井架壳体结构设计计算书0803(理想模型)

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1、井架混凝土壳体结构设计计算书2015年7月内蒙井架混凝土壳体结构设计计算书（理想模型）一、工程概况该旋转壳体为一井架上部壳体，壳体底部标高93.3m,底部直径D=23.3m,高度H=7m，壳体为连续壳体，无开孔，模型如图1。壳体顶部有一避雷针，避雷针底座半径0.46m，计算时考虑避雷针自重5kN和避雷针受到的风荷载。结构设计使用年限103.5年。工程位于内蒙鄂尔多斯。（a）轴测图（b）俯视图（c）正视图图1有限元模型二、设计依据设计依据如下：《建筑结构荷载规范（GB50009-2012）》《建筑抗震设计规范（GB5

2、0011-2010）》《混凝土结构设计规范（GB50011-2010）》《混凝土工程施工质量验收规范（GB50204-2011）》《建筑工程抗震设防分类标准（GB50223-2008）》《钢筋混凝土薄壳结构设计规程（JGJ22-2012）》15/15井架混凝土壳体结构设计计算书2015年7月一、荷载工况及取值结构设计使用年限为103.5年，该地区100年基本风压0.6kN/m2,基本雪压0.4kN/m2，考虑到结构为高耸建筑，设计计算时分别取0.65kN/m2和0.45kN/m2。1、结构自重混凝土自重25kN/m

3、32、恒荷载0.7kN/m2（考虑2cm混凝土、膜及聚氨酯自重）3、内压荷载0.6kN/m2内压荷载考虑充气膜泄气后气膜对混凝土的反作用力。4、活荷载1.5kN/m21个活荷载满载1.5kN/m2（考虑3cm厚混凝土差值、屋面雪荷载及屋面活荷载0.3kN/m2），4个半跨活荷载1.5kN/m25、风荷载(膜表面积582m2,投影面积232m2)风荷载基本风压0.65kN/m2，地面粗糙的类别B类，考虑8个不同的风向，共8个工况。风荷载计算：式中：——风荷载标准值（kN/m2)；——高度z处的风振系数；——风荷载体型

4、系数；——风压高度变化系数；——基本风压（kN/m2)风压高度变化系数取值：旋转壳体型系数取值：15/15井架混凝土壳体结构设计计算书2015年7月6、地震作用地震设防烈度7度，场地特征周期0.45s，地震影响系数取0.12。7、特征值屈曲工况特征值屈曲工况取：自重+恒荷载+活荷载（满跨）。计算取前6阶模态。此外，不考虑温度作用，模态分析采用Ritz法。8、避雷针对应的荷载避雷针自重考虑5kN。同时要考虑避雷针的风荷载作用，建模如图所示，避雷针风荷载作用采用整体计算，迎风面大小为0.92m*5m，风荷载体型系数取1

5、.0（根据《建筑结构荷载规范》8.3.1第37项圆截面构筑物整体计算时的体型系数），风振系数取1.8。自重5kN通过竖向节点荷载施加，建模设置避雷针材料密度为0，避免自重重复计算。考虑8个不同的荷载工况。15/15井架混凝土壳体结构设计计算书2015年7月四、模型建立边界条件U1=3000kN/m,U2=3000kN/m，U3=1e14kN/m。采用C40混凝土，抗拉强度设计值1.71N/mm2，抗压强度设计值16.7N/mm2，弹性模量E=32500MPa。泊松比μ=0.2，混凝土自重25kN/m3。钢筋采用HR

6、B400，fy=360N/mm2。壳体厚度150mm。壳体单元尺寸为0.5m*0.5m。模型未考虑基础环梁。五、计算结果3.1反力表1各工况反力荷载工况GlobalFXGlobalFYGlobalFZGlobalMXGlobalMYGlobalMZKNKNKNKN-mKN-mKN-mDEAD0.000.002175.550.000.000.00DEADLoad0.000.00410.000.000.000.00InnerP0.000.00255.790.000.000.00LiveA0.000.00639.460.

7、000.000.00LiveL0.000.00319.730.001580.330.00LiveD0.000.00319.73-1580.330.000.00LiveR0.000.00319.730.00-1580.330.00LiveU0.000.00319.731580.330.000.00Wind0-190.200.00-1025.850.00-16709.07-190.20Wind45-121.80-134.49-1025.8511815.10-10509.37-121.80Wind900.00-190.2

8、0-1025.8516709.070.000.00Wind135121.80-134.49-1025.8511815.1010509.37121.80Wind180190.200.00-1025.850.0016709.07190.20Wind225121.80134.49-1025.85-11815.1010509.37121.80Wind2700.001