气柜计算

1、基本参数1.顶板重量：314（N/m2）r1/6000n140l02000α03.022.拱架重量：294（N/m2）r2/10900n268l16000α112.153.施工载荷或雪载荷：687（N/m2）r3/16400n396l25800α221.29拱架计算荷载q：1295（N/m2）r4/19000n4l35200α330拱架球面半径R：38000mm径向梁截面模数Wx78980mm3D04000径向梁截面积Ai3600mm2D116000梁截面的回转半径ix49.5mmD226500环向梁截面模数Wx78980mm3环向梁截面积Ai3600mm24.计算节点的负荷面积2.83m23.83m23.01m25.节点荷载3661.53N4954.43N3900.54N二、径向梁计算1.径向梁段轴力（压力）计算图1：拱架计算简图-17397N-23730N-25033N9.拱架计算径向梁段环向梁段环梁规格2×∠160×12环梁截面积7392弹性模量E206000截面惯性矩16395700=p=12/11n1rF()=-p=22/12/22n1rrF()=-p=32/12/33n1rrF=a-=111sinQS=a+-=2212sinQQS=a++-=33213sinQQQS==11qFQ==22qFQ==33qFQ2.轴力引起的偏心弯矩计算3.径向梁局部弯矩计算3.1载荷面积（如图1）3.2局部载荷3.3局部弯矩3.4径向梁段计算弯矩4.径向梁段强度和稳定性校核4.1强度校核4.2弯矩作用平面内的稳定性校核由ε及λx查HG20517-92《钢制低压湿式气柜》表Ⅰ-2得Φp=0.037M11-2060141.471M122.356194452.920757122.790781426FD1（m2）QD1（N）QD2（N）QD3（N）M13-2226617.979-2625868.462FD2（m2）FD3（m2）3051.2718133782.3804713614.061947M21M22M233051271.8133656301.1223132187.021MD1MD2MD35111413.2846282169.5835358805-69.55024884-86.13282877-74.80375838≤[σ]=≤[σ]=≤[σ]=13.3923947312.067143129.757548473ε≤30121.2121212117.1717172105.0505051-130.6062327R8lSM2iii1=()[]2021011Dllln21F-+p=()()[]210221022Dllllln21F+-++p=()()[]21i2102i210iDilllllllln21F-++++-++++p=LLDiDiqFQ=6lQMiDii2=i1i2DiMMM-=[]s£±=sXDiiiWMASXiiDiWASM·=exiXil=l[]s£F=siPiAS4.3弯矩作用平面外的稳定性校核由ε及λy查HG20517-92《钢制低压湿式气柜》表Ⅰ-3得Φp=三、环向梁计算1.环向梁段轴力环向梁段轴力（N）将环向梁看作承受压力的环，作稳定性和强度校核1.中心环梁计算1.1.中心环稳定性校核1.1.1中心环参数中心环直径D0：4000mm环截面积：3840mm2弹性模量：206000MPa截面惯性矩：9165800mm41.1.2环梁单位长度上分布的载荷计算N2N3-216763.5217-55248.26497227447.9918N1Fr1Fr2Fr31.413716671.9129064941.506000953Qr1Qr2Qr31830.7630882477.213911950.271234Mr3Mr1Mr200#REF!≤[σ]=≤[σ]=≤[σ]=yiyil=l[]s£F=siliASn180sin2ctgQN111°a-=()n180sin2ctgQQctgQN221112°a+-a=()()n180sin2ctgQQQctgQQN33212213°a++-a+=()()n180sin2ctgQQQctgQQQN1n1n212n2n211n°a+++-a+++=-----LL[]s£±=sxriiWMANn180sin2ctgQN11°a-=()n180sin2ctgQQctgQN221112°a+-a=()()n180sin2ctgQQQctgQQN33212213°a++-a+=()n180sin2ctgQQQN1n1n21n°+++=--L()()n180sin2ctgQQQctgQQQN1n1n212n2n211n°a+++-a+++=-----LLiriF21F=ririqFQ=6lQMiriri=[]s£±=sxriiWMANxiXil=l[]s£F=sASli()30cr2DEJ3q==p=011DHnq-55.376N/mmH1=S1cosα1≈S1=-17397N1.1.3环梁临界压力708.058MPa236.019MPa1.2.中心环强度校核-28.841MPa合格合格iriF21F=6lQMiriri=[]s£=sXDiWM6lQMiriri=xiXil=l[]3qqcr=[]s£=sA2qD0==dFFbA==dqqdA=d=FFEB=d=qqEBbIEDFF===qqdIED==dqFBD12=d=¢qBE[]WRE1.0P2cr³÷øöçèæd¢==p=011DHnq[]3qqcr=()30cr2DEJ3q=[]s£=sA2qD0()()n180sin2ctgQQQctgQQN33212213°a++-a+=()n180sin2ctgQQQN1n1n21n°+++=--L()()n180sin2ctgQQQctgQQQN1n1n212n2n211n°a+++-a+++=-----LL()()n180sin2ctgQQQctgQQN33212213°a++-a+=()n180sin2ctgQQQN1n1n21n°+++=--L()()n180sin2ctgQQQctgQQQN1n1n212n2n211n°a+++-a+++=-----LLXiriWANM·=exiXil=l[]s£F=sASPiyiyil=lririqFQ=6lQMiriri=XiriWANM·=exiXil=l1.