固体料仓设计计算(4)

2020-05-04 11:47

式中:Az—— 仓壳锥体特性纵坐标值,mm;

Dzia?a—— 仓壳锥体计算截面α-α处的内直径,mm;

hzc —— 物料在仓壳锥体计算截面α-α处的锥角高,mm。

6.12.1.2 物料对仓壳锥体的垂直压应力

物料对仓壳锥体任意截面a-a处产生的垂直方向压应力pv,见图8,其值按式(53)计算:

pva?a?hwhzc??1??g?hw(?1)???10Az3???9 …………………………(53)

6.12.1.3 物料对仓壳锥体产生的水平压应力

物料对仓壳锥体任意计算截面a-a处产生的水平压应力ph,按式(54)计算:

a?aph???hw?21?(?1)???104tg???Az?zi?gD?9 …………………………(54)

图8 物料对仓壳锥体的垂直压应力

6.12.1.4 仓壳锥体任意截面处的法向压应力

物料在仓壳锥体任意计算截面a-a处所产生的法向压应力pn按式(55)计算,此压应力与仓壳锥体间产生的法向压应力。

pna?a?pva?asin2??pha?acos2? ……….…….…………………(55)

6.12.1.5 周向应力

仓壳锥体任意截面a-a处由设计压力p和和垂直于其壁面的法向压应力pn周向应力按式(56)计算。

a?a产生的

??a?a?(p?pn2?eia?a)Dzia?aa?acos? ……………………………………(56)

6.12.1.6 轴向应力

任意截面a-a处由设计压力p和物料垂直压应力pva?a产生的轴向应力按式(57)计算:

?a?az?(p?pv4?eia?a)Dzia?aa?acos??mca?aa?agcos??Dzi?eia?a……………….…………(57)

a?a式中:mc——

仓壳锥体计算截面a-a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。

6.12.2 组合应力

截面a-a处组合应力按式(58)计算:

?a?a??(?a?az)?(??2a?a)??2a?az??a?a ……………………………(58)

6.12.3 应力校核

截面a-a处组合应力按式(59)校核:

?a?a?????φ ……………………………………………(59)

t6.13 仓壳顶计算

6.13.1 自支承式锥形仓壳顶

自支承式锥形仓壳顶适用于壳体内直径不大于5m的料仓,见图9。

仓壳顶的有效厚度按式(60)计算,但不得小于4.5mm。当?t> 6mm时可以考虑采用加强筋结构。

?t?2.24Disin?mtgEt?10?3?C …………..………..………………(60)

mt?mti?mt2?mt3?qwg …….……………………………(61)

式中:mt1—— 单位面积的仓壳顶质量,kg/m2;

mt2—— 单位面积的仓壳顶附加质量,kg/m2; mt3—— 单位面积仓壳顶上平均载荷,kg/m2;

?—— 锥顶母线与其水平投影线间之夹角(见图9),一般取10о~35о。

图9 自支承式锥形仓壳顶 图10 自支承式拱形仓壳顶 受内压锥顶的周向应力按式(62)计算: ???pDi2?tsin? ……………………..…………………(62) 周向应力??按式(63)校核:

??????φ ……………………..…………………(63)

t6.13.2 自支承式拱形仓壳顶

自支承式拱形仓壳顶的球壳内半径取料仓内直径的0.8~1.2倍, 见图10。

拱形仓壳顶球壳的有效厚度按式(64)计算,但不得小于4.5mm。当?t>6mm时可以考虑采用加强筋结构。

?t?Rn10mtgEt?10?3?C ……………………………(64)

,mm。 式中:Rn—— 拱形仓壳顶球壳内半径(见图10)

受内压拱形仓壳顶的周向应力,按式(65)计算:

???pD4?ti …………………..……………………(65)

周向应力??按式(66)校核

??????φ ……………………….………………(66)

t6.13.3 仓壳顶加强筋

加强筋宜以仓壳顶中心为准,呈辐射状均匀并对称分布,如图11所示。 加强筋按以下步骤进行校核计算: a) 加强筋的最大弯矩

加强筋的最大弯矩按式(67)计算:

M??Dimtg48n3max?10?9?WZDi4n?10?3 ………………………(67)

式中:Mmax—— 加强筋最大弯矩,N·m;

WZ—— 集中载荷,N;

n—— 直径方向加强筋的数量。 b) 所需加强筋截面模数按式(68)计算:

Zmin?Mmaxt?R??10 ………………………………………(68)

3式中:Zmin—— 所需加强筋最小截面模数,mm 3。

c) 已设定加强筋的截面模数应≥Zmin。否则需要调整加强筋的数量或型钢规格直到满

足为止。

图11 仓壳顶加强筋结构

6.14 仓壳顶与仓壳圆筒连接处的加强结构

加强用的包边角钢与仓壳圆筒的连接可以采用对接或搭接型式,见(图12)所示。

仓壳顶与仓壳圆筒连接处的有效面积(包边角钢横截面积加上与其相连的仓壳圆筒与仓壳顶各16倍板厚范围内的截面之和)应同时满足式(69)与表(24)之要求:

Aj?psDi8??2?t?tg? …..…………………..…………………(69)

式中: Aj—— 仓壳顶、仓壳圆筒与包边角钢有效截面积之和,mm2;

ps—— 取设计压力p及设计外压po中的较大值,MPa。

(a) (b) (c) (d) 图12 仓壳顶与仓壳圆筒连接处的加强结构

24 包边角钢最小尺寸

mm

仓壳圆筒内直径 Di 包边角钢最小尺寸 ∠50×50×5 ∠63×63×6 ∠75×75×8 ∠100×100×10 Di≤ 5000 5000<Di≤10000 10000<Di ≤20000 Di≥20000 包边角钢自身的对接接头及包边角钢与仓壳圆筒、仓壳顶连接的焊接接头应为全焊透结

构。

6.15 仓壳锥体与仓壳圆筒连接处的加强结构

仓壳锥体与仓壳圆筒连接处的加强结构形式见(图13)。

图13 仓壳锥体与仓壳圆筒连接处的加强结构 仓壳圆筒圆周方向拉力按式(70)计算:

YS?(p?ph)Di2 …………..…………………………(70)

式中:Ys—— 仓壳圆筒圆周方向拉力,N/mm。 仓壳锥体母线方向拉力按式(71)计算:


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