【正文】 球殼的質(zhì)量設(shè)計 球殼平均直徑 : 14246cpD mm? 球殼材料密度 : 31 78 50 /kg m? ? 充裝系數(shù) :k= 水的密度 : 33 10 00 /kg m? ? 球 殼 外 直 徑 :： 0 22inD D D?? ? ?保 溫 層=14200+2 46 2 50? ? ? =14392 mm 基本雪壓值 : 2q=300 N/m 球面的積雪系數(shù) : s ? ?球殼質(zhì)量 2 9 2 91 c p n 1 m = D 10 = 3. 14 14 24 6 46 78 50 10 = 23 01 13 .9 8 kg? ? ? ?? ? ? ? ? ? 物料質(zhì)量 3 9 322 1 0 1 4 2 0 0 6 0 2 . 6 0 . 8 5 7 6 7 9 1 2 . 466im D k k g??? ?? ? ? ? ? ? ? ? 液壓試驗時液體的質(zhì)量 3 9 3 933 1 0 1 4 2 0 0 1 0 0 0 1 0 1 4 9 9 2 1 4 . 166im D k g??? ??? ? ? ? ? ? ? ?積雪質(zhì)量 2 6 2 640 1 0 1 4 3 9 2 3 0 0 0 . 4 1 0 1 9 9 0 . 64 4 9 . 8 1sm D q C k gg?? ??? ? ? ? ? ? ? ?? ? 保溫層質(zhì)量 ?支柱和拉桿的質(zhì)量 6m ? ?附件質(zhì)量 7m ? ?操作狀態(tài)下的球罐質(zhì)量 0 1 2 3 4 5 6 7 m m m m m m m k g? ? ? ? ? ? ? ? 操作狀態(tài)下的球殼質(zhì)量 kg； ?液壓試驗狀態(tài)下的球罐質(zhì)量 1 3 6 7 m m m m k g? ? ? ? ? : 液壓試驗狀態(tài)下的球罐質(zhì)量 kg； ?球罐最小質(zhì)量 ：球罐最小質(zhì)量 kg 地震載荷計算 β 圖 41球罐簡圖 自振周期 支柱底板底面至球殼中心的距離 : 0 9600H mm? 支柱數(shù)目 : n=10 支柱材料 20 號鋼的常溫彈性模量： 3191 10sE ??MPa 支柱外直徑 : 530d mm? 支柱內(nèi)直徑 : id? 510mm ?支柱橫截面的慣性矩 : ? ? ? ?4 4 4 4 40 5 3 0 5 1 0 5 5 2 3 7 0 5 6 0 . 06 4 6 4iI d d m m??? ? ? ? ? 支柱底板底面至拉桿中心線與支柱中心線交點處的距離 : 6400l mm? ?拉桿影響系數(shù) 2 2002 6 4 0 0 2 6 4 0 01 3 1 3 0 . 2 5 99 6 0 0 9 6 0 0llHH? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ?球罐的基本自振周期 33 3300310 1031111. 4 9600 0. 259 10 0 . 8 2 9 23 3 1 0 1 9 1 1 0 5 5 2 3 7 0 5 6 0 . 0SmHTsn E I??? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? 地震力 綜合影響系數(shù) : zC=0. 45 地震影響系數(shù)的最大值 : max=? （查 GB 123371998 表 15) 特征周期 : (查 GB 123371998 表 16) 對應(yīng)于自振周期 T 的地震影響系數(shù) : 球罐的水平地震力： 風(fēng)載荷計算 風(fēng)載體形系數(shù) : 1 ? 查 表 得 系數(shù) : 1 ? ? （查 GB 123371998 表 17 選?。? 風(fēng)振系數(shù) : 211 0 .3 5 1 0 .3 5 1 .5 9 7 5 1 6 7 1 .5 5 9K ?? ? ? ? ? ? 基本風(fēng)壓值 : 20 =400 N/mq 支柱底板底面至球殼中心的距離 : 0H 9600mm? 風(fēng)壓高度變化系數(shù) : 1 ? (按 GB 123371998 表 18 選取 ) 球罐附件增大系數(shù) : 2 ? 