料仓强度校核计算

附件二：1、最高工作压力(P1)MPa0.09052、设计压力(P2)MPa0.0983、工作温度(T1)℃214、设计温度(T2)℃215、工作介质PET6、介质堆积密度(γ1)Kg/m315007、介质真密度(γ2)Kg/m314038、设备本体材质Q235-A9、设备支座材质Q235-A10、物料与设备筒壁间的摩擦系数（μ）0.3411、物料内摩擦角（ψ）o381、重力加速度(g)m/s29.812、自然对数的底(e)2.718283、圆周率(π)3.141592651、锥体高度(Hc)mm42502、筒体高度(H)mm80003、设备总高(Ho)mm119224、筒体内直径(Di)mm60005、设备锥底与筒体所成之倾角（α）o356、设备锥底的半顶角（θ）o357、设计温度下材料的弹性模量（E）MPa1810008、料仓筒体分两段，壁厚：δ1为：mm8负偏差为：mm0.8δ2为：mm6负偏差为：mm0.69、料仓筒体各段长度（对应于壁厚）：H1为：mm4000H2为：mm400010、焊缝接头系数（φ）0.8511、锥体部分壁厚：δ3为：mm8负偏差为：mm0.8料仓强度校核计算一、设计参数二、计算常数三、设备有关参数四、计算过程(一)、料仓质量公式：mo=mo1+mo2+mo3+mo4+mo5+ma+meKg458600.27式中：mo1：料仓壳体质量（包括裙座）Kg28928.20mo2：内件质量Kg9703.90mo3：保温或防护材料质量Kg20593.20mo4：平台扶梯质量Kg0.00mo5：操作时料仓内物料质量Kg399374.97ma：人孔、接管、法兰及顶部安装的各附件质量Kg0.00me：偏心质量Kg0.00公式：WG=γ1π(Di2/4)(H+(Hc/3))1E-9Kg399374.97对δ1部分：公式：Pv=γ1Di/(4kμ)(1-e^(-4kμh/Di))1E-6MPa0.22864528对δ2部分：公式：Pv=γ1Di/(4kμ)(1-e^(-4kμh/Di))1E-6MPa0.19323946式中：k：物料侧压系数，按下式计算k=tg(45o-ψ/2)^20.23788308对δ1部分：h：料仓计算截面以上的储料高度mm32000对δ2部分：h：料仓计算截面以上的储料高度mm22000对δ1部分：公式：Ph=kPvMPa0.05439084对δ2部分：公式：Ph=kPvMPa0.0459684公式：Pi-if=(πDi/4)(hi-iγ1E-6-Pi-iv)N1184.48123公式：Pn=Ph(sinα)^2+Pv(cosα)^2MPa0.17131732公式：见JB/T4735-97Pg104公式（14-9）s0.50574284其中：料仓各筒壁的截面惯性矩为：I1=(π/8)(Di+δ1)^3δ1mm46.813E+11I2=(π/8)(Di+δ2)^3δ2mm45.1047E+11料仓各筒壁的质量为：m1=π(Di+δ1)H1δ1×0.0000079Kg4771.52129m2=π(Di+δ2)H2δ2×0.0000079Kg3577.449684、物料与仓壁间的摩擦力（最大值）5、物料对锥底大端产生的壁面法向力(三)、自振周期不等厚度料仓自振周期按下式计算1、料仓内物料重量2、料仓仓筒内所储物料在任一截面处产生轴向压力3、料仓仓筒内所储物料在任一截面处产生垂直于筒壁的水平压力(二)、物料对料仓的作用力各质心的高度为：h1mm5000h2mm21000各计算段长度为：H1'为：mm32000H2'为：mm22000公式：Fk1=Cza1ηk1mkgN4015.66328式中：Cz：综合影响系数，取Cz=0.50.5mk：距离地面hk处的集中质量Kg8348.97097此处hk为：mm14960a1：对应于料仓基本自振周期的地震影响系数a值a=(Tg/T)^0.9amax0.14374747Tg：各类场地土的特征周期0.3amax：地震影响系数的最大值0.23ηk1：基本振型参与系数，按式（14-13）计算：0.68215824当设防烈度为8度或9度区应考虑上下两个方向垂直地震力的作用。