最新矩形钢板水箱的设计与计算整理
快装拼凑式矩形不锈钢水箱的结构分析与计算.pdf
拼装式矩形不锈钢水箱的结构计算拼装式矩形不锈钢水箱，此类水箱采用了具有优良抗腐蚀性能的食品级的不锈钢材料，具有强度高，重量轻，容量任意组合，现场组装，外形美观，不锈蚀，清洁卫生等优点。
根据正常的使用情况，拼装式矩形不锈钢水箱的结构设计分析方法与计算。
1外力基准对于设计设置在建筑物内部及屋顶上、容积在500m3以内、水深4m以内的矩形水箱时，其所受外力由以下部分组成:a. 由水箱内盛装水产生的静水压力，作为长期载荷来处理。
静压力由下式计算:ps= 0.01y式中 p s —静水压， MPa；y—水面高度， m。
水箱的最高水位是从水箱底部到溢流孔的高度。
b. 由水箱自重产生的固定载荷G，作为长期载荷来处理。
c. 由水箱顶部载人的重量产生的集中载荷P，作为短期载荷处理。
2结构模型拼装式矩形不锈钢水箱的结构如图1 所示。
箱体是用一定数量的单元体(1m×1m， 1m ×0.5m，0.5m×0.5m) 现场拼装而成，每块单元体的周边带有30mm 的折边，每块单元体上冲有一定深度的球冠(1m×1m的单元体上冲有深度为60mm，半径R=1084mm 的球冠) ，四周还冲有深度10mm、半径为10mm 向内翻的加强筋。
水箱整体固定在用槽钢制成的钢架上，安放在水泥地坪口上，水箱内部在长宽高3方向上用拉筋固定以增强水箱强度和刚度。
图1 矩形水箱结构模型L ——水箱长度； B ——水箱宽度；H ——水箱高度； h ——水位高度3结构分析和计算3.1箱体侧部应力及变形的分析与计算箱体在水箱自重及静水压力作用下，受到压缩应力、弯曲应力以及剪应力，该应力值在箱体与箱底连接处最大。
经理论推导分析可知，由自重产生最大压缩应力σm，max由下式计算:σm，max=-[t r LBγm/2(L+B)t+Hγm]式中γm——材料的密度；tr——箱顶厚度；t ——箱体厚度；L ——水箱长度；B ——水箱宽度；H ——水箱高度。
矩形容器D型水箱计算 - 完整公式 - 10.29
I'3
mm4
α1
查图 8－7 (NB/T 47003.1—2009)
δ1
mm 公式(8-18)： L(3α1ρgh1/[σ]t)1/2
δ1d mm 设计厚度=计算厚度+腐蚀裕量δ1d=δ1+C2
δ1n mm 名义厚度=设计厚度+钢材厚度负偏差δ1n=δ1d+C1
δi
mm 公式(8-21)： L(6αiρg(hi-1+hi)/[σ]t)1/2
2000 800 850 800 0.9412 0.047 0.0438 0.0012 450
∠60×60×8 271202 合格 0.650 0.0146 4.447 5.447 6.047 不合格
0.250 0.0032 4.546 5.546 6.146 不合格 0.100 0.0018 3.775 4.775 5.375
第二道横向加固圈所需的惯性矩 6 自选第二道加固圈的规格
自选第二道加固圈的惯性矩 I'＞I，合格 第三道横向加固圈单位长度上的载荷
第三道横向加固圈所需的惯性矩
矩形容器计算
符号 B L H ρ
单位 mm mm mm kg/mm3
公式
T
℃
[σ]t MPa GB 150.1~150.4-2011 压力容器 P87
ZT,W
公式(8-47)： cm3 ZT,W=(ρM*g* δT,e+Pa)*WT*LT^2/(9.4*[σ]b)-(WT*δT,e^2)/6
实际=(ρM*g* δT,e+Pa)*W*L^2/(9.4*[σ]b)-(W*δT,e^2)/6
公式(8-48)：ZT=max(ZT,L,ZT,W)
矩形不锈钢水箱
常用不锈钢水箱形状有圆形、方形、矩形和球形，特殊情况下，也可根据具体条件设计成其它任意形状。
他们各自有自己的优点。
不锈钢圆形水箱结构合理，节省材料，造价比较低，但有时布置不方便，占地较大。
球形水箱造型美观大方，容易维护，目前已成功地生产1一100M3容量的球形玻璃钢水箱。
方形和矩形水箱布置方便，占地较小，材料耗量较大，造价比较高，安装方便，适应性强。
今天就来给大家介绍一下矩形不锈钢水箱，按产品专业名称来说的话也就是方形不锈钢水箱，下面就来说说它的特点有哪些，保证你在选购的时候对产品也会有一定的了解。
⒈选用进口SUS304#2B不锈钢材料，具有极高的耐腐蚀性，箱体采用凸面模板（1000×1000、1000×500、500×500）拼装焊接，可根据现场的结构，不同的尺寸要求，不同的吨位要求进行灵活组装，耗材较少，结构强度较高，无需大型吊装设备，运输方便。
