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矩形组合式不锈钢水箱的设计方案

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矩形组合式不锈钢水箱的设计方案

2021-05-15

矩形组合式不锈钢水箱


矩形组合式不锈钢水箱是继玻璃钢水箱之后新一代水箱产品,它采用食品级不锈钢板精丁模压而成,造型美观、经济实用,解决了传统水箱存在的制作安装困难、防腐效果羞和使用寿命魁等问题,具有装配式标准化程度高、制作安装灵活、不用起重设备和不污染水质等优点,不锈钢水箱常置于屋顶或室外空旷区域,这种做法会占用大量空间,并会使安全维护投人增大,也不适用于新疆冬季的严寒气候条件.将不锈钢水箱埋置于室外绿化草坪地下,节省了大量建筑使用空间.不锈钢组合式水箱在新疆地区的研究和应用相对较少,现行的国家标准也未给出其埋于地下时的设计标准,将薄壁不锈钢水箱埋于地下是否可行需要研究验证.因此,笔者进行不锈钢水箱板的静载试验,并利用有限元软件ANSYS对其进行模拟和尺寸优化,为推广不锈钢拼装水箱在新疆地区的使用提供一定的参考依据.

不锈钢水箱

1水箱模压板抗压试验

不锈钢水箱埋于地下时的常用构造形式,其底部埋深通常为4.5 m,水箱内部支撑骨架由外径为50 mm,壁厚为5 mm的不锈钢管焊接而成.规格为1000 mm x 1 000 mm,球冠弦长为800mm ,拱高为60 mm ,板厚为2 mm.为方便分析,将模压板按照几何构造分为边区、球冠区和中区.

1.1材性试验

通过拉伸试验,测得水箱板屈服强度为431.70MPa ,极限强度为808.47MPa,弹性模量为1.88 ×10”MPa.与普通钢板相比,该不锈钢水箱板具有较高的屈服强度和极限强度.

1.2 抗压试验

当水箱内部无水时主要承受侧向土压力,易知此时水箱侧壁承受的压力.新疆地区地表浅土常见土质为角砾或砂土,密度为1870 ~2 280 kg -m3.内摩擦角为28°~42°,孔隙比为0.4 ~0.7,天然含水率为15% ~ 25%,采用朗肯主动土压力理论1]计算可得,对于Z底层水箱模压板,当底面埋深为4.5m时,板上边缘侧向土压力强度为28.8okPa ,板下边缘侧向土压力强度为37.04 kPa.采用重物加载法[”进行静载试验,加载重物采用标准铸铁砝码,规格为200 mm x 100 mmx 60 mm,每块平均质量为10kg.为使试验荷载与模压板实际受力情况一致,将模压板按荷载梯度分成高度为100 mm,宽度为1oo0 mm的板带,采用图3所示的荷载包络线进行加载.为体现荷载的梯度,按表1的加载设置分6级进行加载.为保证传力正常,在试件受压面平铺30mm厚细砂,作为第0级荷载.


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