裙座稳定性计算

基础数据输入塔体内径Di=1500mm塔高H=12000mm设计压力P=0.05MPa设计温度t=60CFRP的厚度δ'=24mmFRP的有效厚度δ=16mm塔体外径Do=1548mmFRP弹性模量E=14100MPa设计温度下许用应力[σ]t=12MPa塔体稳定性计算1.塔器质量计算FRP的密度ρ=2200kg/m3圆筒质量m01’=π*(D0^2-Di^2)*H*ρ/4m01'=3033.54197kg裙座质量m01''=1000kg封头质量（FRP+CPVC）m01''’=200kg圆筒和裙座质量m01=4233.54197kg附属件质量ma=0kg填料密度ρ'=120kg/m3填料高度h=5000mm填料和内件总质量m02=3600kg保温层单位质量m03'=0kg/m保温层质量m03=0kg笼式扶梯单位质量mb'=0kg/m笼式扶梯总质量mb=0kg平台单位质量mc'=0kg平台总质量mc=0kg平台和扶梯总质量m04=0kg物料高度h=2000mm物料密度ρ''=1000kg/m3物料质量m05=π*Di^2*h*γ/4m05=3534.29174kg充水质量mw=20830kg塔器的操作质量m0=m01+m02+m03+m04+m05+mam0=11367.8337kg塔器的最大质量mmax=m01+m02+m03+m04+mw+mammax=28663.542kg塔器的最小质量mmin=m01+m03+m04+mammin=4233.54197kg塔体稳定性计算(E401)参照JB4710-92《钢制塔式容器》2.塔器基本自振周期计算塔体分为3段分段处距离地面高度(m)4812塔段号123m01+ma(kg)1011.1806571011.180661211.1807m03(kg)000m04(kg)000m02(填料重)(kg)19502050500mw(kg)6943.3333336943.333336943.3333m0(kg)2961.1806573061.180661711.1807mmax(kg)9904.51399110004.5148654.514mmin(kg)1401.1806571421.180661311.1807各段重心距地面高度hi(m)2610各段操作质量(mi)2961.1806573061.180661711.1807自振周期T=90.33*H*0.001(mo*H/(EδDi^3))^0.5秒0.4588136173.地震载荷和地震弯矩的计算将塔沿高度方向分成3段（m），视每段高度之间的质量为作用在该段高度1/2处的集中质量4812塔段号123地震影响系数最大值按JB4710P17输入αmax场地土特征周期按JB4710P18输入Tg操作质量mi(kg)2961.1806573061.180661711.1807mi点距地面高度hi(mm)2000600010000hi^1.589442.7191464758.0021000000mihi^1.5264856049.814227082051.711E+09mihi^32.36894E+136.6122E+141.711E+15综合影响系数CzA=求和（i=1~3）mihi^1.5B=求和（i=1~3）mihi^3基本振型参与系数ηki=hk^1.5A/B0.1268706960.659239471.4184575地震影响系数α1=(Tg/T)^0.9*αmax水平地震力Fki=Cz*α1*ηk1*mk*g(N)374.60571232012.242582420.2507垂直地震影响系数最大值αvmax=0.65αmax塔的当量质量meg=0.75m0（kg）塔底截面处的垂直地震力Fv0-0=αvmax*meg(N)mihi5922361.31518367083.917111807求和(i=1~3)mihi任意截面处垂直地震力Fv(i-i)=mihi*FV0-0/sum(i=1~3)mihi(N)182.3314537565.466532526.82037任意截面的地震弯矩MeI-I=Fk1*hi(N.mm)749211.424712073455.524202507截面地震弯矩Me0-0=求和（i=1~3）FkihiH/D15不考虑高振型的影响0.533987449122.39609E+150.2032867937025174.250.14958525.8752811274.61835441401251.830.230.44.