式中:Az—— 仓壳锥体特性纵坐标值,mm;
a?a—— 仓壳锥体计算截面α-α处的内直径,mm; Dzihzc —— 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?9??g?hw(?1)???10 …………………………(53)
Az3??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:
pa?ah?gDzi?hw?2??1?(?1)??10?9 …………………………(54) ?4tg???Az? 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。
a?aa?aa?apn?pvsin2??phcos2? ……….…….…………………(55)
6.12.1.5 周向应力
a?a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产生的
周向应力按式(56)计算。
??6.12.1.6 轴向应力
a?aa?aa?a(p?pn)Dzi ……………………………………(56) ?a?a2?eicos?a?a任意截面a-a处由设计压力p和物料垂直压应力pv产生的轴向应力按式(57)计算:
?a?a式中:—— mca?aza?a(p?pva?a)Dzimca?ag……………….…………(57) ??a?aa?aa?a4?eicos??Dzi?eicos?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???(?za?a)2?(??a?a)2??za?a??a?a ……………………………(58)
6.12.3 应力校核
截面a-a处组合应力按式(59)校核:
ta?a??????φ ……………………………………………(59)
6.13 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?mtg?10?3?C …………..………..………………(60) tEqw …….……………………………(61) gmt?mti?mt2?mt3?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: ???周向应力??按式(63)校核:
pDi ……………………..…………………(62) 2?tsin???????tφ ……………………..…………………(63)
6.13.2 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?Rn10mtg?3?10?C ……………………………(64) tE,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:
???周向应力??按式(66)校核
pDi …………………..……………………(65) 4?t??????tφ ……………………….………………(66)
6.13.3 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:
Mmax??Di3mtg48n?10??9WZDi4n?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?Mmax?103 ………………………………………(68) t?R?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:
psDi2 …..…………………..…………………(69) Aj?t8????tg?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
表
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)Di …………..…………………………(70) 2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: