水泥罐抗風(fēng)驗(yàn)算計(jì)算書.doc

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1、京新高速公路臨白三標(biāo)一分部水泥罐抗風(fēng)驗(yàn)算計(jì)算書京新高速公路臨河至白疙瘩段三標(biāo)一分部（K532+150～K565+000段）水泥罐抗風(fēng)驗(yàn)算計(jì)算書中國交通建設(shè)股份有限公司京新高速公路LBAMSG-3項(xiàng)目總承包管理部第一項(xiàng)目部二〇一五年四月中國交通建設(shè)股份有限公司-2-京新高速公路臨白三標(biāo)一分部水泥罐抗風(fēng)驗(yàn)算計(jì)算書水泥罐抗風(fēng)驗(yàn)算計(jì)算書一、驗(yàn)算內(nèi)容及驗(yàn)算依據(jù)為保證我項(xiàng)目水泥罐安全性對(duì)我分部拌合站筒倉的抗風(fēng)性能進(jìn)行了驗(yàn)算。主要從拌合站筒倉支撐構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性及基礎(chǔ)的傾覆性進(jìn)行了驗(yàn)算，并提出相應(yīng)的抗風(fēng)加固措施。驗(yàn)算依據(jù)為：《公路橋

2、涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范》（JTGD60-2004）及《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》。二、風(fēng)荷載大小的確定根據(jù)現(xiàn)場調(diào)研及相關(guān)工區(qū)提供的資料，檢算時(shí)取罐體長度為12m，支腿長度為9.0m。罐體直徑為5.0m,自重為10t，滿載時(shí)料重300t。根據(jù)《公路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中的4.4.1條確定風(fēng)荷載的大小。根據(jù)資料顯示，我項(xiàng)目部施工范圍內(nèi)混凝土攪拌站在沿線大風(fēng)區(qū)分區(qū)范圍、風(fēng)向、最大風(fēng)速分別為主導(dǎo)風(fēng)向NW，最大風(fēng)速53m/s。相關(guān)抗風(fēng)的設(shè)計(jì)計(jì)算以此為依據(jù)。表1風(fēng)級(jí)風(fēng)速換算表風(fēng)級(jí)風(fēng)速m/s風(fēng)級(jí)風(fēng)速m/s風(fēng)級(jí)風(fēng)速m/s1024.5-28.4112

3、8.5-32.61232.7-36.91337.0-41.41441.5-46.11546.2-50.9《公路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中的4.4.1條規(guī)定，作用于結(jié)構(gòu)物上的風(fēng)荷載強(qiáng)度可按下式計(jì)算：（1）式中—風(fēng)荷載強(qiáng)度（Pa）；—基本風(fēng)壓值（Pa），，系按平坦空曠地面，離地面20m高，頻率1/100的10min平均最大風(fēng)速（m/s）計(jì)算確定；一般情況可按《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中附錄D“全國基本風(fēng)壓分布圖”中國交通建設(shè)股份有限公司-2-京新高速公路臨白三標(biāo)一分部水泥罐抗風(fēng)驗(yàn)算計(jì)算書，并通過實(shí)地調(diào)查核實(shí)后采用；—風(fēng)載體形系數(shù)，對(duì)

4、橋墩可參照《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中表4.4.1-1，其它構(gòu)件為1.3；—風(fēng)壓高度變化系數(shù)，可參照《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中表4.4.1-2，風(fēng)壓隨離地面或常水位的高度而異，除特殊高墩個(gè)別計(jì)算外，為簡化計(jì)算，橋梁工程中全橋均取軌頂高度處的風(fēng)壓值；—地形、地理?xiàng)l件系數(shù)，可參照《鐵路橋涵設(shè)計(jì)基本規(guī)范》中表4.4.1-3。針對(duì)本工程場地實(shí)際特點(diǎn)，取k1=1.3，k2=1.0，k3=1.3。取風(fēng)級(jí)11下的風(fēng)速為30m/s，風(fēng)級(jí)13下的風(fēng)速為39m/s，風(fēng)級(jí)15下的風(fēng)速為48m/s；風(fēng)級(jí)17下的風(fēng)速為58m/s。計(jì)算得罐體每延米的

