中國新技術(shù)新產(chǎn)品1N21 Apologies and Prod工業(yè)技術(shù)空分冷箱基礎(chǔ)風(fēng)荷載傾覆力矩計(jì)算與比較馬瑜沈夢榮(中國空分設(shè)備有限公司,浙江杭州310051)摘要:空分冷箱屬于高聳結(jié)構(gòu),冷箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),需要考慮風(fēng)荷載傾覆力矩,才能確保冷箱基礎(chǔ)安全,特別是地勢平坦、風(fēng)速比較高的地方。通過利用英國標(biāo)準(zhǔn)和中國標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算比較,介紹空分冷箱基礎(chǔ)的風(fēng)荷載的計(jì)算方法,保證冷箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞:冷箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì);風(fēng)荷載;傾覆力矩中圖分類號:TB68文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A問題的提出產(chǎn)生的傾覆力矩更大,因此該截面為不在冷箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過程中,風(fēng)荷載的利截面,在計(jì)算時(shí)只需要計(jì)算該截面的度(m)傾覆力矩計(jì)算非常重要,如果基礎(chǔ)設(shè)計(jì)風(fēng)荷載產(chǎn)生的傾覆力矩是否超過了基礎(chǔ)在風(fēng)速達(dá)到一定程度時(shí),可能會(huì)發(fā)生冷的安全性箱傾覆的危險(xiǎn),造成重大安全事故和經(jīng)三、蘇丹2000Nm3/h液體空分冷箱083L19濟(jì)損失。本文以蘇丹2000mn3h液體空截面風(fēng)荷傾覆力矩計(jì)算分項(xiàng)目冷箱基礎(chǔ)風(fēng)荷載傾覆力矩計(jì)算為3.1按國標(biāo)進(jìn)行計(jì)算例,利用國標(biāo)和英標(biāo)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算計(jì)算風(fēng)荷載傾覆力矩,先要計(jì)算某和比較,介紹空分項(xiàng)目冷箱基礎(chǔ)風(fēng)荷載高度處的風(fēng)荷載特征值ωk,風(fēng)荷載標(biāo)的計(jì)算過程。準(zhǔn)值計(jì)算出來之后乘上相應(yīng)的受力面積蘇丹200體空分項(xiàng)目的土建設(shè)和力矩,可得到某一高度出某一截面上計(jì)由蘇丹方自行設(shè)計(jì),在中方人員在蘇風(fēng)荷載產(chǎn)生的傾覆力矩,所有截面處的考察期間,發(fā)現(xiàn)其冷箱基礎(chǔ)的深度只有傾覆力矩之和即為建筑物的風(fēng)荷載產(chǎn)生1m,與國內(nèi)設(shè)計(jì)院通常的設(shè)計(jì)存在較大的傾覆力矩M。其中差距(通常冷箱基礎(chǔ)的深度在3m左右),k=β冷箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)可能存在一定問題,本著基本風(fēng)速V0:28.2ms(時(shí)距:10miE傾覆力矩計(jì)算為用戶負(fù)責(zé)的態(tài)度,中方人員用國標(biāo)進(jìn)A計(jì)算基本風(fēng)壓:受荷面u0=V0/1600=0.50KNm2積(mm2) Pi(KN )(KNm)行了冷箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)復(fù)核,發(fā)現(xiàn)不滿足要求,但是蘇丹用戶是按照英標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)B冷箱體型系數(shù)μs112.33的,為了說服用戶,中方又用英標(biāo)對冷根據(jù)GB50135-2006高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)箱基礎(chǔ)的抗風(fēng)載能力進(jìn)行了計(jì)算,結(jié)論范,Hd=505/3.5=1443,由H=256703還是無法滿足,在中方的努力下,用戶=2及Hl=7μs=14插值得466.33最終修改了設(shè)計(jì),確保了該項(xiàng)目冷箱基,=165礎(chǔ)的安全。C高度變化系數(shù)μ:。