兰新线搅拌站粉料罐抗风载荷计算

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1、兰新铁路第二双线（乌鲁木齐段）LXTJ4标二工区拌合站风荷载检算书农十三师勘测设计院2010.03兰新线搅拌站粉料罐抗风载荷计算1、基本情况：本检算适用于兰新铁路第二双线LXTJ4标段二工区哈密梁场、3#、4#、5#拌合站，风速按35m/s进行设计，本工区所有拌合站粉罐通过钢桁架与基础预埋件进行焊接连接，基础预埋件为特制预埋钢板与预埋钢筋采用可靠焊接，基础埋深地面以下3.5m，基础地面为泥岩层，地基承载力为250KPa,此处各刚构件之间焊接均满足规范要求，故在风荷载检算过程中不考虑各钢构件连接强度和地基承载力。由于此拌合站风罐迎风面积较大，只考虑此粉罐在35m/s风速下能否满足倾覆稳定性验算。

2、水泥罐相关尺寸：罐体高度24.35m，上部除尘器直径0.8m，高1.6m；中部主体直径3.16m，高13.79m，主体上方有0.2高上锥体，上口：直径0.8m；主体下方有2.44m下锥体，下口直径0.3m；支腿直径0.219m，高8.8m。2、检算步骤：风压：垂直于罐体的风压按下式计算：ωk=βz×μs×μz×ω0（GB5009-2001结构荷载规范7.1.1-1）式中：ωk—风荷载标准直（KN/m2）βz—主度Z处的风振系数。μs—风荷载体型系数。参表7.3.136项取μs=0.6μz—风压高度变化系数。参表7.2.1，取μz=1.8ω0—基本风压（KN/m2）。参表D.4，按哈密本地50年

3、一遇，风速按35m/s进行取值，有ω0=0.6KN/m2βz=1+ζ×ν×Ψz/μzζ—脉动增大系数ν—脉动影响系数Ψz—振动系数μz—风压高度变化系数自振周期T1圆柱（筒）基础塔（塔壁厚不大于30mm）当H^2/D0<700时，T1=0.35+0.85×10^(-3)×H^2/D0H—总高（m），H=24.35mD0—外径（m），对变径，可按各段高度为权，取外径的加权平均值。D0=（1.6×0.8+3.16×13.79+（0.3+3.16）/2×2.44+0.219×2×8.8）/24.35=2.174mT1=0.35+0.85×10^(-3)×24.35^2/2.174=0.582ω0×T

4、1^2=0.6×0.582^2=0.203参表7.4.3取ζ=2.04参表7.4.4取ν=0.85参表F.1.2取Ψz=（0.24+1）/2=0.62βz=1+ζ×ν×Ψz/μz=1+2.04×0.85×0.62/1.8=1.579ωk=βz×μs×μz×ω0=1.579×0.6×1.8×0.6=1.035（KN/m2）3、设备基础每个粉罐基础按3.2m宽，2.7m长，3.5m深考虑，混凝土比重2.2t/m3计（实际基础根据地基承载力定，但不小于此尺寸）。4、缆风计置角度暂按54º计，缆风拉力为T（见图1）大风引起的侧翻力矩M风：M风=1.6×0.8×1.035×（22.59+0.2+1.6/

5、2+2）+(0.8+3.16)/2×0.2×1.035×(22.59+0.2/2+2)+3.16×13.79×1.035×(8.8+13.79/2+2)+(0.3+3.16)/2×2.44×1.035×(8.8-2.44/2+2)+0.219×8.8×2×1.035×(8.8/2+2)=905.49(kN.m)自稳力矩：按空载时的自重11.3吨（称重）计M自=M基础+M缆风=11.3×10×1.6+3.2×2.7×2×2.2×1.6×10+T×COS（54º）×（22.59+2）×10+T×SIN（54º）×（1.6+1.1）×10=789.056+166.43T按1.5×M风=M自T=3.4

6、2t地瞄自重为G=T/sin（54°）=3.42/0.809=4.23（吨）地瞄设计尺寸：1.5m×1.5m×1.2m×2.2=5.49t钢丝绳选用φ12。破断拉力为7.02t>3.42t五：预埋件计算罐体通过预埋件传递到基础引起的侧翻力距与基础的自稳力矩平衡，设每根预埋件钢筋的拉力为F，每个预埋件有6根Q235的φ25圆钢，与预埋钢板有效焊接长度为330mm，双面焊，焊脚高度8mm。考虑到实际焊接可能焊脚高度不足现象，按6mm计算，一个粉料罐有四个预埋件，两个受向上的力，两个受向下的力（见图2）。Mf=Mg，有：2×6F×(1,6+1.1)-2×6F×0.5=3.2×2.7×2×2.2×1.

7、6F=2.304tφ25圆钢的破断拉力为215×490.9/10000=10.554t>2.304t，满足要求。钢筋与钢板间每条焊缝的抗拉力N：N=330×6×0.7×160/10000=22.176t>2.304t满足要求。粉料仓顶部相互间用型钢连接，五个罐子彼此支撑，平衡罐体排队列方向的风载荷，不必计算。图1.揽风加固大样图图2.基础尺寸大样图6、结论：根据检算结果，此拌合站粉罐在大风速度为3