固体料仓设计计算

6设计计算
固体料仓的校核计算按以下步骤进行：
a)根据地震或风载的需要，选定若干计算截面（包括所有危险截面）。

b)根据JB/T 4735的相应章节，按设计压力及物料的特性初定仓壳圆筒及仓壳锥体各
计算截面的有效厚度δe。

c)按6.1～6.18条的规定依次进行校核计算，计算结果应满足各相应要求，否则需要
重新设定有效厚度，直至满足全部校核条件为止。

固体料仓的外压校核计算按GB 150的相应章节进行。

6.1 符号说明
A ——特性纵坐标值，mm；
B ——系数，按GB 150确定，MPa；
C ——壁厚附加量，C=C1+C2，mm；
C1 ——钢板的厚度负偏差，按相应材料标准选取，mm；
C2 ——腐蚀裕量和磨蚀裕量，mm；
腐蚀裕量对于碳钢和低合金钢，取不小于1 mm；对于不锈钢，当介质的腐蚀性极微时，
取为0；对于铝及铝合金，取不小于1 mm；对于裙座壳取不小于2 mm；对于地脚螺栓
取不小于3 mm；
磨蚀裕量对于碳素钢和低合金钢、铝及铝合金一般取不小于1mm，对于高合金钢一般取
不小于0.5mm。

D i ——仓壳圆筒内直径，mm；
D o ——仓壳圆筒外直径，mm；
E t——材料设计温度下的弹性模量，MPa；
F f ——物料与仓壳圆筒间的摩擦力，N；
F k1 ——集中质量m k引起的基本震型水平地震力，N；
F V ——集中质量m k引起的垂直地震力，N；
F Vi ——集中质量i引起的垂直地震力，N；
0-
F——料仓底截面处垂直地震力，N；
V
I
I
F-——料仓任意计算截面处垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项，N；V
g ——重力加速度，取g =9.81m/s2；
H——料仓总高度，mm；
H o ——仓壳圆筒高度，mm；
H c ——仓壳锥体高度，mm；
H i ——料仓顶部至第i段底截面的距离，mm；
h ——计算截面距地面高度（见图3），mm；
h c ——物料自然堆积上锥角高度（见图7），mm；
h i ——料仓第i段集中质量距地面的高度（见图3），mm；
h k ——任意计算截面I－I以上集中质量m k距地面的高度（见图3），mm；
h W ——料仓计算截面以上的储料高度（见图7），mm；
I I E M -—— 任意计算截面I －I 处的基本振型地震弯矩，N·
mm ； 0
0-E M —— 底部截面0－0处的地震弯矩，N·
mm ； e M —— 由偏心质量引起的弯矩，N·mm ；
I
I w M -—— 任意计算截面I －I 处的风力弯矩，N·mm ； 00-w M —— 底部截面0－0处的风力弯矩，N·mm ； I I M -m ax —— 任意计算截面I －I 处的最大弯矩，N·mm ； 00m ax -M —— 底部截面0－0处的最大弯矩，N·
mm ； m c —— 仓壳锥体质量与仓壳锥体部分所储物料质量之和，kg ； m min —— 料仓最小质量，kg ；
m t —— 单位面积的仓壳顶质量与附加质量之和，kg ； m o —— 料仓操作质量，kg ； m 05 —— 料仓储料质量，kg ； p —— 设计压力，MPa ； p o —— 设计外压力，MPa ；
I I h p -—— 物料在仓壳圆筒计算截面I －I 处产生的水平压力，MPa ；
I I v p -—— 物料在仓壳圆筒计算截面I －I 处产生的垂直压力，MPa ；
a a h p -—— 物料对仓壳锥体计算截面a －a 处产生的水平压力，MPa ； a a n p -—— 物料对仓壳锥体计算截面a －a 处产生的法向压力，MPa ；
a a v p -—— 物料对仓壳锥体计算截面a －a 处产生的垂直压力，MPa ；
II II n p -—— 物料对仓壳锥体大端II －II 处产生的法向压力，MPa ；
II II v p -—— 物料在仓壳锥体大端II －II 处产生的垂直压力，MPa ；
q o —— 基本风压值，见GB 50009，或按当地气象部门资料，但均不应小于300 N/m 2； q w ——
基本雪压值，N/m 2。