公式：MI-IE1=∑Fk1(hk-h)N.mm60074322.7式中：h：任意计算截面到底截面的距离mm0MI-IE=1.25MI-IE1N.mm75092903.4设备安装在室内，无需考虑风载荷料仓为轴对称结构，偏心载荷为0，无需考虑偏心弯矩公式：Mmax=MI-IEN.mm75092903.4设备安装在室内，无需考虑雪载荷(九)、仓筒应力计算1、轴向应力计算(六)、偏心弯矩(七)、最大弯矩不考虑分弯矩，偏心弯矩为0，最大弯矩即为地震弯矩(八)、雪载荷3、地震弯矩4、当料仓高度大于20m时，还须考虑高振型的影响，按下式计算(五)、风载荷(四)、地震载荷1、水平振力2、垂直地震力对δ1部分：公式：σZ1=∑Pi-if/(πDiδ1e)+P2Di/(4δ1e)MPa20.4253943对δ2部分：公式：σZ1=∑Pi-if/(πDiδ2e)+P2Di/(4δ2e)MPa27.233859此处只在δ1部分：公式：σz1'=(Pv+P2)Di/(4δ1eφ)MPa80.0601167对δ1部分：公式：σZ2=((m1+m2+m3)g+Ws)/(πDiδ1e)MPa0.12678415对δ2部分：公式：σZ2=((m1+m2+m3)g+Ws)/(πDiδ2e)MPa0.16904554式中：m1：料仓顶盖质量Kg954m2：附加设备质量Kg400m3：活载（检修人员、配件、工具）质量Kg400Ws：雪载荷,此处不考虑N对δ1部分：公式：σz3=32Do1MI-IE/(π(Do1^4-Di^4))MPa0.33154029对δ2部分：公式：σz3=32Do2MI-IE/(π(Do2^4-Di^4))MPa0.44220161对δ1部分：公式：σθ=PhDi/(2δ1eφ)MPa26.6621775对δ2部分：公式：σθ=PhDi/(2δ2eφ)MPa30.0447046对δ1部分：支座以上部分：公式：σ∑z=σz1+σz2+σz3（压应力）MPa20.8837187支座以下部分：公式：σ∑z=σz1+σz2+σz3（拉应力）MPa80.391657对δ2部分：公式：σ∑z=σz1+σz2+σz3（压应力）MPa27.8451062对δ1部分：公式：σ＝(σ∑z^2+σθ^2-σ∑zσθ)^0.5MPa70.9244217对δ2部分：公式：σ＝(σ∑z^2+σθ^2-σ∑zσθ)^0.5MPa29.0075201评定条件：σ＜[σ]t结论合格设计温度下材料的许用应力[σ]t值为：MPa1223.2、轴向应力与周向应力组合4、应力评定4.1、组合应力σ按下式校核2、周向应力3、应力组合3.1、轴向应力组合环型支撑以下部分产生拉应力1.2、料仓顶部载荷在仓筒中产生的轴向应力仅在环型支撑以上部分产生压应力1.3、由最大弯矩在仓筒中产生的轴向应力1.1、摩擦力、物料轴向压力及气相压力产生的轴向应力环型支撑以上部分产生压应力对δ1部分：评定条件：σ∑z＜[σ]cr结论合格对δ2部分：评定条件：σ∑z＜[σ]cr结论合格仓筒材料的许用轴向压应力[σ]cr按下式计算对δ1部分：[σ]cr＝min(B，0.9σs）MPa25对δ2部分：[σ]cr＝min(B，0.9σs）MPa10.188024设计温度下材料的屈服强度σs值为：MPa135B值按以下方法计算（具体见Pg5，3.6.4）对δ1部分：A=0.094δ1e/Do0.0001125对δ2部分：A=0.094δ2e/Do8.4431E-05由δ1部分的A值，查图6-7得B值为MPa25由δ2部分的A值，查图6-7，在曲线左侧，按下式计算B=(2/3)AEMPa10.188024公式：σθ＝Di(Pn+P2)/(2δ3eφcosθ）MPa161.164581.2、经向应力公式：