5、荷載強(qiáng)度見表2。表2風(fēng)級(jí)與風(fēng)荷載強(qiáng)度大小風(fēng)級(jí)風(fēng)速m/sW0paK1K2k3Wpa迎風(fēng)面積m2延米風(fēng)載強(qiáng)度kN/m1130562.51.311.3950.654.751339950.61.311.31606.658.0315481440.01.311.32433.6512.1717582102.51.311.33553.2517.77三、不同工況下立柱強(qiáng)度、穩(wěn)定性及整體傾覆檢算為了考慮罐體支架的內(nèi)力，檢算過程采用有限元數(shù)值計(jì)算方法。根據(jù)工程的實(shí)際使用情況及受力最不利原則，驗(yàn)算時(shí)重點(diǎn)對(duì)罐體滿載的情況進(jìn)行了立柱的強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)

6、算。罐體立柱采用φ330mm（壁厚8mm），立柱間橫撐采用槽鋼120x40x4.5mm。有限元模型見圖1及圖2。3.1風(fēng)級(jí)11結(jié)構(gòu)性能抗風(fēng)驗(yàn)算風(fēng)級(jí)11時(shí)的風(fēng)荷載和罐體滿載時(shí)的恒荷載（包括自重）組合進(jìn)行立柱的強(qiáng)度、穩(wěn)定性驗(yàn)算。同時(shí)對(duì)風(fēng)級(jí)11時(shí)的風(fēng)荷載和罐體空載時(shí)的恒荷載組合進(jìn)行了基礎(chǔ)的穩(wěn)定性驗(yàn)算。（1）罐體滿載狀態(tài)下立柱的強(qiáng)度及穩(wěn)定性驗(yàn)算在11級(jí)風(fēng)荷載作用下，按照風(fēng)荷載+罐體滿載時(shí)計(jì)算得到的立柱應(yīng)力見圖3。中國交通建設(shè)股份有限公司-2-京新高速公路臨白三標(biāo)一分部水泥罐抗風(fēng)驗(yàn)算計(jì)算書圖3風(fēng)荷載+罐體滿載時(shí)立柱應(yīng)力圖（單位：k

7、pa）從圖3可知，在立柱底截面的應(yīng)力最大，最大壓應(yīng)力為111MPa。《鐵路橋梁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中3.2.1條的規(guī)定，Q235鋼的彎曲基本容許應(yīng)力為140MPa。在主力+風(fēng)力組合下，容許應(yīng)力提高系數(shù)為1.2倍，所以提高后的彎曲容許應(yīng)力為140*1.2=168MPa。從分析結(jié)果上看，立柱底截面的最大應(yīng)力數(shù)值均小于168MPa，故在風(fēng)級(jí)11+罐體滿載狀態(tài)下，立柱的強(qiáng)度滿足規(guī)范要求。從桿件的局部穩(wěn)定性來看：取鋼管立柱L=4.5m檢算。鋼管回轉(zhuǎn)半徑r=/4=113.9mm長細(xì)比λ=L/r=4500/113.9=40查軸心受壓穩(wěn)定系

8、數(shù)表，φ=0.88立柱的穩(wěn)定容許應(yīng)力為0.88x168=148Mpa,立柱的實(shí)際應(yīng)力小于立柱的穩(wěn)定容許應(yīng)力，所以立柱的穩(wěn)定性滿足規(guī)范要求。（2）罐體滿載狀態(tài)下支撐構(gòu)件的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算中國交通建設(shè)股份有限公司-2-京新高速公路臨白三標(biāo)一分部水泥罐抗風(fēng)驗(yàn)算計(jì)算書為了進(jìn)一步研究罐體滿載狀態(tài)下支撐構(gòu)件的整體穩(wěn)定性，本報(bào)告采用