对我国主要地区，q w 可从GB 50009中选取。

当表中查不到时，可向当地气象部门咨询或取 q w =300 N/m 2 。

当料仓露天建在山区时，应将上述雪压值乘以系数1.2。

R eL —— 常温下材料屈服点，MPa ；
[]t R ——
设计温度下材料的许用应力，MPa ；
T1 ——料仓基本自振周期，s；
W e ——地震载荷，N；
W s ——雪载荷，N；
ρ——物料堆积密度，kg/m3；
δ——仓壳圆筒或仓壳锥体的有效壁厚，mm；
e
δ——各计算截面设定的仓壳圆筒或仓壳锥体的有效壁厚，mm；
ei
δ——仓壳顶的有效壁厚，mm；
t
θ——仓壳锥体的半顶角，（°）；
φ——焊接接头系数；
μ——物料与料仓壳体间的摩擦系数；
σ——物料与料仓壳体间摩擦产生的应力，MPa；
f
σ——组合轴向应力，MPa；
z
σ——周向应力，MPa；
θ
σ——组合应力，MPa；
∑
ψ——松散物料内摩擦角的最小值，（°）；
ψ’——松散物料与壳体壁面的摩擦角，（°）。

6.2 料仓的结构类型
a ） 裙座式支座
b ） 带整体加强环耳式支座
c ） 耳式支座式
图1 料仓的支承结构类型
6.3 料仓质量计算
料仓的操作质量按式（7）计算：
e a o o o o o o m m m m m m m m ++++++=54321 ………………………
（7）
式中：m o —— 料仓的操作质量，kg ；
m o 1 —— 仓壳（包括支座）质量，kg ； m o 2 —— 内件质量，kg ；
m o 3 —— 保温、防护材料质量，kg ； m o 4 —— 平台、扶梯质量，kg ； m o 5 —— 操作时料仓内物料质量，kg ；
m a —— 人孔、接管、法兰及仓壳顶安装的附件质量，kg ； m e —— 偏心质量，kg 。

料仓的最小质量按式（8）计算：
e a o o o o m m m m m m m +++++=4321min (8)
6.4 自振周期
6.4.1 直径、厚度相等的料仓的基本自振周期
直径、厚度相等的料仓其基本自振周期应按式（9）计算：
3
3
1103390-⨯=i
e t o D E H m H
.T δ (9)
6.4.2 直径、厚度（或材料）沿高度变化的料仓的基本自振周期
直径、厚度（或材料）沿高度变化的料仓可视为一个多质点的体系，如图2所示。

其基本自振周期按式（10）计算。

其中直径和厚度不变的每段料仓质量，可处理为作用在该段高度1/2处的集中质量。

1.114=T 式中：m i —— 第i 段的操作质量，kg ；
I i 、I i-1 —— 第i 段、第i-1段仓壳截面惯性矩，mm 4。

仓壳圆筒段： 8
)(3ei
ei i i D I δδπ+=
............................................................
（11）
仓壳锥体段： )
(42
2if ie ei
if ie i D D D D I +=
δπ ………………………………………..
（12）
式中：D ie —— 锥壳大端内直径，mm ；
D if —— 锥壳小端内直径，mm ； 6.5 地震载荷
6.5.1 水平地震力
任意高度h k （见图3）的集中质量k m 引起的基本振型水平地震力按式（13）计算：
g m F k k k 111ηα= (13)
式中：1k F —— 集中质量m k 引起的基本振型水平地震力，N ；
k m —— 距地面k h 处的集中质量，kg ；
1α—— 对应于料仓基本自振周期T 1 的地震影响系数α值；
α
—— 地震影响系数，查图（4），曲线部分按图中公式计算。

m ax α—— 对应于设防烈度的地震影响系数最大值，见表18；
表18 对应于设防烈度的地震影响系数最大值m ax
α
1k η—— 基本振型参与系数；
∑∑===
n
i i
i n
i .i i .k
k h
m h m h
1
31515
11η (14)
T g —— 各类场地土的特征周期，见表19 。

表19 场地土的特征周期T g
ζ
——
阻尼比。

固体料仓取 ζ=0.02；
1η—— 直线下降段下降斜率的调整系数，按式（16）计算：
()8
05.002.01ζη-+=
(16)
2η —— 阻尼调整系数，按式（17）计算：
ζ
ζ
η7.106.005.012+-+
= (17)
6.5.2 垂直地震力
设防烈度为8度或9度区的料仓应考虑上下两个方向垂直地震力的作用，如图5所示。

料仓底截面处总的垂直地震力按式（18）计算：
g m F eq v v max 00α=-... .. (18)
式中：m ax v α—— 垂直地震影响系数最大值，取max max 65.0αα=v ；
eq m —— 料仓的当量质量，取o eq m m 75.0=，kg 。

