120吨水泥粉罐抗风强度计算

1京福铁路客专120吨水泥粉罐抗风强度计算1、校核依据《建筑结构荷载规范》GB/T50009-2001《钢结构设计规范》GB/T50017-20032、主要参数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：G1=9200Kg=92000N水泥重量：G2=120000Kg=1200000N3.2风载荷PWqACKPhWWP----作用在水泥罐上的风载荷，N;C----风力系数，C=1.3；υ----风速，υ=70m/s2hK----风压高度变化系数，q----计算风压2/mN，q=0.613υ2A----水泥罐垂直于风向的迎风面积，2mP1W=CKhqA=0.613CKhυ2AC=1.3Kh=1.39υ=70A=1㎡，代入上式得：P1W=5428NP2W=CKhqA=0.613CKhυ2AC=1.3Kh=1.23υ=70A=60㎡，代入上式得：P2W=288175NP3W=CKhqA=0.613CKhυ2AC=1.3Kh=1υ=70A=4㎡，代入上式得：P3W=15620N4、强度计算水泥罐受力部分主要为罐体底部支腿，支腿竖向承受水泥粉罐自重和散装水泥的重量，同时横向承受罐体受风的侧压力而对支腿产生的拉力。检算过程依据《起重机设计手册》第三章中风载荷计算的相关内容。4.1支腿强度计算支腿强度计算分两种情况进行，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3h1=15.3mh2=12.71mh3=4.9mL1=1.95m4.1.1.1以B点为支点(1)粉罐空载时P1Wh1+P2Wh2+P3Wh3=PAL1+G1×0.5L1得：PA=19127368N(2)粉罐满载时P1Wh1+P2Wh2+P3Wh3=PAL1+（G1+G2）×0.5L1得：PA=1312737N4.1.1.2以A点为支点(1)粉罐空载时P1Wh1+P2Wh2+P3Wh3+G1×0.5L1=PBL1得：PB=2558736.41N(2)粉罐满载时P1Wh1+P2Wh2+P3Wh3+（G1+G2）×0.5L1=PBL14得：PB=2604736.92N支腿底部及加强筋的横截面为A=15.662×103㎡，则最大强度为：σ=PB/2A=83.2Mpa[σ]=215Mpa（校核满足要求）（[σ]查GB/T50017-2003《钢结构设计规范》，得钢材的抗拉强度值为215Mpa）4.1.2风向为支腿对角线方向h1=15.3mh2=12.71mh3=4.9mL2=2.9m4.1.2.1以B点为支点(1)粉罐空载时P1Wh1+P2Wh2+P3Wh3=PAL2+G1×0.5L2+PC×0.5L2+PD×0.5L2其中：PC=PD=0.5PA得：PA=478054.5N(2)粉罐满载时P1Wh1+P2Wh2+P3Wh3=PAL2+（G1+G2）×0.5L2+PC×0.5L2+PD×50.5L2其中：PC=PD=0.5PA得：PA=231047.6N4.1.2.2以A点为支点(1)粉罐空载时P1Wh1+P2Wh2+P3Wh3+G1×0.5L2=PBL2+PC×0.5L2+PD×0.5L2其中：PC=PD=0.5PB得：PB=888629.2N(2)粉罐满载时P1Wh1+P2Wh2+P3Wh3+（G1+G2）×0.5L2=PBL2+PC×0.5L2+PD×0.5L2其中：PC=PD=0.5PB得：PB=1026560.23N支腿底部及加强筋的横截面为A=15.662×103㎡，则最大强度为：σ=PB/2A=32.77Mpa[σ]=215Mpa（校核满足要求）4.2焊缝强度计算支腿底部与基础采用接方式连接，焊管周围布有6块三角加强筋，焊缝为直角焊缝，焊接形式为满焊，查GB/T50017-2003《钢结构设计规范》得，16mm以下钢板焊缝的抗拉强度值为[σ]=160Mpa，[τ]=125Mpa。64.2.1正面角焊缝的强度计算（作用力垂直于焊缝长度方向）σf=welhN≤βffwf其中σf-按焊缝有效截面计算，垂直于焊缝长度的应力he-角焊缝的计算厚度，he=4.3×103mlw-角焊缝的计算长度，lw=0.9mfwf-角焊缝的强度设计值，fwf=160Mpaβf-正面角焊缝的强度设计值增大系数，βf=1.22N-风载荷，N=288175N代入上式得：σf=74.46Mpa195.2Mpa4.2.2侧面角焊缝的强度计算（作用力平行于焊缝长度方向）τf=welhN≤fwf其中τf-按焊缝有效截面计算，沿焊缝长度方向的剪应力he-角焊缝的计算厚度，he=7.14×103mlw-角焊缝的计算长度，lw=0.6mfwf-角焊缝的强度设计值，fwf=160MpaN-风载荷，N=288175N代入上式得：τf=67.27Mpa160Mpa4.2.3在各种综合作用下，σf和τf共同作用处7将上面计算结果代入公式得：87.35Mpa160Mpa5、计算结果及强度分析由以上计算结果得知，支腿的抗风强度满足使用要求。中铁一局京福铁路客专闽赣V标项目经理部建工公司分部2010年8月5日