＞0时，承压圈区域内所需截面积mm2A c按临界许用应力计算
当Q＜0时，承压圈区域内所需截面积mm2A c-31823.49622
——设计温度下材料的许用压缩应力MPa[σ]cr103
9.6仓壳圆筒加强结构
9.6.1仓壳圆筒设计外压 P0=2.25f i q0×10-6+P in MPa P00.005079688——料仓内部负压值MPa P in0.002
9.6.2料仓许用临界外压力MPa[P cr] 6.82415E-05——核算区间罐壁筒体的当量高度m H E11.772——核算区间最薄圈罐壁板的有效厚度mm t min见表10
——第i圈罐壁板的有效厚度mm t i见表10——第i圈罐壁板的实际高度m h i见表10——第i圈罐壁板的当量高度m H ei见表10 9.6.3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mm D ob22800——基础环内径mm D ob22200——基础环面积mm2A b 2.1206E+07——基础环材料许用弯曲应力MPa[σ]b170——裙座基础板外边缘到裙座壳外表面的距离mm b132
——基础环的截面模数mm3Z b 1.1773E+11 10.2基础环厚度
10.2.1无筋板时mmδb42.86862155
5.990842339
MPa 5.990842339
4.70E+00
10.2.2有筋板时mmδb35.79064119——矩形板计算力矩N·mm M s36294.1499
N·mm|M x|23632.63652
N·mm|M y|36294.1499——系数C x//-0.2264——系数C y//0.05629——裙座基础板外边缘到裙座壳外表面的距离 b=(D ob-D is)/2-δs mm b132——筋板间最大间距 l=(πD ob/n-l3-δG)/(n j+1)-δG mm l328——地脚螺栓个数/n48——两个螺栓座之间筋板数量/n j3——筋板内侧间距mm l3100——筋板厚度mmδG16 10.3地脚螺栓
8.04E-02
地脚螺栓承受的最大拉应力MPa8.04E-02
-3.2940E+00
0-0
——0-0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N F
v
地脚螺栓小径mm20.54
——地脚螺栓腐蚀裕量mm C23
——地脚螺栓材料许用应力MPa[σ]bt147
10.4筋板
筋板压应力MPaσg 3.52322495——一个地脚螺栓承受的最大拉力N F35514.1——对应于一个地脚螺栓的筋板个数/n15
——筋板宽度mm l2126
筋板许用压应力
当λ≤λc时MPa[σ]c
110.94
当λ＞λc时MPa[σ]c
——长细比/λ21.626
——回转半径，对长方形截面的筋板取0.289δG mm i 4.624
——筋板长度mm l k200
——系数/ν 1.5169
——临界长细比/λc135.95
——筋板材料的许用应力MPa[σ]G170
结论：校核通过
10.5盖板
10.5.1无垫板时盖板最大应力MPaσz53.77014823 10.5.2有垫板时盖板最大应力MPaσz49.06347743
——垫板上的地脚螺栓孔直径mm d227——盖板上的地脚螺栓孔直径mm d340——垫板宽度mm l460——盖板厚度，一般分块厚度不小于基础环的厚度mmδc24——垫板厚度mmδz12 10.6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
MPa140.49合格
MPa145.45合格
——焊接接头扛剪断面面积mm2A w778080.2631——裙座壳顶部截面外直径mm D ot22536
J-J
——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N F
v
J-J8.68E+10——搭接焊接接头处的最大弯矩N·mm M
max
J-J 1.48E+10——搭接焊接接头处处的风弯矩N·mm M
w
——地震弯矩N·mm M e8.31E+10
J-J9.96E+06——水压试验时(或满仓时)料仓最大质量(不计裙座质量)Kg m
max
J-J9583002.44——J-J截面以上料仓操作质量Kg m
——焊接接头抗剪截面模数mm3Z w4385468641
t215——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MPa[σ]
w
——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MPaσs425
10.6.2仓壳圆筒与裙座对接焊接接头
MPa-70.72合格——裙座顶截面的内直径mm D it22500