任意质量i 处所分配的垂直地震力按式（19）计算。

∑=-=n
k k
k v i i vi h m F h m F 1
00（i =1，2，......n ） . (19)
任意计算截面I-I 处的垂直地震力按式（20）计算。

n
图5 垂直地震力作用示意图
6.5.3 地震弯矩
料仓任意计算截面I-I 的基本振型地震弯矩按式（21）计算（见图3）：
∑=--=n
i
k k k I
I E
h h F M
)(1 (21)
直径、厚度相等的料仓的任意截面I －I 和底截面0－0的基本振型地震弯矩分别按式（22）和式（23）计算：
)41410(17585
.35.25.35
.201h h H H H
g m M I I E +-=
-α …………….………（22） gH m M E 010035
16
α=
- (23)
6.6 风载荷
6.6.1 水平风力
两相邻计算截面间的水平风力按式（26）计算：
601110211110-⨯=D l f q K K P (24)
602220221210-⨯=D l f q K K P (25)
6002110-⨯=i i i i i D l f q K K P (26)
式中：1P , 2P ,……, i P —— 料仓各计算段的水平风力，N ；
D 01, D 02, ……, D 0i —— 料仓各计算段的外径，mm ；
i f —— 风压高度变化数系，按表20选取：
H it —— 料仓第i 段顶截面距地面的高度, m ； K 1—— 体型系数，取K 1=0.7；
K 21, K 22 ,……, K 2i —— 料仓各计算段的风振系数，当料仓高度H≤20m 时，取K 2i =1 .70，当H ＞
20m 时，按式（27）计算：
i
zi
i i i f K Φ+
=νξ12 (27)
i ξ—— 脉动增大系数，按表21选取；
—— 第i 段脉动影响系数，按表22选取； —— 第i 段振型系数，根据h it / H 由表23选取； —— 第i 计算段长度（见图6）, mm ；
表20 风压高度变化系数i f
ξ表21 脉动增大系数
i
表22 脉动影响系数 i
ν
表23 振型系数
6.6.2 风弯矩
料仓任意计算截面I －I 处的风弯矩按式（28）计算：
++++++=
+++++-)2
()2(221211i i i i i i i i i I I w l
l l P l l P l P M (28)
料仓底截面为0－0处的风弯矩按式（29）计算：
++++++=
-)2
()2(232132121
100l l l P l l P l P M w ……..…………………
（29）
6.7 ge m M e e = (30)
式中 e ——偏心质量重心至料仓中心线的距离，mm 。

6.8 最大弯矩
料仓任意计算截面I －I 处的最大弯矩按式（31）计算：
⎪⎩⎪⎨⎧+++=----e
I
I W I
I E e I I w I I M M M M M M
25.0max
取其中较大值 (31)
料仓底部截面0－0处的最大弯矩按式（32）计算：
⎪⎩⎪⎨⎧+++=----e
W E e w M M M M M M
00
0000
0max
25.0 取其中较大值 (32)
6.9 物料对仓壳圆筒的作用力
6.9.1 特性纵坐标系数
特性纵坐标系数A ，其值按式（33）计算：
3
)
2
45(42c
i
h tg tg D A --
'=
ψ
ψ ……………………………………（33） ψtg D h i
c 6
=
(34)
6.9.2 物料对仓壳圆筒的垂直压应力
物料对仓壳圆筒任意截面I －I 处产生的垂直方向压应力v p ，见图7，其值按式（35）计算：
91103)1(---⨯⎥⎦⎤⎢⎣
⎡++=c w w I
I v
h A h
h g p ρ (35)
6.9.3 物料对仓壳圆筒产生的水平压应力
物料对仓壳圆筒任意计算截面I －I 处产生的水平压应力h p ，按式（36）计算：
9
210)1(14---⨯⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+-'=
A h tg gD p w i I I h ψρ (36)
图7 仓壳圆筒受力简图
6.9.4 物料与仓壳圆筒间的摩擦力
在计算截面I －I 以上，产生于仓壳圆筒表面的摩擦力按式（37）计算：
92
210)
(4--⨯+=
A h gh D F
w w i I I f
ρπ (37)
式中： I
I f F - —— I －I 截面上仓壳圆筒表面的摩擦力，N 。

6.10 雪载荷
仓壳顶的雪载荷W s 按式（38）计算：
62104
-⨯=
w
o s q D W π (38)
6.11 仓壳圆筒应力计算
6.11.1 仓壳圆筒轴向应力计算
仓壳圆筒任意计算截面I －I 处的轴向应力分别按式（39）、式（40）、式（41）及式（42）计算：
设计压力产生的轴向应力：
I
I ei
i
I I z pD --=
δσ41 (39)
式中：I
I ei -σ—— 设计压力在计算截面I －I 处产生的轴向应力，MPa ；
ei δ—— 仓壳圆筒计算截面I －I 处的有效厚度，mm 。

物料与仓壳圆筒间摩擦力产生的轴向应力：
I
I ei
i I
I f I I z D F ---=
δπσ
2
(40)
式中：I
I z -2σ—— 摩擦力在计算截面I －I 处产生的轴向应力，MPa 。

最大弯矩在仓壳圆筒内产生轴向应力：
)
(324
4max
3
i o I
I o I I z D D M D -=--πσ
(41)
式中：I
I z -3σ—— 最大弯矩在计算截面I －I 处产生的轴向应力，MPa 。

