NBT 47003.2-2009 固体料仓计算



固体料仓计算                                                            -----(按照NB/T47003.2-2009《固体料仓》计算)
设备名称：	编制人：
1.物料载荷计算					表1：料仓质量																																																													表6：物料对仓壳圆筒的摩擦力
仓壳圆筒内直径	mm	Di	10000		段号		li(mm)	δ(mm)	C1(mm)	C2(mm)	m01(kg)	m02(kg)	m03(kg)	ma(kg)	mi(kg)																																																			段号	段高(mm)	hw(mm)	Pv(MPa)	Ph(MPa)	Ff(N)											表8：物料对仓壳锥体的作用力以及仓壳锥体应力																											表10罐壁折算高度计算表
仓壳锥顶半顶角	°	θ	22.5		仓壳顶	10	1091	6	0.8	1	7000			8000	15000.00																																																			9	3000	1800	0.033026	0.01063	146571.8											段号	段高(mm)	hw(mm)	Dzi(mm)	hzc(mm)	Az(mm)	Pva-a(MPa)	Pha-a(MPa)	Pna-a(MPa)			表9：裙座壳的应力																段号	hi(mm)	ti(mm)	Hei(mm)
设计压力	MPa	P	0.029		仓壳 圆筒	9	3000	6	0.8	1	4526.61	169.70	169646	0	174342.31			表2：水平地震力									表3：各截面地震弯矩															表4：各截面水平风载荷											表5：各截面风弯矩													8	3000	4800	0.058601	0.02320	908758.8											4	4000	15800	10000	3501	18617	0.11423	0.04460	0.05480			段号	δs (mm)	δes (mm)	m0,mmax (Kg)	Mmax (N·mm)	Zsb(Zsm) (mm3)	Asb(Asm) (mm2)	σ1 (MPa)	σ2 (MPa)	A	B (Mpa)	KB (MPa)	K[δ]t (MPa)	0.9σs (Mpa)	结论		9	3	4.2	3
设计外压力	MPa	P0	-0.002			8	3000	8	0.8	1	6036.68	169.70	282743.34		288949.72			段号	mk(mi)(Kg)	hk(hi)(mm)	mihi	mihi/∑mkhk	Fei(N)				段号	Fei(N)	hk(mm)	h(mm)	1-1	2-2	3-3	4-4	5-5	6-6	7-7	8-8	9-9	10-10		段号	li(mm)	vi	hit(mm)	hit/H	φZi	fi	K2i	Doi(mm)	Pi(N)		段号	Pi(N)	li(mm)	1-1	2-2	3-3	4-4	5-5	6-6	7-7	8-8	9-9	10-10	7	3000	7800	0.078368	0.03174	2127174.5											3	4000	19800	6686	2341	12448	0.09906	0.03587	0.04513																			8	3	6.2	1.133
设计温度	℃	T	65			7	3000	10	0.8	1	7547.36	169.70	282743.34		290460.40			10	15000.00	31546	4.73E+08	0.012132	21744.42				10	21744.42	31546	31000	6.86E+08	6.21E+08	5.55E+08	4.68E+08	3.82E+08	2.95E+08	2.08E+08	1.42E+08	7.71E+07	1.19E+07		10	1091	0.862	32091	1	1	1.825	2.0157	10012	12657.68		10	12657.68	1091	3.99E+08	3.61E+08	3.23E+08	2.73E+08	2.22E+08	1.71E+08	1.21E+08	8.29E+07	4.49E+07	6.90E+06	6	4000	11800	0.098658	0.03943	4228097.7											2	3000	23800	3373	1181	6279	0.06305	0.02034	0.02659			4	22	19.2	1981065	2.14E+10	1.728E+09	6.912E+05	40.48	28.55	3.61E-04	45.96	55.15	254.4	310.5	校核通过		7	3	8.2	0.563