设计基本参数设计规范：HG20517《钢制低压湿式气柜》设计压力：400mmH2O设计温度：60℃设计风压：200Pa地震烈度：7度罐壁内径：22m罐壁高度：16.2m充液高度：16.2m液体密度：1010kg/m3拱顶半径：18.445m焊缝系数：0.85腐蚀裕量：1mm钢板厚度负偏差0.8mm2.水槽壁分段及假设壁厚罐壁尺寸、材料及许用应力如下：高度（m）厚度（mm）材料设计[σ]t（MPa）σs（MPa）σb（MPa）重量（kg）1416Q235-A15723537534748.62414Q235-A15723537530402.33410Q235-A15723537521712.044.28Q235-A15723537518236.4总重：105099.43.水槽壁计算设计时气柜设计计算过程从下至上分段号()[]2120003.0CDhti+-=jsgd第9页计算结果：从下至上分段数H（m）计算壁厚t（mm）名义厚度（mm）116.215.016212.211.71438.28.41044.25.084.钟罩壁计算设计时计算结果：δ=1.80033mm5.钟罩顶计算设计时计算结果：δ=1.800623mm6.风载荷及地震载荷计算风载荷计算：[]22CPDt+=jsd[]22CPDt+=jsd第10页计算风压：W0——地区基本风压值（N/m2）β——风振系数1.45KZ——风压高度系数1.49K——体形系数0.7W=302.47（N/m2）地震载荷计算：水平方向地震力：C——结构影响系数0.4Kh——水平地震力系数0.1β1——动力放大系数2.25W0——活动塔节总重力813297NQe=73196.7（N/m2）7.轮压计算风载荷产生的轮压：W0——地区基本风压值（N/m2）β——风振系数1.45KZ——风压高度系数1.31K——体形系数0.6DC——钟罩直径21ml1——上下导轮间距15.92mhC——活动塔节露出高度17.87mΣPW=48008.3N风载荷产生的最大水平轮压:对内导轮:HWMAX=8001.38N0KWKWZb=01WCKQheb=20211CCZlWhDKWKPb=SnPwWHS=4max第11页n——导轮数(即导轨根数)24对外导轮:HWMAX=16002.8Nn——导轮数(即导轨根数)12地震载荷产生的最大水平轮压:67127.7N对内导轮:3356.38Nn——导轮数(即导轨根数)24对外导轮:6712.77Nn——导轮数(即导轨根数)12各导轮的水平计算轮压为:对内导轮:5356.73N对外导轮:10713.5N当导轮作用在导轨中心时产生的最大轮压计算：风载荷产生的轮压：KZ——风压高度系数1.26hC2=14.5mΣPW=30402N风载荷产生的最大水平轮压:对内导轮:HWMAX=5067NHmax=0.25Hwmax+Hemax=Hmax=0.25Hwmax+Hemax=nPeeHS=2.1maxelheQP11=S220211CCZlWhDKWKPb=SnPeeHS=2.1maxnPwWHS=4max第12页n——导轮数(即导轨根数)24对外导轮:HWMAX=10134Nn——导轮数(即导轨根数)12地震载荷产生的最大水平轮压:51955N对内导轮:2597.75Nn——导轮数(即导轨根数)24对外导轮:5195.5Nn——导轮数(即导轨根数)12各导轮的水平计算轮压为:对内导轮:3864.5N对外导轮:7729N8.导轨计算1,外导架水平环梁或拉杆的内力及强度校核:n——外导轨数量12Ti=20696.9N水平环梁或拉杆强度校核：.Fi——水平环梁或拉杆截面积1274mm2Wx——水平环梁或拉杆作用Hmax=0.25Hwmax+Hemax=Hmax=0.25Hwmax+Hemax=nHiTo180maxsin2=xiiWMFT±=snPeeHS=2.1maxelheQP11=SnPeeHS=2.1max第13页平面内断面模数7800mm3M——水平环梁做平台时，平台活载荷产生的弯矩［σ］——构件许用应力167MPaσ=16.2456MPaσ［σ］2,外导架斜撑内力及强度校核:2772.84N9278.13N斜撑的内力为:4524.05N斜撑的强度校核：Fi——斜撑的截面面积1150mm2［σ］——构件许用应力167MPaσ=3.93396MPaσ［σ］3,外导架立柱的内力及稳定性校核:V——立柱轴向内力3574.69NΦ——稳定系数0.604F——立柱的截面面积3060mm2σ=1.93411MPa［σ］——构件许用应力167MPaσ［σ］当导轮作用在导轨中心时立柱产生的跨中弯矩计算：nHHABL°-=180'maxsin2nHH°=360max'cosqcosABLN=iFN=sFVfs=qsinNV=第14页N·mmM=5688541N·mm2000.4N6693.51N3263.78N2578.89NΦ——稳定系数0.604F——立柱的截面面积3060mm2σ=1.39532MPa［σ］——构件许用应力167MPaσ［σ］9.水槽内导轨计算水槽内导轨为一多跨梁,作用有一个集中荷载,可视为两端嵌入梁校核弯曲强度Hmax____下导轮最大轮压NLc____导轨支点跨距500.00mmW____导轨断面模数13010mm3［σ］——导轨许用弯曲应力MPaσ=25.7337MPa［σ］——构件许用应力167MPaσ［σ］10.导轮轴的计算1,内导轮轴的计算:5maxlHM=nHHABL°-=180'maxsin2nHH°=360ma