由计算截面I －I 以上料仓壳体重及垂直地震力产生的轴向应力：
I
I ei
i s
I I V I
I up
I I z D W F g m ----++=
δπσ
4
(42)
式中：I
I z -4σ—— 壳体空重及垂直地震力在计算截面I －I 处产生的轴向应力，MPa 。

I
I up
m -—— 计算截面I －I 以上的料仓壳体及附件质量，kg ，按式（43）计算：
I
I aup I I up I I up I I up I I up I I up m m m m m m ------++++=4321 ………..……………
（43）
式中：I
I up m -1—— 计算截面I －I 以上的料仓壳体质量，kg ；
I
I up m -2—— 计算截面I －I 以上的料仓内件质量，kg ； I I up m -3—— 计算截面I －I 以上的保温、防护材料的质量，kg ； I I up m -4—— 平台扶梯质量，kg ；
I
I aup
m -—— 计算截面I －I 以上的人孔、接管、法兰及仓壳顶安装的附件质量，kg 。

6.11.2 仓壳圆筒周向应力
设计压力p 和物料的水平压应力I
I h
p -在计算截面I －I 处仓壳圆筒中产生的周向应力按
式（44）计算：
I
I ei i
I
I h I
I D p p ---+=δσθ
2)( (44)
式中：I
I -θ
σ—— 由设计压力
p 和物料的水平压应力h p 在计算截面I －I 处产生周向应力，MPa 。

6.11.3 应力组合 6.11.3.1 组合拉应力
组合轴向应力按式（45）计算：
I
I z I I z I I z I I z I I z ------+-=4321σσσσσ (45)
式中：I
I z
-σ—— 组合轴向应力，MPa 。

组合拉应力按式（46）计算：
I I I I z I I I I z I I zL -----++=θθσσσσσ22)()( (46)
式中：I
I zL -σ—— 组合拉应力，MPa 。

6.11.3.2 组合压应力
组合压应力按式（47）计算：
I I z I I z I I z I I z I I zA --------=4321σσσσσ (47)
式中：I
I zA -σ—— 组合压应力，MPa 。

6.11.4 应力校核
仓壳圆筒任意计算截面I －I 处的组合拉应力与组合压应力分别按式（48）及式（49）校核：
组合拉应力： []φt
I I zL σσ<- …………….……..……………………
（48）
组合压应力： []er I I zA σσ<-…………….……………………………
（49）
[][]⎩⎨⎧=t o
o er
R K B
K σ 取其中较小值 (50)
式中：
[]er σ—— 仓壳圆筒材料的许用轴向压应力，MPa ，按式（50）确定： K o —— 载荷组合系数，取K o =1.2。

6.12 仓壳锥体应力
6.12.1 仓壳锥体任意截面上的应力计算
6.12.1.1 仓壳锥体特性纵坐标系数
仓壳锥体特性纵坐标系数A z ，其值按式（51）计算：
3
)
2
45(42
zc
a a zi
z h tg tg D A --
'=
-ψ
ψ (51)
ψtg D h a a zi
zc 6
-= (52)
式中：z A —— 仓壳锥体特性纵坐标值，mm ；
a a zi D -—— 仓壳锥体计算截面α－α处的内直径，mm ；
h zc —— 物料在仓壳锥体计算截面α－α处的锥角高，mm 。

6.12.1.2 物料对仓壳锥体的垂直压应力
物料对仓壳锥体任意截面a －a 处产生的垂直方向压应力v p ，见图8，其值按式（53）计算：
91103)1(---⨯⎥⎦⎤
⎢⎣
⎡++=zc z w w a
a v
h A h h g p ρ (53)
6.12.1.3 物料对仓壳锥体产生的水平压应力
物料对仓壳锥体任意计算截面a －a 处产生的水平压应力h p ，按式（54）计算：
9210)1(14---⨯⎥
⎦
⎤⎢⎣⎡+-'=
z w zi a
a h A h tg gD p ψρ (54)
图8 物料对仓壳锥体的垂直压应力
6.12.1.4 仓壳锥体任意截面处的法向压应力
物料在仓壳锥体任意计算截面a －a 处所产生的法向压应力n p 按式（55）计算，此压应力与仓壳锥体间产生的法向压应力。

θθ22cos sin a a h a a v a a n p p p ---+= (55)
6.12.1.5 周向应力
仓壳锥体任意截面a －a 处由设计压力p 和和垂直于其壁面的法向压应力a
a n
p -产生的
周向应力按式（56）计算。