物料堆积密度	Kg/m3	ρ	1200			6	4000	12	0.8	1	12078.19	226.27	376991.12		389295.58			9	174342.31	29500	5.14E+09	0.131860	236343.68				9	236343.68	29500	28000	6.97E+09	6.26E+09	5.55E+09	4.61E+09	3.66E+09	2.72E+09	1.77E+09	1.06E+09	3.55E+08			9	3000	0.861	31000	0.96600293	0.9956	1.812	2.0173	10012	34585.30		9	34585.30	3000	1.02E+09	9.17E+08	8.13E+08	6.74E+08	5.36E+08	3.98E+08	2.59E+08	1.56E+08	5.19E+07		5	4000	15800	0.114232	0.04460	6699440.3											1	468	26800	887	311	1652	0.01952	0.00558	0.00762			3	22	19.2	2003230	2.87E+10	1.728E+09	6.912E+05	45.01	29.03	3.61E-04	45.96	55.15			校核通过		6	4	10.2	0.435
物料内摩擦角的最小值	°	ψ	35			5	4000	14	0.8	1	14094.04	226.27	376991.12		391311.42			8	288949.72	26500	7.66E+09	0.196317	351874.14				8	351874.14	26500	25000	9.32E+09	8.27E+09	7.21E+09	5.81E+09	4.40E+09	2.99E+09	1.58E+09	5.28E+08				8	3000	0.854	28000	0.87251877	0.9771	1.766	2.0161	10016	33700.28		8	33700.28	3000	8.93E+08	7.92E+08	6.91E+08	5.56E+08	4.21E+08	2.86E+08	1.52E+08	5.06E+07																			段号	δe(mm)	mca-a(Kg)	σza-a(MPa)	σθa-a(MPa)	σΣa-a(MPa)	[σ]tφ(MPa)		结论			2	24	21.2	2021369	3.42E+10	1.885E+09	7.540E+05	44.44	26.97	3.99E-04	50.75	60.90			校核通过		5	4	12.2	0.278
物料与壳体壁面的摩擦角	°	ψ'	25		裙座/仓壳锥体	4	4000	22	0.8	2	22165.47	226.27			22391.74			7	290460.40	23500	6.83E+09	0.175002	313670.73				7	313670.73	23500	22000	7.37E+09	6.43E+09	5.49E+09	4.23E+09	2.98E+09	1.73E+09	4.71E+08					7	3000	0.845	25000	0.77903462	0.9384	1.715	1.9943	10020	32385.86		7	32385.86	3000	7.61E+08	6.64E+08	5.67E+08	4.37E+08	3.08E+08	1.78E+08	4.86E+07				表7：仓壳圆筒应力																4	10.2	380709.2006	50.600795	44.4618446	47.8277261	116		校核通过			1	24	21.2	2039508	3.98E+10	1.885E+09	7.540E+05	47.63	27.33	3.99E-04	50.75	60.90			校核通过
物料与料仓间的摩擦系数    μ=tan(ψ')	/	μ	0.466307658				4000	12	0.8	1	12078.19		265872		277950.19			6	389295.58	20000	7.79E+09	0.199617	357790.38				6	357790.38	20000	18000	7.16E+09	6.08E+09	5.01E+09	3.58E+09	2.15E+09	7.16E+08						6	4000	0.836	22000	0.68555047	0.8791	1.664	1.9498	10024	40978.33		6	40978.33	4000	8.20E+08	6.97E+08	5.74E+08	4.10E+08	2.46E+08	8.20E+07					段号	δe(mm)	Mmax(N·mm)	mupI-I(Kg)	σz1I-I(MPa)	σz2I-I(MPa)	σz3I-I(MPa)	σz4I-I(MPa)	σzI-I(MPa)	σθI-I(MPa)	σzLI-I(MPa)	σzAI-I(MPa)	A	B(MPa)	[σ]cr(MPa)		3	8.2	112953.9085	35.21132	32.7119263	34.0305314			校核通过			m-m	24		2039508
壳体材料	/	/	06Cr19Ni10			3	4000	22	0.8	2	22165.47	226.27			22391.74			5	391311.42	16000	6.26E+09	0.160521	287714.47				5	287714.47	16000	14000	4.60E+09	3.74E+09	2.88E+09	1.73E+09	5.75E+08							5	4000	0.82	18000	0.56090493	0.7691	1.586	1.8551	10028	37176.01		5	37176.01	4000	5.95E+08	4.83E+08	3.72E+08	2.23E+08	7.44E+07						9	4.2	4.56E+08	19696.31	17.26	1.11	0.97	1.82	15.30	47.17	56.40	13.36	7.90E-05		0		2	6.2	14126.15969	15.830893	16.3660426	16.1051375			校核通过
