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5.4 仓底
5.4.1 圆锥漏斗仓底内力应按下列规定进行强度计算(图5.4.1):
图5.4.1 圆锥漏斗仓底内力计算示意
1 截面Ⅰ-Ⅰ处漏斗壁单位周长的经向拉力设计值可按下式计算:
式中:
Nm——计算截面处漏斗壁单位周长的经向拉力设计值(N/mm);
Pvk——计算截面处贮料竖向压力标准值(N/mm2);
Wmk——计算截面以下漏斗内贮料重力标准值(N);
Wgk——计算截面以下漏斗壁重力标准值(N);
do——计算截面处漏斗的边长(mm);
a——漏斗壁与水平面的夹角。
2 截面Ⅰ-Ⅰ处漏斗壁单位宽度内的环向拉力设计值可按下式计算:
式中:
Nt——漏斗壁单位宽度内的环向拉力设计值(N);
Pnk——贮料作用于漏斗壁单位面积上的法向压力标准值(N)。
3 漏斗壁应按下列公式进行强度计算:
1) 单向抗拉强度按下列公式计算:
2) 折算应力按下式计算:
式中:
σzs——漏斗壁折算应力(N/mm2)
σt——漏斗壁环向拉应力(N/mm2);
σm——漏斗壁径向拉应力(N/mm2);
t——漏斗壁厚度(mm)。
5.4.2 圆锥漏斗仓底与仓壁相交处,应设置环梁(图5.4.2)。环梁与仓壁及漏斗壁的连接应符合下列规定:
1 可采用焊接或螺栓连接。
2 当环梁与仓壁及漏斗壁采用螺栓连接时,环梁计算不可与之相连的仓壁及漏斗壁参与工作。
3 当环梁与仓壁及漏斗壁采用焊接连接时,环梁计算可按环梁及与之相连的部分壁板共同工作,共同工作的壁板范围应按下列规定取值:
1) 共同工作的仓壁范围应取0.5(yctc)0.5,但不应大于15tc(235/fy)0.5;
2) 共同作用的漏斗壁范围应取0.5(yhth)0.5,但不应大于15th(235/fy)0.5。
图5.4.2 漏斗环梁示意
1——仓壁;2——环梁;3——斗壁;
4——加劲肋;5——钢筒仓支座环梁;6——加劲板;7——钢筒仓内径
其中:
tc、yc应为仓壁与环梁相连处的厚度和等效曲率半径;
th、yh应为漏斗壁与环梁相连处的厚度和等效曲率半径。
5.4.3 环梁的荷载(图5.4.3),应包括下列荷载:
1 由仓壁传来的竖向压力qv及其偏心产生的扭矩qvev,qv可按本规范第5.3.2条确定;
图5.4.3 环梁荷载及简化图
2 由漏斗壁传来的径向拉力Nm及其偏心产生的扭矩Nmem,Nm可按本规范第5.4.1条确定。Nm可分解为水平分量Nmcosa及垂直分量Nmsina(图5.4.3);
3 在环梁高度范围内作用的贮料水平压力Ph可忽略不计。
5.4.4 环梁按承载能力极限状态设计时,应进行下列计算:
1 在水平荷载Nmcosa作用下,环梁的稳定性按下式计算:
式中:
Nm——漏斗壁传来的径向拉力(N);
Iy——环梁截面的惯性矩(mm4);
r——环梁的半径(mm);
Ncr——单位长度环梁的临界径向压力值(N)。
2 环梁截面的抗弯、抗扭及抗剪强度计算;
3 环梁与仓壁及漏斗壁的连接强度计算。
5.4.1 由于在圆锥漏斗仓底与仓壁的连接处设置有环梁,漏斗壁的计算不必再考虑连接处由于曲率的变化而引起的附加内力的影响,漏斗壁的径向、环向均按轴向受力进行强度计算。
5.4.2 仓底环梁与仓壁及漏斗采用连续焊接连接时,则成为一个整体,可考虑部分壁板与环梁共同工作。
不同曲率的壳体相连接,曲率剧烈变化,由于壳壁径向力的作用将在壳体相连处产生附加环向力,能够有效地承受这种附加环向力的壳体宽度范围,按理论分析为(r为曲率半径)。而圆筒壳与锥壳相连,当锥壳倾角为30°~60°时,k=0.6。所以本条规定与环梁共同工作的壁板有效范围采用,同时考虑此范围若过大,会由于壁板中应力的不均匀而使此范围壁板不能充分发挥作用,参照现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017中受压板件宽厚比限值的有关规定,限制此范围亦不应大于。
5.4.3 仓底环梁的荷载,应考虑仓壁传来的坚向力,漏斗壁传来的斜向拉力及荷载偏心引起的扭矩。在环梁高度范围内的贮料水平压力,由于数据较小且对环梁的径向受压稳定起有利作用,故偏于安全不计其影响。
5.4.4 仓底环梁是分段制作、安装,环梁段在径向压力作用下的稳定可按圆弧拱进行分析,其平面内与平面外的临界荷载均可用公式来计算,且随圆弧角度的增大,平面内外的稳定系数k值均减小,当圆弧角度为2π时,稳定系数最小值k=0.6,即本规范公式(5.4.4)。
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