θ
δσθ
cos 2)(a
a ei a
a zi
a a n a
a D p p ----+= (56)
6.12.1.6 轴向应力
任意截面a －a 处由设计压力p 和物料垂直压应力a
a v
p -产生的轴向应力按式（57）计算：
θ
δπθδσ
cos cos 4)(a
a ei a a zi a
a c a a ei a a zi a a v a
a z
D g
m D p p -------++= (57)
式中：
a
a c m -——
仓壳锥体计算截面a －a 以下的仓壳锥体质量与仓壳锥体计算截面a －a 以下的仓壳
锥体所储物料质量之和，kg 。

6.12.2 组合应力
截面a －a 处组合应力按式（58）计算：
a a a a z a a a a z a a -----∑-+=θθσσσσσ22)()( (58)
6.12.3 应力校核
截面a －a 处组合应力按式（59）校核：
[]φt a
a σσ<-∑ (59)
6.13 仓壳顶计算
6.13.1 自支承式锥形仓壳顶
自支承式锥形仓壳顶适用于壳体内直径不大于5m 的料仓，见图9。

仓壳顶的有效厚度按式（60）计算，但不得小于4.5mm 。

当t δ> 6mm 时可以考虑采用加强筋结构。

C E
g
m D t t i t +⨯=
-310sin 24.2βδ (60)
g
q m m m m w
t t ti t +
++=32 (61)
式中：1t m —— 单位面积的仓壳顶质量，kg/m 2；
2t m —— 单位面积的仓壳顶附加质量，kg/m 2；
周向应力θσ按式（63）校核：
[]φ
t σσθ< (63)
6.13.2 自支承式拱形仓壳顶
自支承式拱形仓壳顶的球壳内半径取料仓内直径的0.8~1.2倍, 见图10。

拱形仓壳顶球壳的有效厚度按式（64）计算，但不得小于4.5mm 。

当t δ>6mm 时可以考虑采用加强筋结构。

C E
g m R t
t n
t +⨯=-3
1010δ (64)
式中：n R —— 拱形仓壳顶球壳内半径（见图10）
，mm 。

受内压拱形仓壳顶的周向应力，按式（65）计算：
t
i
pD δσθ4=
(65)
周向应力θσ按式（66）校核
[]φt σσθ< (66)
6.13.3 仓壳顶加强筋
加强筋宜以仓壳顶中心为准，呈辐射状均匀并对称分布，如图11所示。

加强筋按以下步骤进行校核计算：
a) 加强筋的最大弯矩
加强筋的最大弯矩按式（67）计算：
39
3max 10410
48--⨯+
⨯=
n
D W n
g
m D M i
Z t i π (67)
式中：m ax M —— 加强筋最大弯矩，N·m ；
Z W —— 集中载荷，N ；
n —— 直径方向加强筋的数量。

b) 所需加强筋截面模数按式（68）计算：
[]
3max
min 10⨯=
t
R M Z (68)
式中：min Z —— 所需加强筋最小截面模数，mm 3。

c) 已设定加强筋的截面模数应≥min Z 。

否则需要调整加强筋的数量或型钢规格直到满
足为止。

图11 仓壳顶加强筋结构
6.14 仓壳顶与仓壳圆筒连接处的加强结构
加强用的包边角钢与仓壳圆筒的连接可以采用对接或搭接型式，见（图12）所示。

仓壳顶与仓壳圆筒连接处的有效面积（包边角钢横截面积加上与其相连的仓壳圆筒与仓
包边角钢自身的对接接头及包边角钢与仓壳圆筒、仓壳顶连接的焊接接头应为全焊透结构。

6.15 仓壳锥体与仓壳圆筒连接处的加强结构
仓壳锥体与仓壳圆筒连接处的加强结构形式见（图13）。

图13 仓壳锥体与仓壳圆筒连接处的加强结构
仓壳圆筒圆周方向拉力按式（70）计算：
2
)
(i
h S D p p Y += (70)
式中：s Y —— 仓壳圆筒圆周方向拉力，N/mm 。

仓壳锥体母线方向拉力按式（71）计算：
θ
πθcos cos 4)(1i c i v D g
m D p p Y ++=
(71)
式中：1Y —— 仓壳锥体母线方向拉力，N/mm 。

θ
cos )(2i
II
II n R p p Y -+= (72)
式中：2Y —— 仓壳锥体圆周方向拉力，N/mm 。

θsin 12i c S n R Y B Y B Y Q -+= (73)
式中：Q —— 仓壳锥体圆周方向拉力，N ；
n B —— 仓壳锥体有效加强长度，mm ； c B —— 仓壳圆筒有效加强长度，mm 。

θ
δcos 26
.0e
i n D B = (74)
2
6
.0e
i c D B δ= (75)
承压圈区域内所需截面积按式（76）计算：
[]φ
σt
c Q
A =
(76)
式中：c A —— 承压圈区域内所需截面积，mm 2。

