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足球直播立式容器支腿的设计与计算

发布时间:2020-12-10 02:50

  在立式设备支撑设计中,支腿式支撑是常用的型式之一。然而,在我国现行支腿标准JB/T4712.2-2007中,选用标准支腿有一定局限性,其局限性主要有以下几个方面:①工程直径限制;标准规定了公称直径DN1600以内的立式容器支腿系列,但在实际工程中,公称直径超界的情况时有发生,在一些大直径设备中,为了保证足够的底部空间,还得选用腿式支座。②地质条件及设计温度限制;标准中规定设计温度不高于200℃,风压不高于800Pa,抗震设防烈度不高于8度等,事实上在设计温度高于200℃或气象地质条件超过此范围时,支腿式支撑也是可用的。③支腿高度及容器高度的限制;这两个高度在标准中是互相对应的,然而,在实际工程设计中,经常会遇到因为工艺需要而增大支腿或设备高度的情况,这时有些设计者通过选用大一到两级规格支腿,这样可能会造成支腿尺寸偏大,结构不太合理。现在设计者大都通过强度计算软件对容器进行强度校核,如果设计者掌握了支腿的计算方法,这些问题就能迎刃而解。

  支腿的计算内容包括:①支腿稳定及强度计算;②地脚螺栓的强度计算;③基础板的强度计算;④支腿装配焊缝的强度计算。现行支腿标准在附录中给出了一种支腿的计算方法,对以上四种计算做出了具体说明。支腿式容器主要载荷见图1,支腿的计算主要是围绕水平载荷FH和垂直载荷W1进行的。

  1.1 稳定及强度计算 在支腿计算中,大量实例表明支腿压应力是支腿设计的控制因素。在支腿压应力计算中,应考虑设备水平载荷FH和垂直载荷W1;这里需要说明的是由于在试压工况下,不考虑地震力和风载荷作用,因此,试压工况仅有垂直载荷,因此在支腿压应力设计计算时,计算的是操作工况。单根支腿的压应力计算公式为:?滓c=■,其中FL2=■-■ 式中:σc—单根支腿压应力;FL2—单根支腿垂直反力;FH—水平载荷;HC—基础顶面至设备质心高度;N—支腿个数;DB—支柱中心圆直径;W1—垂直载荷;A—单根支腿的横截面积。

  支腿稳定性计算还包括支腿的弯曲计算,弯曲计算其实就是支腿弯矩的计算,由于水平载荷FH会对地面引起倾覆力矩,当有偏心载荷时,其偏心距应计入水平载荷对地面引起倾覆力矩;同理,由于支腿顶部也是会引起倾覆力矩,这个力矩主要因为单根支腿垂直反力引起,由此,支腿两端将产生反力矩,据此可计算支腿的弯曲应力:

  σb=■ 式中:σb—支腿弯曲应力;R—每个支腿水平反力;L1—基础班下表面至支腿装配焊缝中心的长度;e—壳体外壁至支柱形心的距离;WMIN—单根支腿的最小抗弯截面模量。

  需要说明的是,在支腿压应力和弯曲计算中,支腿的长细比起着主要作用,长细比愈大,足球直播支腿的临界许用应力越小,同时又加大了倾覆力矩的影响,容易导致支腿弯曲;因此,对支腿的长细比应予控制;长细比计算公式为:

  λ=■ 式中:λ—支腿长细比;k—有效长度系数,与端部固定形式有关,一般为常数;IMIN—支腿最小惯性矩。

  因此在选择支腿时,可以从两方面降低支腿长细比:①应尽可能选择较大IMIN,在同样的截面积下,回转半径较大者,IMIN也会较大,这样会提高支腿的稳定性。②各支腿间采用斜拉杆支撑,这样相当于改变了端部固定形式,因为一般情况下,支腿端部固定形式可理解为一端固支一端简支,这时的k值一般取0.7,当采用斜拉筋支撑时,可理解为上下端同时固支,k值取0.5,k值下降从而提高了支腿稳定性。

  除了压应力及弯曲计算外,稳定性及强度计算还应包括支腿剪切计算,剪切应力是由水平载荷引起的,计算公式为:?子=■;式中τ—支腿剪切应力。

  1.2 地脚螺栓强度计算 地脚螺栓强度计算包括拉应力计算和剪切应力计算,其计算公式为:

  式中:σbt—地脚螺栓拉应力;Db—地脚螺栓中心圆直径;nbt—一个支腿地脚螺栓数;Abt—一个地脚螺栓的有效截面积;τbt—地角螺栓的剪切应力。

  由于在实际工程应用中,同等规格的容器,单纯通过改变地脚螺栓规格所引起的拉应力和剪切应力变化并不大,在很多情况下,地脚螺栓的强度富裕量是很大的,地脚螺栓仅起固定作用。

  1.3 基础板强度计算 基础板强度计算主要是基础压缩应力的计算,基础的压缩应力主要由容器单根支腿垂直反力引起,计算方法同支腿的压应力类似,只是把支腿截面积换为了基础板的面积:σc1=■ 式中:σbt—基础上压缩应力;b1—基础板长度;b2—基础板宽度。

  在实际工程设计中,判断基础压缩应力合不合格是由土建专业完成的,设备专业只需根据基础压缩来计算基础板的厚度:

  σ■=B■+Cb 式中:δb—基础板厚度;B—支腿到基础板边缘别的最大长度;[σ]—基础板许用应力;Cb—基础板腐蚀裕量。

  降低基础压缩应力的最有效方法就是增大基础板的面积。在工程实际应用中,我们如果选用的是大面积的基础板,还会给土建专业带来方便。

  1.4 装配焊缝的强度计算 装配焊缝的强度计算是对与本体装配焊缝的强度计算,计算主要包括焊缝弯曲应力计算、焊缝剪切应力以及当量应力的计算,其计算公式如下:σf=■ τ1=■ σz=■

  式中:R—每个支腿的水平反力;Z—焊缝的抗弯截面模量;τ1—支腿装配焊缝的剪切应力;A1—焊缝的横截面积;σz—支腿装配焊缝的当量应力。

  很多设计者在立式容器使用条件超出标准支腿选用范围时,不知该如何选用支腿,本文详细介绍了立式容器支腿的计算方法,以供设计者在使用时参考,只有掌握了支腿的计算方法,设计有据可依,才能从根本上解决问题,使支腿设计变的更合理。关键字:上一篇:优化巷道布置 提高煤炭资源回收率

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