壳体材料密度	Kg/m3	ρ	8000				4000	10	0.8	1	10063.15		98822		108885.15			4	300341.93	12000	3.60E+09	0.092403	165621.38				4	165621.38	12000	10000	1.99E+09	1.49E+09	9.94E+08	3.31E+08								4	4000	0.8	14000	0.43625939	0.6306	1.492	1.7271	10044	32611.60		4	32611.60	4000	3.91E+08	2.94E+08	1.96E+08	6.52E+07							8	6.2	1.81E+09	25902.69	11.69	4.67	2.87	1.55	8.35	42.10	46.83	2.61	1.17E-04		0		1	4.2	215.4289905	2.9687108	4.18658067	3.72987322			校核通过
焊接接头系数	/	φ	0.85			2	3000	24	0.8	2	18139.00	169.70			18308.70			3	131276.89	8000	1.05E+09	0.026926	48261.13				3	48261.13	8000	6000	3.86E+08	2.41E+08	9.65E+07									3	4000	0.78	10000	0.31161385	0.4685	1.38	1.5695	10044	27409.88		3	27409.88	4000	2.19E+08	1.37E+08	5.48E+07								7	8.2	4.18E+09	33619.75	8.84	8.26	5.32	1.46	4.44	37.03	39.44	-6.19	1.54E-04	19.6	23.52
设计温度下材料的许用应力	MPa	［σ］t	137				3000	8	0.8	1	6036.68		14288		20324.68			2	38633.39	4500	1.74E+08	0.004457	7989.04				2	7989.04	4500	3000	3.60E+07	1.20E+07										2	3000	0.468	6000	0.18696831	0.2891	1.212	1.2401	10048	14271.15		2	14271.15	3000	6.42E+07	2.14E+07									6	10.2	8.72E+09	45924.21	7.11	13.19	9.24	1.55	1.61	33.54	34.37	-16.88	1.92E-04	24.4	29.28
仓壳锥体半顶角	°	θ	22.5			1	3000	24	0.8	2	18139.00	169.70			18308.70			1	19896.70	1500	2.98E+07	0.000765	1371.49				1	1371.49	1500	0	2.06E+06											1	3000	0.234	3000	0.09348415	0.156	0.702	1.1118	10048	7411.15		1	7411.15	3000	1.11E+07										5	12.2	1.46E+10	60244.52	5.94	17.48	13.26	1.66	0.06	30.16	30.19	-26.46	2.29E-04	29.2	35.04
2.地震载荷							468	6	0.8	1	1370		218		1588.00			∑			3.90E+10						∑，(N·mm)				3.85E+10	3.31E+10	2.78E+10	2.08E+10	1.41E+10	8.44E+09	4.03E+09	1.73E+09	4.32E+08	1.19E+07													∑，(N·mm)			5.17E+09	4.37E+09	3.59E+09	2.64E+09	1.81E+09	1.12E+09	5.80E+08	2.89E+08	9.68E+07	6.90E+06	注：组合应力σzLI-I、σzAI-I中，“+”表示拉应力，“-”表示压应力校核通过。
2.1水平地震力					∑(kg)						161439.85	1753.56	1868314.91	8000.00	2039508.33																																																			段号	σzLI-I(MPa)	σzAI-I(MPa)
抗震设防烈度	度	/	7		mmin(kg)						171193.42																																																							9	合格	合格
设计地震分组	/	/	第二组		m0(kg)						2039508.33																																																							8	合格	合格
设计基本地震加速度	g	/	0.1		meq(kg)						1759261.097																																																							7	合格	合格