当n n c c c t B t B A +>时需要增加具有相当于)(n n c c c t B t B A +- 截面积的补强圈。

6.16 仓壳圆筒加强结构 6.16.1 仓壳圆筒设计外压
仓壳圆筒设计外压按式 （77）计算：
in i o p q f p +=025.2 (77)
式中：in p —— 料仓内部负压值，MPa 。

6.16.2 料仓许用临界外压力
料仓许用临界外压力值[]cr p 按GB 150计算：
6.16.3 加强圈个数及位置
当[]cr p ＜o p 时，需在仓壳圆筒外设置加强圈，加强圈的最少数量及其在当量仓壁上的位置，应符合表25。

表25 仓壁加强圈最少数量及位置
6.16.4 加强圈最小截面尺寸
加强圈最小截面尺寸宜符合表26的规定。

表
26 加强圈最小截面尺寸
mm
6.16.5 加强圈与仓壳圆筒的连接形式
加强圈与仓壳圆筒的连接形式按附录A 确定。

6.17 裙座
6.1
7.1 裙座壳底截面的组合应力按式（78）和式（79）校核，见图14：
[]
⎩⎨⎧≤++--t
sb
v sb R K B K A F g m Z M 0200000
0max
cos )(cos 1ϕϕ (78)
⎩
⎨⎧≤++-eL sb sb e w
R B K A g m Z M M 9.0cos )3.0(cos 120max 0
0ϕϕ (79)
式中：0
0-V
F —— 0－0截面处的垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项，N ；
sb A —— 裙座壳底部截面积，mm 2；
ϕ—— 裙座半顶角，对圆柱形裙座，ϕ=0，（°）；
sb Z —— 裙座壳底部截面模数，mm 3； is D —— 裙座壳底部内直径，mm ；
s δ—— 裙座壳底部壁厚，mm ；
0K —— 载荷组合系数，取0K =1.2。

max m —— 料仓最大质量，如不进行水压试验，可取max m =0m ，kg 。

4/2
s is sb D Z δπ= (80)
s is sb D A δπ= (81)
6.1
7.2 裙座上较大开孔（图15）处截面h －h 组合应力按式（82）和式（83）校核：
[]
⎪⎩⎪⎨⎧≤++---t
sm h h v h h o sm h h K B K A F g m Z M σϕ
ϕ020max cos )(cos 1………………………（82） ⎩⎨
⎧≤++--s
sm
h h sm e h h w
B K A g m Z M M σϕϕ9.0cos )3.0(cos 120max (83)
式中：h
h F
F -—— h －h 截面处的垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项，N ；
sm A —— h －h 截面处裙座壳的截面积，mm 2；
m b —— h －h 截面处水平方向的最大宽度，mm ；
—— h －h 截面处裙座壳的内直径，mm ；
m l —— 开孔加强管长度，mm ；
h
h max M -—— h －h 截面处的最大弯矩，N·mm ； h
h w M -—— h －h 截面处的风弯矩，N·mm ； h
h m -0—— h －h 截面以上料仓的操作质量，kg ；
h
h max m -—— h －h 截面以上料仓的试验质量，如不进行水压试验，可取为h
h m -0，kg ； sm Z —— h －h 截面处裙座壳的截面模数，mm 3；
[]∑-+-=m es m m es im sm A )b (D A δδδπ2 …………..……………
（84） m m m l A δ2= (85)
∑--=
)2
(4
2
m es
im
m es im sm Z D b D Z δδπ
(86)
[]b
b b R b
max
73.1σδ= (90)
有筋板时（见图17）的基础环厚度：
[]b
s
b R M 6=
δ (91)
无论无筋板或有筋板的基础环厚度均不得小于16 mm 。

式中：b δ—— 基础环厚度，mm ；
[]b R ——
基础环材料许用弯曲应力，MPa ；
max b σ—— 混凝土基础上的最大压应力，MPa 。

⎪⎪⎩
⎪⎪⎨⎧++±+=---b b e W b V b
b A g m Z M M A F g m Z M max 0
00
0000max max 3.0σ 取其中较大值 (92)
其中：0
0-V
F 仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项。

矩形板计算力矩按式（93）计算：
{}Y X S M M M ,max = ...............................................（93） 2max b C M b X X σ= .................................................（94） 2max l C M b Y Y σ= . (95)
其中系数X C 、Y C 按表（27）选取。

表27 矩形板力矩
、计算表
6.18.2 地脚螺栓
地脚螺栓承受的最大拉应力按式（96）计算：
⎪⎪⎩
⎪
⎪⎨⎧--++-+=----b v b e w E b b e W B A F g m Z M M M A g
m Z M M 0
000000min 0025.0σ 取二者中较大值 (96)
式中：0
0-V
F —— 0－0截面处垂直地震力，仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项，N ；
B σ—— 地脚螺栓承受的最大拉应力，MPa ；
b A —— 基础环面积，mm 2； b Z —— 基础环的截面模数，mm 3。