2. 安全卫生经久耐用整个系统为封闭式，不锈钢材料表面光滑，不易附生藻类，水中沉淀物亦清晰冲刷。
保温层采用5。
0CM聚氨酯发泡，保温效果佳，是目前世界上好的保温材料。
3. 安装方便任意组合采用单元矩形不锈钢成型薄板拼装焊接组成，可依据设备设置场所，任意组合成多边形、阶梯形、L形等形态各异的水箱。
4. 选材优异防蚀抗裂选用性能优异的奥氏体、铁素体、超低碳不锈钢板材拉伸压制，具有独特的耐腐蚀抗裂性能。
5. 制作精良用途广泛以精密的成型模具液压拉伸成型，单元矩形凹凸水箱板成型精度高，可广泛适用于宾馆、公寓、高楼、厂家的冷热水贮水箱，食品、医药、环保、化工行业的贮液容器。
6. 款式新颖美观大方：由单元矩形成型簿板或凹凸板任意拼装焊接而成，可依据不同场所要求任意组合成多边形、阶梯形、L形等形态各异的不锈钢水箱。
水箱线型梯形、L形等形态各异的不锈钢水箱。
水箱线型流畅，立体感好且能美化市容。
流畅，立体感好且能美化市容。
7.选材优异经久耐用：选用性能优异的奥氏体、超低碳、铁素体不锈钢板材制作而成。
水箱工程量计算
⑤水位信号装置
人孔
该装置是反映水位
控制阀失灵报警的装置，
可在溢流管口（或内底）
齐平处设信号管，一般
自水箱侧壁接出，其出
口接至有人值班房间内
的洗涤盆上。
⑥通气管
供生活饮用的水箱，
当贮水量较大时，宜在
箱盖上设通气管，使箱
内空气流通，管口应朝
下并设网罩。
⑦人孔
为便于清洗、检修，
箱盖上应设人孔。
2.水箱工程量计算规则
③溢流管 溢流管径应按能够排泄水
箱最大入流量确定，并宜比进 水管大1～2级。管口应在水箱 报警水位以上50 mm处，管顶设 1：1.5～1：2喇叭口。溢流管 上不允许设阀门，其出口应设 网罩。
④泄水管 管径一般比进水管小一级
，至少不应小于50 mm。水箱泄 水管应自底部接出，用以检修 或清洗时放空水箱，管上应装 设闸阀，其出口可以与溢水管 相连后用同一根管排水，但不 能与下水管道直接连接。
当水箱采用水泵加压进水 时，进水管不得设置自动水位 控制阀，应设置利用水箱水位 自动控制水泵开、停的装置。
②出水管 出水管管径应按设计秒流 量计算，可从侧壁或底部接出 ，出水管内底或管口应高出水 箱内底50 mm以上，以免将箱 底沉淀物带入配水管网，并应 装设阀门以便检修。为避免出 现较大死水区，出水管不宜与 进水管在同一侧面。为防止断 流，进、出水管宜分设在水箱 两侧。 为减小阻力，出水管上应 装设阻力较小的闸阀，不允许 安装阻力大的截止阀。
水箱一般有进水管、出水管(生活出水管、消防出水管)、溢 流管、排水管，以给水系统中使用较广的高位水箱为例，其主要 组成部分如下图所示：
①进水管 进水管的管径可按水泵出
水量或管网设计秒流量确定。 水箱进水管宜设在检修孔的下 方，由水箱侧壁接入，也可从 顶部或底部接入。利用市政管 网直接进水的水箱，进水管出 口应装设液压水位控制阀(优先 采用)或浮球阀，进水管上还应 装设检修用的阀门。
矩形水池设计及池壁计算
矩形水池设计项目名称构件编号日期设计校对审核执行规范 :《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002),本文简称《混凝土规范》《建筑地基基础设计规范》(GB 50007-2002),本文简称《地基规范》《给水排水工程构筑物结构设计规范》(GB50069-2002),本文简称《给排水结构规范》《给水排水工程钢筋混凝土水池结构设计规程》(CECS138-2002),本文简称《水池结构规程》-----------------------------------------------------------------------1基本资料1.1几何信息水池类型 :无顶盖半地上长度 L=3.500m, 宽度 B=3.500m, 高度 H=3.900m, 底板底标高 =-3.400m 池底厚 h3=400mm, 池壁厚 t1=250mm,底板外挑长度 t2=400mm注：地面标高为±0.000 。