按照地面粗糙度為A類,按高聳結(jié)227、蘇丹冷箱設(shè)計(jì)條件和更改前蘇丹方的冷箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50135-2006表4.2.6.1查sOON蘇丹200Nm0h液體空分冷箱總得如下數(shù)值28216高度為49.5m,基礎(chǔ)高度標(biāo)高要求為180.9m,加100mm的找平層,冷箱頂部離地面高度(m)183.4831508l標(biāo)高為505m,冷箱自重為313.8T,冷箱主截面為3.5m×3.6m,基本風(fēng)速為282m/s,蘇丹方的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)寬度和深度為53m×9.4mx1.9m,其中地下部分為風(fēng)荷載產(chǎn)生的傾覆力矩為MI:10498KNm1.0m,其受力模型可以簡單描述如下簡自重偏心產(chǎn)生的傾覆力矩為M2F穩(wěn)定性校核重力產(chǎn)生的抗傾覆力矩為:G=(設(shè)備自重+混凝土自重)=5504KND高度Z處的風(fēng)荷載風(fēng)振系數(shù)算穩(wěn)定性時(shí),還應(yīng)考慮荷載分項(xiàng)βz=1+ψz/系數(shù),對于風(fēng)荷載,分項(xiàng)系數(shù)為1.4,對Tl:冷箱一階自振頻率(T-=13,根于恒荷載,分項(xiàng)系數(shù)為10,因此據(jù)建模所得)M=14×M1+1.0×M2=15315KNm,偏6r2-05X13x13=0845,根據(jù)建筑心距e=MG=278>B6結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范表74.3插值可得脈動(dòng)增大不滿足要求,說明冷箱基礎(chǔ)存在傾經(jīng)過分析,我們不難發(fā)現(xiàn),寬度為系數(shù)ξ=248。脈動(dòng)影響系數(shù)ν、第一振覆的可能,需要修改設(shè)計(jì)。36m的截面承受風(fēng)載的面積大,風(fēng)荷載型系數(shù)及風(fēng)振系數(shù)見下表3.2按英標(biāo)計(jì)算英標(biāo)中,計(jì)算風(fēng)荷載的方法有兩種工業(yè)技術(shù)China New Technologies ao ?r ct中由新技術(shù)斯產(chǎn)品種是標(biāo)準(zhǔn)算法,另外一種是方向算法。因此Ⅴs=26.5ms兩種方法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,當(dāng)建筑標(biāo)準(zhǔn)算法是較為簡單快速、精確度要求sb:建筑物體型系數(shù)見下表,與建筑物高度接近100m時(shí),兩種方法的計(jì)算結(jié)不高的情況下采用的方法。方向算法要物相對高度有關(guān)果幾乎是一樣的,所以14%的減小系數(shù)求較高、耗時(shí)較長,精確度也相對高的的合理性也值得商榷算法,本文利用標(biāo)準(zhǔn)算法進(jìn)行蘇丹空分WidthSb五、冷箱基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的改進(jìn)冷箱風(fēng)荷載計(jì)算兩種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算結(jié)果表明,原基礎(chǔ)設(shè)計(jì)基本風(fēng)速的轉(zhuǎn)換方案寸在一定的問題,有整體傾覆的危英標(biāo)與國標(biāo)在計(jì)算風(fēng)荷載時(shí),基本險(xiǎn),為了避免安全事故的發(fā)生,根據(jù)現(xiàn)36135場施工情況和建筑物基礎(chǔ)的情況,采用地面上10m高度處10min平均的風(fēng)速觀20536851n試算法進(jìn)行調(diào)整,從增加基礎(chǔ)寬度和深測數(shù)據(jù),經(jīng)概率統(tǒng)計(jì)得出50年一遇最大度兩個(gè)方向上去進(jìn)行改進(jìn),尋求解決方值確定的風(fēng)速。英標(biāo)規(guī)定的風(fēng)速是基于195475案1小時(shí)的平均風(fēng)速,因而時(shí)距不同,需方案一:基礎(chǔ)深度不變,擴(kuò)大基礎(chǔ)面積,要進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)國內(nèi)風(fēng)荷載研究專家風(fēng)荷載產(chǎn)生的傾覆力矩為8063KNm。增大重力產(chǎn)生抗傾覆力矩的力臂,將基張相庭教授的研究并為業(yè)界廣泛應(yīng)用的根據(jù)英標(biāo)的規(guī)定,利用標(biāo)準(zhǔn)算法,計(jì)算礎(chǔ)尺寸由原來的53m×94mx19m改為942m×94mx1.9m( WXLXD).考慮到該風(fēng)速094倍。