)(4
2
2ib ob b D D A -=
π
(97)
ob
ib ob b D D D Z 32)
(44-=
π (98)
当B σ≤0时，料仓可自身稳定，但为了固定料仓位置，仍应视具体情况，设置一定的地脚螺栓。

当B σ＞0时，料仓必须设置地脚螺栓。

地脚螺栓根径按式（99）计算：
[]214C R n A d bt
b
B +=
πσ (99)
式中：1d —— 地脚螺栓螺纹根径，mm ；
2C —— 地脚螺栓腐蚀裕量，mm ；
n —— 地脚螺栓个数，一般取4的倍数，对小直径料仓，可取n=6；
[]bt R ——
地脚螺栓材料的许用应力，MPa 。

6.18.3 筋板
筋板压应力按式（100）计算：
2
1l n F G G δσ=
(100)
式中：G σ—— 筋板的压应力，MPa ；
F —— 一个地脚螺栓承受的最大拉力，N ； n 1 —— 对应于一个地脚螺栓的筋板个数；
2l —— 筋板宽度，mm ；
G δ—— 筋板厚度，mm 。

n
A F b
B σ=
(101)
筋板的许用压应力按式（102）或（103）计算：
当c λλ≤时
[][]v
R R G
c c ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡-=2)(4.01λλ (102)
当c λλ>时
[][]2
)
/(277.0c G
c R R λλ= (103)
式中：[]c R —— 筋板的许用压应力，MPa ；
λ—— 细长比，按式（104）计算，且不大于250；
i —— 回转半径，对长方形截面的筋板取0.289G δ，mm ；
k l —— 筋板长度，mm ；
v —— 系数，按式（105）计算；
c λ—— 临界细长比，按式（106）计算：
E —— 钢板材料的弹性模量，MPa ；
[]G R ——
筋板材料的许用应力，MPa 。

i
l k
5.0=
λ (104)
2
)(325.1c
v λλ+
= (105)
[]G
c R E
6.02πλ=
(106)
筋板的压应力等于或小于许用压应力，即G σ≤[]G σ。

但G δ一般不小于2 / 3基础环厚度。

6.18.4 盖板
6.18.4.1 分块盖板最大应力按式（107）或式（108）计算：
无垫板时
2
323
)(c
z d l Fl δσ-=
(107)
有垫板时
2
242323
)()(z c z d l d l Fl δδσ-+-=
(108)
式中：z σ—— 盖板的最大应力，MPa ；
2d —— 垫板上的地脚螺栓孔直径，mm ； 3d —— 盖板上的地脚螺栓孔直径，mm ； 2l —— 筋板长度，mm ；
3l —— 筋板内侧间距，mm ；
4l —— 垫板宽度，mm ；
c δ—— 盖板厚度，一般分块厚度不小于基础环的厚度，mm ； z δ—— 垫板厚度，mm 。

6.18.4.2 环形盖板的最大应力按式（109）或式（110）计算：
无垫板时
2
323
43c
z )d l (Fl δσ-=
(109)
有垫板时
2
242323
)(4)(43z c z d l d l Fl δδσ-+-=
(110)
式中：z σ
一般环形盖板厚度不小于基础环厚度。

盖板最大应力应等于或小于盖板材料的许用应力。

6.19 仓壳圆筒与裙座连接焊缝
6.19.1 仓壳圆筒与裙座搭接焊接接头
图19 仓壳圆筒与裙座搭接焊接接头示意图
[]t
w o w
J J v J J w J J R K A F g m Z M 8.00max ≤++--- (111)
s o w
J
J max w e J
J w K ..A g
m Z M M .σ908030⨯≤++-- (112)
其中J
J v
F -仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项。

式中：w A —— 焊接接头抗剪断面面积，按式（113）计算，mm 2
；
ot D —— 裙座壳顶部截面外直径，mm ；
J J v F -—— 搭接焊接接头处的垂直地震力，N ；
J
J max M -—— 搭接焊接接头处的最大弯矩，N·mm ； J
J w M -—— 搭接焊接接头处的风弯矩，N·
mm ； J
J max m -—— 水压试验时（或满仓时）料仓最大质量（不计裙座质量），kg ； J
J o m -—— J －J 截面以上料仓操作质量，kg ；
w Z —— 焊接接头抗剪截面模数，按式（114）计算，mm 3；
[]t w R ——
设计温度下焊接接头的许用应力，取两侧母材许用应力的较小者，MPa 。

es ot w D .A δπ70= (113)
es ot W D .Z δ2
550= (114)
6.19.2 仓壳圆筒与裙座对接焊接接头 对接焊接接头J －J 截面处（见图20）的拉应力按式（115）校核：
es it J J v J J o es
it J J D F g m D M δπδπ-----2max 4≤0.6[]t
w o
R K (115)
其中J
J v
F -仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合时计入此项。

