(2)风压荷载3(1) 静水压：3.1.1设计载荷项 目最高水位/m水箱高度/m静水压值/MPa风压力按下式计算：33.1水箱荷载分析0.71.00.0071式中c—风压系数，矩形水箱取1.4；p=cqkgm2 1.21.50.012表3.1 静水压取值外形美观、施工方便、整体组装拆卸容易。溢流孔的高度。即该水箱静水压ps?0.0207MPaq—风速压，与水箱离地高度h有关。数 b3 结构设计设计静水压，按水箱内的最高水位决定。静水压参照表3.1取值[4]。度γ=1.0×10kg/cm，人孔半径r=250mm，箱顶锥壳半顶角?=75°。静水压 ：P=0.01y （3.1）根据造型设计已经确定了水箱容积V=6.5m3，箱体直径2R=200cm，高H=220cm，水位高h=207cm，箱体厚度t，箱底厚度t，箱顶厚度tr，水的密水箱结构设计主要通过结构强度、刚度计算来确定结构尺寸。设计要求是p是静水压（MPa）；y为水面高度（m）；水箱的最高水位是从水箱底部到h=0~30m时，q=6hMPa 1.6值2.12.52.00.0160.0212.63.00.026（3.2）（3.3）式中Pw=3最大积雪深度/cm30以内50以内100以内(4)人荷载 (5)地震荷载 (3)雪荷载计算 雪荷载按表3.2取值。pb?y1?y????h02??h0??γβKHh0????2pw((人荷载以980N人计算。F—地震水平分力；????????xtanh?3l??h0??即该水箱风压荷载计算如下：275kgmh=50m已知，雪载荷取值。h0pwdy?0F=2 设计只考虑水平方向地震波的影响，所以引起的地震水平分力计算公式如下：sinh3xh03Pb=2γβKHh0cosh3lh0×10-1 γ—水的密度，kgm3；q=12hMPa=1250MPa=84.85MPa1.01.52.0表3.2 雪荷载取值))h>30m时，q=12hMPa p=cq=1.4×84.85×106kgm2=118.79×106kgm2—水箱底发生的变动水压，MPa；每1cm厚雪质量/(kg/m2)—水箱侧壁发生的变动水压，MPa；×10-1 （3.6）（3.5）计算取值/(kg/m2)3075200（3.7）（3.4）h0带入数据得： 挡板 (1) 水箱主体 名称 3.1.3安全系数3.1.2荷载组合3.1.4强度计算项目—水位，cm；??全系数参照表3.3取值。sinh3x3Pb=2γβKHh0cosh3l应力 水压 l—水箱长的1/2，cm；h0pwdy?0F=2=22.67MPa补强零件 聚氯乙烯 聚乙烯 水箱的强度计算项目见表3.4y—到水面的深度，cm；荷载组合按建筑规范最不利情况计算[5]。其他玻璃钢 h00表3.3 强度计算的安全系数?h?×10-1=-2.75MPa长期荷载 3 4短期荷载2.53 4 8 x—水箱底板边缘到水箱中心线的距离，cm；KH—水平震度，KH=0.3g（g为重力加速度，其值取9.8ms2）β—水箱的反应系数（满水时一次固有周期T1在0.2s以下时β=2）。安全系数的确定，可参照钢结构或混凝土结构设计标准[5]。强度计算的安4.5 222挡板补强材料项目基座变形支承的应力项目地脚的应力基座梁应力(2)水箱基础计算 底座、拉杆及其他3.2水箱壁厚设计水箱安装处 配管部件顶板底板侧壁外部补强内部补强 荷载条件表3.4 水箱的强度计算项目静水压、雪荷由理论值来确定壁厚[6]：地震荷载静水压、雪荷、地震荷载、风压静水压、雪荷、地震荷载、风压表3.5 水箱基础计算项目 雪荷载、人荷载 静水压、变动水压、风压地震荷载、风压检验内容静水压、变动水压、剪切、风压静水压、变动水压、剪切、风压 静水压、变动水压、雪荷载、人荷载标准最大变形小于5mm不超过许应应力不超过许应应力静水压、雪荷、地震荷载、风压静水压、雪荷、地震荷载、风压立式圆筒形水箱在容水时，z轴向应力为零仅有圆周向拉应力б：水箱基础按荷载条件对表3.5所列项目进行强度和变形计算、校核。不超过许应应力不超过许应应力 б（3.9）（3.8）t?h?=30MPa，[箱体厚度为： 距罐顶的侧壁外距离/mv=0.3，бm=бt=100MPa，按一般手糊玻璃钢力学性能取Et=200MPa，安全系数n=5，由此FRP材料的许用应力为[бm]=[бt]=20MPa，[бb]?Rz1.0?103kg/m3?1.0m?2.5m?20MPa计算的圆筒型水箱的壁厚t=[?]=1.25mm密度，h为筒体z处厚度，б为筒体轴向的拉应力，于是圆筒形水箱在z处的бb=150MPa，?t=20MPa。考虑到长期载荷下使用15年以上及蠕变的影响，取式中，D、R分别为圆筒的直径、半径，p为圆筒z处的压力（p=ρz)ρ为介质的0.61.21.8?pDpR?2hh?t]=40MPa。表3.6 立式储罐及罐顶一定距离外侧面和底面的最小厚度/mm?Rz[?] 1.84.84.84.8图3.1立式圆筒形水箱 2.14.84.84.8Eb储罐直径/m=960MPa 2.44.84.84.82.74.84.84.8
【VIP专享】玻璃钢水箱3 结构设计
