塔设备强度设计计算

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1、塔设备强度设计计算管理提醒：本帖被tandongchi从图纸专区移动到本区(2010-07-21)一、塔体的强度计算安装在室外的高度与直径比(H/D)较大的塔设备，除承受操作压力外，还要承受质虽载荷、风载荷、地震载荷和偏心载荷等，见塔设备各种载荷示意图。因此，在进行塔设备设计吋必须根据受载情况进行强度计算与校核。㈠按设计压力计算筒体及封头壁厚按木篇第I汛章”容器设计基础冲内压、外压容器的设计方法，计算塔体和封头的有效厚度。㈡塔设备所承受的各种载荷计算以下要讨论的载荷主要有：操作压力；质量载荷；风载荷；地震载荷；偏心载荷。1.操作压力当塔为内压时

2、，在塔壁上引起周向及轴向拉应力；当塔为外压时，在塔壁上引起周向及轴向压应力。操作压力对裙座不起作用。2.质量载荷塔设备的质量包扌舌塔体、裙座休、内构件、保温材料、扶梯和平台及各种附件等的质量,还包括在操作、停修或水压试验等不同工况吋的物料或充水质量。设备操作时的质量m0=m1+m2+m3+m4+m5+ma+me(4-42)设备的最大质量(水压试验时)mmax=m1+m2+m3+m4+mw+ma+me(4-43)设备最小质量mmin=m1+0.2m2+m3+m4+ma+me(4-44)式中：ml:塔体和裙朋质最，Kg；m2:内件质量，Kg；m3:

3、保温材料质量，Kg；m4:平台、扶梯质量，Kg；m5:操作时塔内物料质量，Kg；ma:人孔、接管、法兰等附件质量，Kg；me:偏心质量，Kg；mw:液压试验时，塔内充液质量，Kg；0.2m2:考虑内件焊在塔体上的部分质量，如塔盘支承圈、降液管等。当空塔吊装时，如未装保温层、平台、扶梯等，则mmin应扣除m3和m4°在计算m2、m4及m5吋，若无实际资料，可参考表4・25进行估算。表4・25塔设备部分内件、附件质量参考值名称笼式扶梯开式扶梯钢制平台圆形泡罩塔盘条形泡罩塔盘筛板塔盘浮阀塔盘舌型塔盘塔盘充液单位质量40Kg/m15〜24Kg/m150

4、Kg/m2150Kg/m2150Kg/m265Kg/m275Kg/m275Kg/m270Kg/m2塔设备各种载荷示意图（见下页）风载荷：安装在察外的自支承式塔设备，可视为支承在地基上的悬臂梁。塔设备在风力作用下，-•方面产生顺风向的弯矩，即风弯矩，它在迎风而塔壁和裙座体壁上产生拉应力，背风而一侧产生压应力。另一方面是气流在塔的背后引起周期性旋涡，产生垂直于风向的诱发振动弯矩。诱发振动弯矩只在塔的H/D较人、风速较人时比较明显，一般可忽略不计。需要考虑时，可将诱发共振弯矩与风弯矩按欠量叠加。（1）水平风力的计算风吹在塔上，在迎风而产生风压。风压的

5、大小与风速、空气密度、所在的地区和季节有关。根据各地区离地而高度为10m处30年一遇10分钟内的平均风速最人值作为计算风压,得到该地区的基本风压q0,见表4・26。风的粘滞作用使风速随地面高度而变化c如果塔设备高于10m,则应分段计算各段的风载荷，视离地面高度的不同乘以高度变化系数fi,见表4・27「风压的大小还与塔设备的髙度、总径、形状以及自振周期有关。两相邻计算截而间的水平风力为：（4-45）式中：Pi-水平风力，N；q0■基本风压值，N/m2,见表4・26,但均不应小于250N/m2：Li■第计算段长度（见风弯矩计算简图），mm；fi•风

6、压高度变化系数，按表4-27选取：K1■体型系数，鬪柱直立设备取0.7；Dei■塔设备各计算段的有效直径，mm；当笼式扶梯与塔顶管线布置成180。吋，可取当笼式扶梯与塔顶管线布置成90。时，取下列两式屮的较人值：式中：Doi•塔设备各计算段的外径，mm；d0■塔顶管线外径，mm；ps•管线保温层厚度，mm；5si•塔设备器第i段保温层厚度，mm；8K3-笼式扶梯当量宽度；当无确切数据时，对取K3=400mm；K4■操作平台当量宽度，mm；可取；工A•第i段内平台构件的投影面积（不计空档投影面积），mm2；I0•操作平台所在计算段长度，mm；K2

7、i■塔设备各计算段的风振系数,当塔高HS20m时，取K2i=1.7；当H>20m时,按下式计算■脉动增大系数，按表4・28查取；匚Vi•第i段脉动影响系数，按表4-29查取；查表牛30；pzi・第i段振型系数，根据Hi/H与4）(2)风弯矩在计算风载荷时，常常将塔设备沿塔高分成若干段，如下图所示。一般习惯自地面起每隔10m分成一段，把每段内的风压值看为定值。按式(4-45)分段求出风载荷Pi后，即可近似的视为合力Pi作用在该段的1/2处而求风弯矩。任意截而的风弯矩(4-46)对于等直径、等壁厚的塔体和裙座体，风弯矩的最人值在各H的最低处，所以塔

8、体和裙廉体的最低截面为最危险截面。但在变截面的塔体及开有人孔的裙廉体，由于各截面的受载断面和风弯矩都各不相同，很难判别那个是最危险截面。为此，必须选取