	N	FE	1792380.851		注：1.裙座与锥壳内上部表示裙座壳体数据，下部表示锥壳体数据。     2.梯子平台重量按56.56Kg/m计算。																																																													6	合格	合格
	Kg	meq	1759261.097																																																															5	合格	合格
——等效质量系数	/	λm	0.85
	/	α1	0.094414414
	/	η2	1.18018018
——一阶振型阻尼比	/	ξ	0.03
——地震影响系数最大值	/	αmax	0.08
——与物料相关系数	/	I	1.1
	N	FEi	见表2
——距底面hk处的集中质量	Kg	mk	见表2
2.2垂直地震力
	N·mm		见表3
——计算截面距地面高度	mm	h	见表3
——设备基础距地面高度	mm	h0	0
3.风载荷
3.1水平风力
基本风压值	N/m2	q0	450
场地土类别	/	/	A
	N	Pi	见表4
——料仓各计算段的外径	mm	D0i	见表4
——风压高度变化系数	/	fi	见表4
——料仓第i段顶截面距地面的高度	m	hit	见表4
——体型系数	/	K1	0.7
	/	K2i	1.7
			见表4
——料仓高度	mm	H	32091
——脉动增大系数	/	ξ	2.1505
——脉动影响系数	/	vi	见表4
——振型系数	/	φzi	见表4
——第i段长度	mm	li	见表4
3.2风弯矩
	N·mm	MWI-I	见表5
	N·mm	MW0-0
4物料对仓壳圆筒的作用力
	/	A	18617
	mm	hc	3501
——料仓计算截面以上的储料高度	mm	hw	见表6
——锥段以上物料堆积高度	mm		15800
	MPa	Pv	见表6
	MPa	Ph	见表6
	MPa	Ff	见表6
	N	Ws	47237.055
——基本雪压值	N/m2	qw	600
6仓壳圆筒应力计算
6.1仓壳圆筒轴向应力计算
	MPa	σz1I-I	见表7
——仓壳圆筒计算截面I-I处的有效厚度	mm	δei	见表7
	MPa	σz2I-I	见表7
	MPa	σz3I-I	见表7
	MPa	σz3I-I	见表7
	Kg	mup	见表7
——计算截面I-I以上料仓壳体质量	Kg	m1upI-I
——平台、扶梯质量	Kg	m2upI-I
——计算截面I-I以上的人孔、接管、法兰及仓壳顶安装的附件质量	Kg	maupI-I
6.2仓壳圆筒周向应力
	MPa	σθI-I	见表7
6.3应力组合
6.3.1组合拉应力
	MPa	σzI-I	见表7
	MPa	σzLI-I	见表7
	MPa	σzAI-I	见表7
6.3.4应力校核
			见表7
			见表7
	MPa	[σ]er	见表7
——载荷组合系数	/	K	1.2
7仓壳锥体应力
7.1仓壳锥体任意截面上的应力计算
	mm	Az	见表8
——仓壳锥体计算截面a-a处的内直径	mm	Dzia-a	见表8
	mm	hzc	见表8
	MPa	pva-a	见表8
	MPa	pha-a	见表8
	MPa	pna-a	见表8
	MPa	σθa-a	见表8
	MPa	σza-a	见表8
——仓壳锥体计算截面a-a处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	mca-a	见表8
——锥壳下端开孔外直径	mm	/	160
	MPa	σ∑a-a	见表8
	MPa	/	见表8
8裙座壳应力
8.1裙座壳底截面的组合应力
	MPa	σ1	见表9
	MPa	σ2	见表9
——0-0截面处的垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项	N	Fv0-0	见表9
	mm2	Asb	见表9
——裙座半顶角，对圆柱形裙座，ψ=0	°	ψ	0
	mm3	Zsb	见表9
——裙座壳底部内直径	mm	Dis	10000
——裙座壳底部壁厚	mm	δ	见表9
——裙座材料名称	/	/	Q345R
——设计温度下的裙座材料许用应力	MPa	[σ]t	212
——设计温度下的裙座材料屈服强度	MPa	ReL(Rp0.2)	345
——设计温度下的裙座材料弹性模量	MPa	Et	191000
8.2裙座上较大开孔处截面h-h组合应力
	MPa	σ1	见表9
	MPa	σ2	见表9
——h-h截面处的垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项	N	Fvh-h	见表9
	mm2	Asm	见表9
	mm2	Am
——h-h截面处水平方向的最大宽度	mm	bm
——h-h截面处裙座壳的内直径	mm	Dis	10000
——开孔加长管长度	mm	lm
——h-h截面处的最大弯矩	N·mm	Mmaxh-h	见表9
——h-h截面处的风弯矩	N·mm	Mwh-h	见表9
——h-h截面以上料仓的操作质量	Kg	m0h-h	见表9
——h-h截面以上料仓的试验质量，如不进行水压试验，可取为m0h-h	Kg	mmaxh-h	见表9
	mm3	Zsm	见表9
9仓壳顶计算
9.1自支承式锥顶形仓壳顶
	mm	δt	12.50815347
	Kg/m2	mt	665.9183673
——单位面积的仓壳顶质量	Kg/m2	mt1	15
——单位面积仓壳顶附加质量	Kg/m2	mt2	5
——单位面积仓壳顶上平均载荷	Kg/m2	mt3	600
——锥顶母线与其水平投影线间之夹角，一般取10°～35°	°	β	22.5