球罐的水平風(fēng)力： 彎矩計算 力臂： 由水平地震力和水平風(fēng)力引起的最大彎矩： 支柱的計算 單個支柱的垂直載荷 重力載荷 操作狀態(tài)下的重力載荷 : 600 1031111. 4 9. 81 1 . 0 1 1 1 010mgGNn ?? ? ? ? 液壓試驗狀態(tài)下的重力載荷： 61753960. 4 9. 81 1 . 7 2 1 010TT mgn ?? ? ? ? 支柱的最大垂直載荷 支柱中心圓半徑 : 7100iR R mm?? 最大彎矩對支柱產(chǎn)生的垂直載荷的最大值 (按 GB 123371998 表 19 計算 )： 拉桿作用在支柱上的垂直載荷的最大值 (按 GB 123371998 表 19 計算 )： 以上兩力之和的最大值 (按 GB 123371998 表計算 )： ? ? m a x m a xm a x950. 11 76 0. 30 781. 37 6 10 64 00 43 01 47 .60. 11 76 0. 30 7871 00 71 001. 42 1 10i i jM lFFPRRN?? ? ???? ? ? ??? 組合載荷 操作狀態(tài)下支柱的最大垂直載荷： ? ? 6 5 600 m a x 1 .0 1 1 1 0 1 .4 2 1 1 0 1 .1 5 3 1 0i i jW G F P N?? ? ? ? ? ? ? ? ? 液壓試驗狀態(tài)下支柱的最大垂直載荷： ? ? m a xm a x46560. 34. 39 3 101. 72 0 10 0. 3 1. 42 1 1043 01 47 .61. 72 4 10wT T i i jFW G F PFN?? ? ??? ? ? ? ? ??? 單個支柱彎矩 ?偏心彎矩 操作狀態(tài)下赤道線的液柱高度 : 液壓試驗狀態(tài)下赤道線的液柱高度 : 操作狀態(tài)下物料在赤道線的液柱靜壓力： 液壓試驗狀態(tài)下液體在赤道線的液柱靜壓力： 球殼的有效厚度： 操作狀態(tài)下球殼赤道線的薄膜應(yīng)力 : 液壓試驗狀態(tài)下球殼赤道線的薄膜應(yīng)力 : 球殼內(nèi)半徑 : 7100jR mm? 球殼材料的泊松比 : ?? 球殼材料 Q345R 的彈性模量 : 3E= 20 6 10 MPa? 操作狀態(tài)下支柱的偏心彎矩 : ? ? ? ?6 601 31 4 4 . 3 7 7 1 0 0 1 . 1 5 3 1 01 1 0 . 3 4 . 1 5 1 0 .2 0 6 1 0o e i oRWM N m mE? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? 液壓試驗狀態(tài)下支柱的偏心彎矩 : ? ? ? ?6 61 31 9 0 . 6 8 7 1 0 0 1 . 7 2 4 1 01 1 0 . 3 7 . 9 0 7 1 0 .2 0 6 1 0T e i TT RWM N m mE? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ?附加彎矩 操作狀態(tài)下支柱的附加彎矩 : ? ? ? ?3 702 2 2 306 6 1 9 1 1 0 5 5 2 3 7 0 5 6 0 . 0 7 1 0 0 1 4 4 . 3 71 1 0 . 3 2 . 6 5 1 1 0 .9 6 0 0 2 0 6 1 0s o e iE I RM N m mHE ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???液壓試驗狀態(tài)下支柱的附加彎矩 : ? ? ? ?3 72 2 2 306 6 1 9 1 1 0 5 5 2 3 7 0 5 6 0 7 1 0 0 1 9 0 . 6 81 1 0 . 3 3 . 3 7 8 1 0 .9 6 0 0 2 0 6 1 0s T e iT E I RM N m mHE ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ???? 總彎矩 操作狀態(tài)下支柱的總彎矩 712 66 10 .o o oM M M N m m? ? ? ? 液壓試驗狀態(tài)下支柱的總彎矩 712 4 .1 6 8 1 0 .T T TM M M N m m? ? ? ? 