式中：it D —— 裙座顶截面的内直径，mm 。

a ） 圆筒形
b ） 圆锥形
图20 仓壳圆筒与裙座对接焊接接头示意图
6.20 耳式支座
耳式支座按JB/T 4725标准选用及校核。

6.21 环座式支座
6.21.1 刚性环耳式支座组合截面的惯性矩
图21 刚性环、垫板与壳体的组合截面图
料仓筒体和支座垫板圆筒的有效加强宽度按式（116）及式（117）计算：
e o e o s D .D .L δδ115502=⨯= (116)
1111115502δδD .D .L i s =⨯= ……………………..………….（
117）
式中：s L —— 料仓筒体有效加强长度，mm ；
si L —— 垫板圆筒有效加强长度，mm ；
1D —— 垫板圆筒外径，mm ；
1δ—— 垫板圆筒有效厚度，mm 。

组合截面的惯性轴X —X 距刚性环外缘的距离a 按式（118）计算：
s
e si e s si L L T B B L B L B T B a ⋅+⋅+⋅++⋅++⋅+⋅⋅=δδδδδδδ11111)
21()21(21 (118)
式中：a —— 组合截面的惯性轴X —X 距刚性环外缘的距离，mm ；
B —— 刚性环宽度，mm ； T —— 刚性环厚度，mm ；
组合截面的惯性矩按式（119）计算：
321I I I I I i ++=∑= (119)
式中：I —— 组合截面的惯性矩，mm 4；
1I —— 刚性环对于惯性轴X —X 的惯性矩，按式（120）计算，mm 4；
1a —— 刚性环中心对于惯性轴X —X 的距离，mm ；
2I —— 垫板有效加强段对于惯性轴X —X 的惯性矩，按式（121）计算，mm 4； 2a —— 垫板中心对于惯性轴X —X 的距离，mm ；
3I —— 仓壳圆筒有效加强段对于惯性轴X —X 的惯性矩，按式（122）计算，mm 4； 3a —— 仓壳圆筒中心对于惯性轴X —X 的距离，mm ；
213
112
1a T B T B I ⋅⋅+= (120)
2
2
131212
1a L L I si si ⋅⋅+=δδ (121)
2
3
3312
1a L L I s e s e ⋅⋅+=
δδ (122)
6.21.2 支座处作用于刚性环上的力
支座处作用于刚性环上的力F （见图22），按式（123）计算：
h
b
F F b ⋅=
(123)
式中：b ——
反力b F 至壳体的力臂。

设有垫板时，至仓壳圆筒的外表面；不设垫板时，至仓壳圆筒截面的中心，mm ；
h —— 耳式支座的高度，mm ；
F —— 支座处作用于刚性环上的力, N ；
b F —— 作用于支座上的反力，按式（124）计算，N ；
1b F —— 作用于一个支座上的反力，按式（125）计算，N ；
J J M -m ax —— 支座底部截面J —J 处最大弯矩，N·
mm ； n —— 支座的数量；
b D —— 反力b F 作用点的直径，mm ；
1b b nF F = …………….…………….……..…………
（124）
n
g
m nD M F o b J
J b +=-max 14 …………………….……..…………
（125）
6.21.3 刚性环组合断面上的内力和应力
刚性环组合断面上的内力和应力分布（见图23）。

6.21.3.1 支座处应力校核
支座处内力矩按式（126）计算：
2
)ctg (21s r F M θθ－－= (126)
式中：s D —— 组合截面惯性轴直径，mm ；
1r M —— 支座处内力矩，N·mm ；
θ—— 两支座之间半夹角，弧度。

4个支座时：4
πθ=
弧度
图23 刚性环组合断面上的力和力矩
支座处周向力按式（127）计算：
θFctg T r 2
1
1=
(127)
式中：1r T —— 支座处圆周力，N ；
支座处组合应力按式（128）计算：
A
T I
a M r r r 1
11+
⨯=
σ (128)
式中：1r σ—— 支座处组合应力， MPa ；
A —— 组合截面的面积，s e s L L T
B A δδ++⨯=11，mm 2
；
支座处组合应力按式（129）校核：
[]R r <1σ (129)
6.21.3.2 两支座中间处应力校核
两支座中间处内力矩按式（130）计算：
2
)sin (22s r F M θθ-=
(130)
式中：2r M —— 两支座中间处内力矩，N·mm ；
两支座中间处周向力按式（131）计算：
θ
sin 1
212F
T r =
(131)
式中：2r T —— 两支座中间处圆周力， N ；
两支座中间处组合应力按式（132）计算：
A
T I
a M r r r 2
22+
⨯=
σ (132)
式中：2r σ—— 两支座中间处组合应力， MPa ；
支座处组合应力按式（133）校核：
[]R r <2σ (133)。