(平面图 )(剖面图 )1.2土水信息土天然重度 18.00 kN/m3 , 土饱和重度 20.00kN/m 3, 土内摩擦角30度地基承载力特征值fak=120.0kPa,宽度修正系数η b=0.00,埋深修正系数η d=1.00地下水位标高 -3.100m, 池内水深 3.000m, 池内水重度 10.00kN/m 3,浮托力折减系数 1.00,抗浮安全系数 Kf=1.051.3荷载信息活荷载 :地面 10.00kN/m 2, 组合值系数 0.90恒荷载分项系数 :水池自重 1.20,其它 1.27活荷载分项系数 :地下水压 1.27,其它 1.27活荷载准永久值系数:顶板 0.40,地面 0.40,地下水 1.00,温湿度 1.00考虑温湿度作用 :池内外温差 10.0度,弯矩折减系数 0.65,砼线膨胀系数 1.00(10 -5 / ° C) 1.4钢筋砼信息混凝土 :等级 C25,重度 25.00kN/m 3,泊松比 0.20保护层厚度 (mm):池壁 ( 内 35, 外 35),底板 ( 上40, 下40)钢筋级别 : HRB335,裂缝宽度限值 : 0.20mm,配筋调整系数 : 1.00按裂缝控制配筋计算2计算内容(1)地基承载力验算(2)抗浮验算(3)荷载计算(4)内力 ( 考虑温度作用 ) 计算(5)配筋计算(6)裂缝验算(7)混凝土工程量计算3计算过程及结果单位说明 :弯矩:kN.m/m钢筋面积:mm2裂缝宽度:mm计算说明：双向板计算按查表恒荷载 : 水池结构自重 , 土的竖向及侧向压力, 内部盛水压力.活荷载 : 顶板活荷载 , 地面活荷载 , 地下水压力 , 温湿度变化作用.裂缝宽度计算按长期效应的准永久组合.3.1地基承载力验算3.1.1基底压力计算(1)水池自重 Gc计算池壁自重 G2=[2× (L+B)-4 × t1] × [H-h1-h3] × t1 × γ c=[2× (3.500+3.500)-4× 0.250]× [3.900-0.200-0.400]× 0.250×25.00=268.13kN底板自重 G3=(L+2× t2) × (B+2 × t2) × h3× γ c=(3.500+2× 0.400) × (3.500+2 × 0.400) × 0.400 × 25.00= 184.90kN 水池结构自重 Gc=G2+G3=453.03 kN(2)池内水重 Gw计算池内水重 Gw=(L-2× t1) × (B-2 × t1) × Hw× rw=(3.500-2× 0.250)× (3.500-2× 0.250)× 3.000× 10.00= 270.00 kN(3)覆土重量计算池顶覆土重量 Gt1= 0 kN池顶地下水重量 Gs1= 0 kN底板外挑覆土重量 Gt2= 6.240 × (3.400-0.400) = 18.72 kN基底以上的覆盖土总重量Gt = Gt1 + Gt2 = 18.72 kN基底以上的地下水总重量Gs = Gs1 + Gs2 = 0.00 kN(4)活荷载作用 Gh顶板活荷载作用力 Gh1= 3.500 × 3.500 ×1.50= 18.38 kN地面活荷载作用力 Gh2= 6.240 × 10.00= 62.40 kN活荷载作用力总和 Gh=Gh1+Gh2=18.38+62.40= 80.78 kN(5)基底压力 Pk2基底面积 : A=(L+2 ×t2) × (B+2× t2)=4.300× 4.300 = 18.49 m基底压强 : Pk=(Gc+Gw+Gt+Gs+Gh)/A2 =(453.03+270.00+18.72+0.00+80.78)/18.490= 44.48 kN/m3.1.2 修正地基承载力(1)计算基础底面以上土的加权平均重度rmrm=[0.300×(20.00-10)+3.100 × 18.00]/3.400= 17.29 kN/m3(2)计算基础底面以下土的重度 r考虑地下水作用，取浮重度，r=20.00-10=10.00kN/m3(3) 根据基础规范的要求，修正地基承载力 :fa = fak + η b γ (b - 3) + η γ (d - 0.5)dm= 120.00+0.00 ×10.00 × (4.300-3)+1.00 × 17.29 × (3.400-0.5)= 170.15 kPa3.1.3结论 : Pk=44.48 < fa=170.15 kPa,地基承载力满足要求。
矩形水池设计及池壁计算
矩形水池设计及池壁计算矩形水池是一种常见且简单的设计，适用于多种场景，例如后院的游泳池、农场的灌溉池等。
本文将介绍矩形水池的设计步骤以及池壁计算。
1.设计步骤：(1)确定水池的尺寸：首先要确定水池的长度、宽度和深度。