σz=DiPv/(4δeφcosθ)+Wc/(πDiδeφcosθ)MPa75.1045191式中：Wc：锥体自重与锥体部分所储物料重量之和，按下式计算：Wc=πDi2Hcγ1/12+W锥N632343.239锥体自重W锥为：Kg3212.4公式：Pv=γ1Di/(4kμcosθ)(1-e^(-4kμhcosθ/Di))1E-6MPa0.27493929h：料仓计算截面以上的储料高度mm37550公式：Ph=kPvMPa0.0654034公式：Pn=Ph(sinα)^2+Pv(cosα)^2MPa0.20600409公式：σθ=Di(Pn+P2)/(2δ3eφcosθ)MPa181.9217992.4、周向应力2.5、轴向应力2、锥体任意截面上的应力计算2.1、锥体任意截面上的垂直力2.2、锥体任意截面上的水平力2.3、锥体任意截面上的法向力(十)、料仓锥体部分应力计算1、锥体大端的应力计算1.1、周向应力4.2、轴向组合压应力按下式校核公式：σz=DiPv/(4δ3eφcosθ)+Wc/(πDiδ3eφcosθ)MPa88.9561253评定条件：σθ＜[σ]t结论合格评定条件：σ∑z＜[σ]cr结论合格1、此处为蝶形封头，R＝Di＝3200，r＝0.1Di＝320，δ＝102、许用外压为：[P]＝0.1Et(δ/R)2MPa0.176757813、仓顶附件等产生的压力：P＝mg/(πDi2/4)MPa0.00060856以上各项数据满足自支承式拱顶的要求结论合格公式：Ft=4Mmax/(nDb)+m0g/nN1142596.42式中：n：支承数，个4Db：固定螺栓中心直径mm4200公式：Ls=1.1(Doδ1e)0.5mm228.935345公式：Ls1=1.1(Do1δ4e)0.5mm229.239578垫板厚度：δ4mm8附偏差：mm0.8公式：I=I1+I2+I3mm4160168936I1=(1/12)B3T+BTa12mm4106399873I2=(1/12)δ43Ls1+δ4Ls1a22mm425127866I3=(1/12)δ13Ls+δ1Lsa32mm428641197式中：B：刚性环的宽度mm300T：刚性环的厚度mm402.3、组合截面的惯性距2、刚性环的组合截面的惯性距2.1、圆筒壳体上有效加强宽度2.2、圆筒上带垫板的有效加强宽度4、结果评定(十二)、环行支座1、支承受力分析(由于设备在室内，不考虑风载，仅按下计算)3.1、周向应力3.2、轴向应力(十一)、料仓顶盖计算3、应力评定a：组合截面的惯性轴位置，按下式计算a=(0.5B2T+δ4Ls1(B+0.5δ4)+δ1Ls(B+δ4+0.5δ1))/(BT+δ4Ls1+δ1Ls)mm186.968312a1=a-0.5Bmm36.9683117a2=B+0.5δ4-amm117.031688a3=B+δ4+0.5δ1-amm125.031688Ds=Do+2(δ4+B-a)mm6258.06338公式：F=Ftb/hN453411.276式中：b：固定螺栓至筒壁的距离mm500h：支座刚性环间的距离mm1260公式：Mr=-0.5FRs(1/ξ-ctgξ)N.mm-193827697式中：Rs=Ds/2mm3129.03169ξ：支座间夹角的一半，对四支座时为π/4弧度公式：Tr=0.5FctgξN226705.638公式：σ=ABS(Mr)a/I+Tr/AMPa240.730581式中：A：组合截面的面积，按下式计算A=BT+δ4Ls1+δ1Lsmm215665.3994公式：Mr=0.5FRs(1/sinξ-1/ξ)N.mm100002616公式：Tr=0.5F(1/sinξ)N320610.188公式：σ=ABS(Mr)a/I+Tr/AMPa137.201132评定条件：σ＜[σ]t结论合格5、应力评定4.2、两支座中间处4.2.1、内力距4.1.2、周向力4.2.3、应力4.1.1、内力距4