因而基本風(fēng)速為:282m穩(wěn)定性計(jì)算冷箱平臺(tái)梯子重量為20噸左右,能夠抵s×094=265m/sB、英標(biāo)風(fēng)荷載的表達(dá)M=14×Ml+1.0×M2=6934×14+617消一定的風(fēng)荷載傾覆力矩。改進(jìn)后的穩(wěn).75=10325KNm。定性比較如下:偏心距P=0.85(Prot -PX1+,)偏心距e=MG=10325/5504-1.88>B/6e=(6934×14+1765×0.35-200×4125)/(1373+1765+200+942×94×1.9×2=085CP-P,m+c)冷箱基礎(chǔ)不安全。四、兩種標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算結(jié)果的分析比較5}126b6=1.57,滿足要求。根據(jù)此方P=P,A國標(biāo)計(jì)算的風(fēng)荷載傾覆力矩結(jié)果是案改進(jìn)的話,需要增加的混凝土體積為15315KNm,英標(biāo)計(jì)算的風(fēng)荷載傾覆力矩7lm3,對地基承載力要求為其地基承載Pe=4, Cc.為10325KNm,國標(biāo)計(jì)算結(jié)果是英標(biāo)計(jì)算力特征值不小于10KNm2q=06132結(jié)果的15倍左右,應(yīng)該說是正常的,可方案二:基礎(chǔ)長度和寬度方向都增ve=Vs×Sb以接受的,為了查明原因,我們仔細(xì)查加2m,改為73m×1l4m,試算此方案下閱了英標(biāo)及其系數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn),主要原因最小的基礎(chǔ)深度為26m,此方案需要增Vs=Sa x Sd x Ss x Sp x V其中各項(xiàng)符號定義為如下加的混凝土方量為:12171m3,對地基承Cr:風(fēng)荷載放大系數(shù),本例中0.18,英標(biāo)里對于地形地貌的分類只有載力要求為其地基承載力特征值不小于Cpe:建筑物外部受力系數(shù),迎風(fēng)面?zhèn)€標(biāo)準(zhǔn),即現(xiàn)場離海岸線的距離,蘇147KNm2丹冷箱位于首都喀土穆,離海邊的距離不難看出,方案一明顯優(yōu)于方案二取0.8,背風(fēng)面取-0.5Pe:建筑物迎風(fēng)面和背風(fēng)面的荷載不算最惡劣的區(qū)域。實(shí)際上,英國標(biāo)準(zhǔn)加的經(jīng)濟(jì)投資也是最優(yōu)的,對地基承載疊加之和A:截面面積是根據(jù)英國的地形地貌給出的,英國本力的要求也較低,容易滿足要求。經(jīng)與業(yè)主最后ve:有效風(fēng)速身沒有沙漠,因而光靠一個(gè)離海邊的標(biāo)vs:建筑物現(xiàn)場實(shí)測風(fēng)速準(zhǔn)在蘇丹的適用性本身存在一定的問題,行了確認(rèn),按照第一種改進(jìn)方案進(jìn)結(jié)語Sa:海拔因素,取1.0蘇丹面積較大,大部分為沙漠和戈壁地區(qū),冷箱周圍更是一片荒地,基本上沒通過蘇丹2000液體空分基礎(chǔ)校核,Sd:方向因素,因蘇丹缺乏詳細(xì)的有超過15m以上高度的建筑,按照中國筆者認(rèn)為盡管英標(biāo)和國標(biāo)是兩套不同風(fēng)向資料,取10體系下的標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算的具體方法上存在Ss:季節(jié)因素,永久建筑,取1.02英標(biāo)里面對于標(biāo)準(zhǔn)算法和方向算法差異。計(jì)算結(jié)果也不盡相同,但是原理p:概率因素,取1.0是一致的。在國際工程項(xiàng)目管理中,對于類似冷箱基礎(chǔ)的安全問題,各項(xiàng)目參與方都風(fēng)荷載傾t覆力矩計(jì)算必須給予足夠的重視,對設(shè)計(jì)進(jìn)行復(fù)核,確保設(shè)備基礎(chǔ)的安全性和穩(wěn)定性,進(jìn)而ve p rind peJe Pe, wind Pe JeeP確保工程的順利進(jìn)行。參考文獻(xiàn)45x0+a11.-,m16mc50020)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范76151263390680479028272854285116174I2]GB50135-2006高聳結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)6485129110704625214914043433BS6399-2-1997英國荷載計(jì)算規(guī)范361351745321x60805939623x17張相庭結(jié)構(gòu)風(fēng)壓和風(fēng)振計(jì)算]上海10014同濟(jì)大學(xué)出版社,03147371942187992154054519364319551616411406580514741345209