支柱穩(wěn)定性校核 計算長度系數(shù) : 3 1k? ?單個支柱的橫截面積： ? ? ? ?2 2 2 2 20A = 5 3 0 5 1 0 1 6 3 3 6 . 344 id d m m??? ? ? ? 支柱的慣性半徑： 552370560 1 8 3 .91 6 3 3 6 .3i Ir m mA? ? ? 支柱長細(xì)比： 30 1 9 6 0 0 5 2 .2 11 8 3 .9iKHr? ?? ? ? 支柱材料 16MnR 鋼的常溫屈服點 : s =245 MPa? 支柱換算長細(xì)比： 35 2 . 2 1 2 4 5 0 . 6 01 9 1 1 0ssE??? ??? ? ? ?? ?? 系數(shù)： 23= , =?? 彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓支柱穩(wěn)定系數(shù)： 等效彎矩系數(shù) : m=1? 截面塑性發(fā)展系數(shù) : =? 單個支柱的截面系數(shù) : 歐拉臨界力 : 232 72 21 9 1 1 0 1 6 3 3 6 . 3 1 . 1 2 9 1 05 2 . 2 1SEX EAWN?? ? ? ? ?? ? ? ? 支柱材料的許用應(yīng)力 : ? ? 245 1 6 3 . 3 3 M P a1 . 5 1 . 5sc ?? ? ? ? 操作狀態(tài)下支柱的穩(wěn)定性校核： ? ?66671 53 10 1 53 10 89 55 16 33 53 10 5 20 84 41 1 29 1089 .82 M P ao m op oexcWMA WZW????????????? ? ???? ?? ?? ? ? ???????? 液壓試驗狀態(tài)下支柱的穩(wěn)定性校核 : ? ?66671 24 10 1 24 10 89 55 16 33 24 10 5 20 84 41 1 29 1013 7 M P amTTp TEXcMWA WZW????????????? ? ???? ?? ?? ? ? ???????? 支柱穩(wěn)定性校核通過 地腳螺栓計算 ?拉桿作用在支柱上的水平力 拉桿和支柱間的夾角 : 180 1802 . si n 2 710 0 si n 10a r c a r c 46400oooR ntg tgl? ??? ? ? 拉桿作用在支柱上的水平力 : ? ? 5m a x 1 .2 5 5 1 0 3 4 .4 4 8 6 0 2 7 .5oc ijF P tg tg N??? ? ? ? ? ?支柱底板與基礎(chǔ)的摩擦力 : 支柱底板與基礎(chǔ)的摩擦系數(shù) : ? 支柱底板與基礎(chǔ)的摩擦： m i n 2 5 4 7 4 6 . 3 9 . 8 10 . 3 7 4 9 4 6 . 210ss mgF f Nn ?? ? ? ? ?地腳螺栓 因 scFF 球罐必須設(shè)置地腳螺栓 每個支柱上的地腳螺栓個數(shù) : dn=2 地腳螺栓材料 : sQ235 A , =235 M P a? 地腳螺栓材料的許用剪切應(yīng)力 : ? ? 0. 4 0. 4 23 5 94 MPasB??? ? ? ? 地腳螺栓的螺紋小徑 : ? ? 8 6 0 2 7 . 5 7 4 9 4 6 . 21 . 1 3 1 . 1 3 3 1 1 . 72 9 4csBB d BFFd C m mn ?? ?? ? ? ? ? ?? 選取 M36 的地腳螺栓。因此人孔直徑的選定必須考慮操作人員攜帶工具進出球罐方便（在北方還要考慮冬天作業(yè)時操作人員穿棉工作服能進出），以及熱處理時工藝氣流對截面的要求。 支柱底板中心應(yīng)設(shè)置通孔，如圖 35所示。這種支柱的優(yōu)點是受力均勻，彈性好，安裝利便，施工簡單，容易調(diào)整，現(xiàn)場操作和檢修也方便，且適合于多種規(guī)格的球罐。由于球罐殼體呈圓球狀，給支座設(shè)計帶來一定的困難，它既要支撐較大的質(zhì)量，又由于球罐設(shè)置于室外，需承受各種自然環(huán)境影響，如風(fēng)載荷，地震載荷和環(huán)境溫度變化的作用。 （ 2）混合式球殼的設(shè)計（圖 32） 混合式球殼，其赤道帶