这取决于使用水池的目的和场地的可用空间。
一般来说，游泳池的长度应大于25米，宽度应大于10米，深度应为1.2米至1.5米。
(2)布置水池的位置：找到合适的场地来安放水池。
确保场地平坦、无障碍物，并有足够的空间容纳水池和周围的设施。
(3)地基准备：在水池位置的地面上清除杂草、石头和其他障碍物。
确保地面平整，并打入木桩用于标记水池的边界。
(4)确定池壁材料：选择适合的池壁材料，常见的有混凝土、砖块、钢筋网等。
具体选择取决于所需的强度、耐久性和美观度。
2.池壁计算：(1)砖块池壁计算：首先根据池壁的高度和厚度确定需要多少砖块。
计算公式为：砖块数=池壁长度x池壁高度x每平方米砖块的数量。
然后根据砖块的尺寸计算所需的水泥、砂子和其他建筑材料的数量。
(2)混凝土池壁计算：混凝土池壁的计算相对复杂一些。
首先计算水池的体积：水池体积=水池底部面积x水池深度。
然后确定混凝土的用量：混凝土用量=水池体积/混凝土的容积。
最后根据混凝土的配比计算需要的水泥、砂子和石子的数量。
(3)钢筋网池壁计算：钢筋网是一种常用的池壁材料，可以提供更好的强度和耐久性。
首先确定钢筋网的尺寸和直径。
然后根据池壁的高度、长度和钢筋网的规格计算所需的钢筋网数量。
计算公式为：钢筋网数量=(2x池壁高度x池壁长度)/钢筋网的间距。
以上是矩形水池设计及池壁计算的基本步骤和公式。
在设计和计算过程中，还需要考虑到水池周围的设施，如潜水泵、过滤器和水处理系统等。
同时，确保水池的建设符合当地的建筑法规和安全标准。
最后，建议寻求专业工程师的帮助，以确保水池的设计和建设质量。
金属水箱强度计算
金属水箱强度计算金属水箱强度计算是设计和使用金属水箱的重要环节。
它不仅能确保水箱的安全性能，还能有效提高水箱的使用寿命。
本文将详细介绍金属水箱强度计算的方法、实用案例以及提高金属水箱强度的措施。
一、金属水箱强度计算的重要性金属水箱强度计算对于金属水箱的设计和生产具有至关重要的作用。
它能帮助我们了解水箱在各种工况下的承载能力，确保水箱在运行过程中不会出现安全事故。
同时，强度计算还能指导我们选择合适的材料、工艺和结构，以提高水箱的使用寿命和性价比。
二、金属水箱强度计算的方法金属水箱强度计算主要包括以下几个方面：1.材料强度：根据水箱所选材料的力学性能，如抗拉强度、屈服强度等，判断材料的强度是否满足使用要求。
2.结构强度：分析水箱的结构形式，如焊接、螺栓连接等，计算各部件在受力情况下的应力分布，以确保结构稳定。
3.载荷分析：分析水箱在运行过程中可能承受的载荷，如自重、液体重量、风载荷等，计算各种载荷对水箱强度的影响。
4.强度校核：根据计算得到的各项强度数据，与相关标准规范进行对比，判断水箱强度是否满足设计要求。
三、金属水箱强度计算的实用案例以下以一个实际金属水箱强度计算为例，简要说明计算过程：1.确定水箱尺寸和材料：假设水箱尺寸为1000mm×1000mm×1000mm，选用Q235碳钢作为材料。
2.材料强度分析：Q235碳钢的抗拉强度σb=400MPa，屈服强度σs=200MPa。
3.结构强度分析：水箱采用焊接结构，焊接工艺为埋弧焊。
根据焊接工艺参数，计算焊缝强度降低系数η=0.85。
4.载荷分析：水箱满载时，液体重量为1000kg，加上水箱自重，总载荷为1500kg。
5.强度校核：根据水箱尺寸和载荷数据，计算水箱底部承受的应力σ。
σ=1500kg/（1000mm×1000mm）=1.5MPa。
由于σ<σb×η，即1.5MPa<400MPa×0.85，所以金属水箱强度满足设计要求。
12x6x5.5m钢制水箱壁厚计算书
12x6x5.5米钢制水箱结构计算书本计算依据JB/T4735-1997《钢制焊接常压容器》。
说明：罐体总长12米，总宽6米，总高度5.5米 ,横向每隔1500mm(L)设一个加固柱，按公式计算要设6道横向加固圈，1-2道加固圈间距（H1）为1595mm 、2-3道加固圈间距（F2）为1045mm 、3-4道加固圈间距（F3）为880mm 、4-5道加固圈间距（F4）为770mm 、5加固圈到底板间距（F5）为660mm, 5-6道加固圈间距（F6）为550mm ，顶部每3000mm 设一个对拉加固筋，所以顶部加固圈的强度计算按跨度（L ）3000mm 进行, 其他加固圈（L ）均按1500mm 计算,(L)小于1500mm 的区段受力小，所以不再计算。