风载荷和风弯矩的计算将塔沿高度方向分成3段（m）4812塔段号123塔段长度(m)0~44~88~12风压值q0=(N/m2)体形系数K1风压高度变化系数fi按JB4710P19表6-3选取0.80.921.028风振系数K2i1.71.71.7计算段长度li（mm）400040004000笼式扶梯当量宽度K3按JB4710P21(mm)操作平台当量宽度K4按JB4710P21(mm)塔顶管线外径d0(mm)塔器有效直径Dei=Doi+2δsi+K3+K4+d0+2δps(mm)水平风力Pi=K1*K2i*qO*fi*Dei*li*10^-6(N)2933.68323373.735683769.7829底截面风弯距Mw0-0=P1l1/2+P2（l1+l2/2）+P3(l1+l2+l3/2)5.最大弯矩偏心质量(kg)偏心距离（mm）偏心弯矩Me(N.mm)Mw0-0+Me(N.mm)Me0-0+0.25Mw0-0+MeMmax(N.mm)最大弯矩63807609.66.圆筒轴向应力校核计算截面0-0计算截面以上的塔器操作质量m0=11367.8337kg计算截面的横截面积A=π*Di*δA=75398.2237mm2FRP有效厚度δ=16mm计算截面的截面系数Z=0.785Di^2*δZ=88781408.4mm3最大弯矩MmaxMmax=63807609.6N.mm许用轴向压应力（1.2B或1.2σt取小值）[σ]cr=14.4Mpa许用轴向拉应力（1.2[σ]t）1.2[σ]t=14.4Mpa操作压力引起轴向应力σ1=P*Di/4δσ1=1.171875Mpa垂直地震力引起轴向拉应力σ2'=mo(0-0)g-Fv(0-0)/Aσ2'=1.46215421Mpa垂直地震力引起轴向压应力σ2''=mo(0-0)g+Fv(0-0)/Aσ2''=1.49596451Mpa弯矩引起轴向应力σ3=Mmax/Zσ3=0.71870463Mpa轴向压应力校核σ2''+σ3≤[σ]cr（内压塔）2.214669147合格轴向压应力校核σ1+σ2''+σ3≤[σ]cr(外压塔)3.386544147合格该塔由风弯矩控制52977076.65192663807609.600063807609.64000.700378组合拉应力校核σ1-σ2'+σ3≤K[σ]t（K=1.2内压塔）0.428425422合格组合拉应力校核-σ2'+σ3≤K[σ]t（K=1.2外压塔）-0.743449578合格7.地脚螺栓计算基础环外径Dob=1860mm基础环内径Dib=1550mm基础环面积Ab=π*(Dob^2-Dib^2)/4Ab=830244.399mm2基础环的截面系数Zb=π(Dob^4-Dib^4)/32DobZb=327081700mm3地脚螺栓承受的最大拉应力σB1=Mw(0-0)/Zb-mmin*g/AbσB1=0.14505889Mpa地脚螺栓承受的最大拉应力σB2=Me0-0+0.25Mw0-0+Me)/Zb-(m0g-Fv0-0)/AbσB2=0.02918415Mpa地脚螺栓承受的最大拉应力（取σB1、σB2大值）σB=0.14505889Mpa地脚螺栓材料许用应力[σ]bt=147Mpa地脚螺栓腐蚀裕量C2=3mm地脚螺栓个数n=8地脚螺栓螺纹小径d1=（4*σb*Ab/（πn[σ]bt））^0.5+Cd1=14.4189599mm8.地脚螺栓座计算混凝土基础上的最大压应力σb1=Mmax0-0/Zb+m0g/Abσb1=0.32940159Mpa混凝土基础上的最大压应力σb2=(0.3Mw0-0+Me)/Zb+m0g/Abσb2=0.19284449Mpa混凝土基础上的最大压应力(σb1σb2取大值)σbmax=0.32940159Mpa基础环宽度b=155mm基础环许用应力[σ]b[σ]b137Mpa基础环腐蚀裕度C2=3mm无筋板时基础环厚度δb=1.73b（σbmax/[σ]b）^0.5+C2δb=16.1486257mm取8-M24地脚螺栓