——仓壳顶材料在设计温度下的弹性模量	MPa	Et	195000
	MPa	σθ	30.29250167
	MPa		116.45
结论:校核合格
9.2自支承式拱形仓壳顶
	mm	δt	7.585038173
——拱形仓壳顶球壳内半径	mm	Rn	10000
	MPa	σθ	9.558290722
	MPa		116.45
结论:校核合格
9.3仓壳顶加强筋
	N·mm	Mmax	18421.90422
——集中载荷	N	Wz	6000
——直径方向加强筋的数量	个	n	24
	mm3	Zmin	134466.4541
9.4仓壳顶与仓壳圆筒连接处的加强结构
	mm2	Aj	7515.263344
——取设计压力P及设计外压P0中较大值	MPa		0.029
9.5仓壳椎体与仓壳圆筒连接处的加强结构
	N/mm	Ys	368.0028141
	N/mm	Y1	216.4853313
	N/mm	Y2	453.5108147
	N	Q	-295761.045
	mm	Bn	140.9706381
	mm	Bn	148.1890684
	mm2	Ac	按临界许用应力计算
	mm2	Ac	-3378.195831
——设计温度下材料的许用压缩应力	MPa	[σ]cr	103
9.6仓壳圆筒加强结构
9.6.1仓壳圆筒设计外压                  P0=2.25fiq0×10-6+Pin	MPa	P0	0.003847813
——料仓内部负压值	MPa	Pin	0.002
	MPa	[Pcr]	0.00011013
	m	HE	5.410
	mm	tmin	见表10
——第i圈罐壁板的有效厚度	mm	ti	见表10
——第i圈罐壁板的实际高度	m	hi	见表10
——第i圈罐壁板的当量高度	m	Hei	见表10
9.6.3加强圈个数及位置			需设置加强圈
10裙座地脚螺栓座
10.1基础环内外径数据
	mm	Dob	10300
	mm	Dob	9700
	mm2	Ab	9.4248E+06
——基础环材料许用弯曲应力	MPa	[σ]b	170
——裙座基础板外边缘到裙座壳外表面的距离	mm	b	126
	mm3	Zb	2.2896E+10
10.2基础环厚度
	mm	δb	32.84531803
	MPa	3.859780144	3.859780144
		2.19E+00
	mm	δb	22.12795119
	N·mm	Ms	13873.30967
	N·mm	|Mx|	13873.30967
	N·mm	|My|	7601.224908
——系数Cx	/	/	-0.2264
——系数Cy	/	/	0.05629
——裙座基础板外边缘到裙座壳外表面的距离    b=(Dob-Dis)/2-δs	mm	b	126
——筋板间最大间距                          l=(πDob/n-l3-δG)/(nj+1)-δG	mm	l	187
——地脚螺栓个数	/	n	24
——两个螺栓座之间筋板数量	/	nj	5
——筋板内侧间距	mm	l3	100
——筋板厚度	mm	δG	18
10.3地脚螺栓
	MPa	4.80E-02	4.80E-02
		-3.8163E-01
——0-0截面处垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项	N	Fv0-0
	mm		15.77
——地脚螺栓腐蚀裕量	mm	C2	3
——地脚螺栓材料许用应力	MPa	[σ]bt	147
10.4筋板
	MPa	σg	1.186499741
	N	F	18836.9
——对应于一个地脚螺栓的筋板个数	/	n1	7
——筋板宽度	mm	l2	126
筋板许用压应力
	MPa	[σ]c	111.44
	MPa	[σ]c
	/	λ	19.223
——回转半径，对长方形截面的筋板取0.289δG	mm	i	5.202
——筋板长度	mm	lk	200
	/	ν	1.5133
	/	λc	135.95
——筋板材料的许用应力	MPa	[σ]G	170
结论：校核通过
10.5盖板
	MPa	σz	28.51997016
	MPa	σz	26.02352715
——垫板上的地脚螺栓孔直径	mm	d2	27
——盖板上的地脚螺栓孔直径	mm	d3	40
——垫板宽度	mm	l4	60
——盖板厚度，一般分块厚度不小于基础环的厚度	mm	δc	24
——垫板厚度	mm	δz	12
10.6仓壳筒体与裙座连接焊缝
10.6.1仓壳圆筒与裙座搭接焊接接头
	MPa	49.51	合格
	MPa	59.04	合格
	mm2	Aw	424087.8649
——裙座壳顶部截面外直径	mm	Dot	10044
——搭接接头处的垂直地震力,仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入	N	FvJ-J
——搭接焊接接头处的最大弯矩	N·mm	MmaxJ-J	1.46E+10
——搭接焊接接头处处的风弯矩	N·mm	MwJ-J	1.81E+09
——地震弯矩	N·mm	Me	1.41E+10
——水压试验时(或满仓时)料仓最大质量(不计裙座质量)	Kg	mmaxJ-J	1.96E+06
——J-J截面以上料仓操作质量	Kg	m0J-J	1549359.43
	mm3	Zw	1065313244
——设计温度下焊接接头的许用应力，取两侧母材许用应力的较小者	MPa	[σ]wt	137
——设计温度下焊接接头的屈服强度，取两侧母材屈服强度的较小者	MPa	σs	205
10.6.2仓壳圆筒与裙座对接焊接接头
	MPa	-15.49	合格
——裙座顶截面的内直径	mm	Dit	10000