一． 垂直和横向组合加固图1 （Fig 1）1. 壁板厚度计算（Wall thickness calculation ）δ1 = L 1tgh ][311σρα + C 2 < JB/T4735-97, 13-15 > L 1 = 1500mm, H 1 = 1595mmα1 = 0.02(α1由图2对应H 1/L 查出，α1 value refered to Fig 2)ρ= 1.1 × 10-6kg/mm 3g = 9.807m/sh 1 = 1595mm[σ]t = 126MpaC 2 = 1mm ，腐蚀余量（Corrosion Allowance ）图2 Fig 2δ1 = 1500 × 1261595807.9101.102.036×××××−+ 1 =4.29 +1=5.29mm 〈〉δ2 = L 2th h g ][)(6214σρα+ + C 2 < JB/T4735-97, 13-18 > L 2 = 1500mm, H 2 = 1045mmH 2/L 2 =1045/1500= 0.7 此α2 = 0.011ρ= 1.1 × 10-6kg/mm 3g = 9.807m/sh 1 = 1595mmh 2 = 2640mm[σ]t = 126MpaC 2 = 1mmδ2 = 1500 × ()12626401595807.9101.1011.066+×××××−+ 1 = 7.34+1mm = 8.34mmδ3 = L 3th h g ][)(6324σρα+ + C 2 < JB/T4735-97, 13-18 > L 2 = 1500mm, H 3 = 880mmH 3/L 3 =880/1500= 0.59 此α3 = 0.009ρ= 1.1 × 10-6kg/mm 3g = 9.807m/sh 2 = 2640mmh 3 = 3520mm[σ]t = 126MpaC 2 = 1mmδ3 = 1500 × ()12635202640807.9101.1009.066+×××××−+ 1 = 8+1mm = 9.0mmδ4 = L 4t h h g ][)(6434σρα+ + C 2 < JB/T4735-97, 13-18 > L 4 = 1500mm, H4 = 770mmH 4/L 4 =770/1500= 0.51 此α4 = 0.0065ρ= 1.1 × 10-6kg/mm 3g = 9.807m/sh 3 = 3520mmh 4 = 4290mm[σ]t = 126MpaC 4 = 1mmδ4 = 1500 × ()12642903520807.9101.10065.066+×××××−+ 1 = 7.66+1mm = 8.66mmδ5 = L 5t h h g ][)(6545σρα+ + C 2 < JB/T4735-97, 13-18 > L 5 = 1500mm, H 5 = 660mmH 5/L 5 =660/1500=0.44 此α5 = 0.0045ρ= 1.1 × 10-6kg/mm 3g = 9.807m/sh 5 = 4950mm[σ]t = 126MpaC 2 = 1mmδ5 = 1500 × ()12649504290807.91.10045.06106+×××××−+ 1 = 6.93+1mm = 7.93mmδ6 =L 6t h h g ][)(6545σρα+ + C 2 L 6 = 1500mm, H4 = 550mmH 6/L 6 =550/1500= 0.37 此α4 = 0.0035ρ= 1.1 × 10-6kg/mm 3g = 9.807m/sh 3 = 4950mmh 4 = 5500mm[σ]t = 126MpaC 4 = 1mmδ6 = 1500 × ()12655004950807.9101.10035.066+×××××−+ 1 = 6.5+1mm = 7.5mm2. 横向加固圈载荷(F i )及所需的惯性矩(I 0)计算如下：顶边加固圈惯性矩计算如下：ρ = 1.1 × 10-6kg/mm 3g = 9.807m/sH = 5500L 0 = 1500（3000）E t = 189 × 103I 0 = 0.217 t 302E L gH ρ ( 顶边加固 ) ，〈 JB/T 4735-97,13-5 >= 0.217 × 33261018930005500807.9101.1×××××− = 1011cm 4第i 道横向加固圈所需的惯性矩按照公式（II ）计算。