Cscbpv_壓力容器_設(shè)計_審核員_培訓(xùn)班PPT_4《塔式容器》王者相

1、壓力容器設(shè)計審批員培訓(xùn)考核班壓力容器設(shè)計審批員培訓(xùn)考核班塔式容器塔式容器王者相王者相塔式容器塔式容器 一、總則一、總則1.適用范圍適用范圍n適用于適用于H/D5，且高度，且高度H10m裙座自支承裙座自支承的塔式容器：的塔式容器：nH總高；總高；nD塔殼的公稱直徑。塔殼的公稱直徑。n對不等直徑塔式容器：對不等直徑塔式容器： D=D1HlDHl221 塔式容器塔式容器 一、總則一、總則塔式容器必須是自支承的。塔式容器必須是自支承的。適用范圍是考慮下述因素制定的：適用范圍是考慮下述因素制定的：a. 塔式容器振動時只作平面彎曲振動；塔式容器振動時只作平面彎曲振動；b. 高度小的塔式容器截面的彎曲應(yīng)力小

2、，計算高度小的塔式容器截面的彎曲應(yīng)力小，計算臂厚取決于壓力或最小厚度。臂厚取決于壓力或最小厚度。塔式容器塔式容器 一、總則一、總則2. 塔式容器應(yīng)考慮的載荷和工況塔式容器應(yīng)考慮的載荷和工況載荷：載荷：a. 壓力（含液柱靜壓力）載荷；壓力（含液柱靜壓力）載荷；b. 重力載荷；重力載荷；c. 風(fēng)載荷：順風(fēng)和橫風(fēng)向；風(fēng)載荷：順風(fēng)和橫風(fēng)向；d. 地震載荷：水平地震力和垂直地震力。地震載荷：水平地震力和垂直地震力。 塔式容器塔式容器 一、總則一、總則2. 塔式容器應(yīng)考慮的載荷和工況塔式容器應(yīng)考慮的載荷和工況工況：工況：a. 安裝工況；安裝工況；b. 水壓試驗工況；水壓試驗工況；c. 操作工況；操作工況；

3、d. 檢修工況。檢修工況。從載荷性質(zhì)上分：可以分為靜載荷和動載荷從載荷性質(zhì)上分：可以分為靜載荷和動載荷 。 塔式容器塔式容器 一、總則一、總則2. 塔式容器應(yīng)考慮的載荷和工況塔式容器應(yīng)考慮的載荷和工況區(qū)別：區(qū)別：a. 載荷大小、方向甚至作用點等不隨時間變化的是靜載載荷大小、方向甚至作用點等不隨時間變化的是靜載荷，隨時間變化的是動載荷。荷，隨時間變化的是動載荷。b. 動載荷使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加速度，引起結(jié)構(gòu)振動。振動過程動載荷使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加速度，引起結(jié)構(gòu)振動。振動過程中結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力隨時間變化，因此，求出來的解中結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力隨時間變化，因此，求出來的解是隨時間有關(guān)的系列，而靜載荷的解是單一的。是隨時

4、間有關(guān)的系列，而靜載荷的解是單一的。c. 動載荷計算與結(jié)構(gòu)自身的振動特征（如自振頻率或周動載荷計算與結(jié)構(gòu)自身的振動特征（如自振頻率或周期、振型與阻尼）有關(guān)，而靜載荷僅與載荷大小、約期、振型與阻尼）有關(guān)，而靜載荷僅與載荷大小、約束條件有關(guān)。束條件有關(guān)。 塔式容器塔式容器 一、總則一、總則3. 設(shè)計壓力與設(shè)計溫度設(shè)計壓力與設(shè)計溫度對工作壓力小于對工作壓力小于0.1MPa的內(nèi)壓塔式容器、設(shè)計的內(nèi)壓塔式容器、設(shè)計壓力取不小于壓力取不小于0.1MPa；由中間封頭隔成兩個或兩個以上壓力室的塔式容由中間封頭隔成兩個或兩個以上壓力室的塔式容器應(yīng)分別確定其設(shè)計壓力；器應(yīng)分別確定其設(shè)計壓力；裙座殼的設(shè)計溫度取使用

5、地區(qū)月平均最低氣溫的裙座殼的設(shè)計溫度取使用地區(qū)月平均最低氣溫的最低值加最低值加10。 塔式容器塔式容器 一、總則一、總則4. 腐蝕裕量與最小厚度腐蝕裕量與最小厚度腐蝕裕量腐蝕裕量A. 容器的塔體。容器的塔體。a) 應(yīng)根據(jù)預(yù)期壽命和介質(zhì)；利用金屬材料的腐蝕速率確應(yīng)根據(jù)預(yù)期壽命和介質(zhì)；利用金屬材料的腐蝕速率確定腐蝕裕量；定腐蝕裕量；b) 各元件受到腐蝕程度不同時，分別確定其腐蝕裕量；各元件受到腐蝕程度不同時，分別確定其腐蝕裕量；c) 介質(zhì)：壓縮空氣，水或水蒸汽，材質(zhì)為碳素鋼或低合介質(zhì)：壓縮空氣，水或水蒸汽，材質(zhì)為碳素鋼或低合金鋼時，腐蝕裕量不小于金鋼時，腐蝕裕量不小于1毫米。毫米。 塔式容器塔式容

6、器 一、總則一、總則4. 腐蝕裕量與最小厚度腐蝕裕量與最小厚度腐蝕裕量腐蝕裕量B. 裙座和地腳螺栓裙座和地腳螺栓a) 裙座腐蝕裕量取裙座腐蝕裕量取C2=2mm；b) 地腳螺栓的腐蝕裕量，取地腳螺栓的腐蝕裕量，取C2=3mm。 塔式容器塔式容器 一、總則一、總則5. 最小厚度最小厚度A. 容器殼體容器殼體a) 碳素鋼、低合金鋼制為碳素鋼、低合金鋼制為2/1000的內(nèi)直徑、且的內(nèi)直徑、且不小于不小于4毫米；毫米；b) 高合金鋼制，不小于高合金鋼制，不小于3mm。 塔式容器塔式容器 一、總則一、總則5. 最小厚度最小厚度B. 裙座殼和地腳螺栓裙座殼和地腳螺栓a) 裙座殼的最小厚度沒有要求，但規(guī)范規(guī)定

7、裙座裙座殼的最小厚度沒有要求，但規(guī)范規(guī)定裙座殼的各意厚度不得小于殼的各意厚度不得小于6mm。b) 地腳螺栓小徑，規(guī)范并無限制，但工程上一般地腳螺栓小徑，規(guī)范并無限制，但工程上一般不小于不小于M24，最大不超過，最大不超過M100。塔式容器塔式容器 一、總則一、總則6. 許用應(yīng)力許用應(yīng)力A. 塔式容器殼體（含裙座殼體）塔式容器殼體（含裙座殼體）按按GB150材料一章選取。材料一章選取。 塔式容器塔式容器 一、總則一、總則6. 許用應(yīng)力許用應(yīng)力B. 非受壓元件，基礎(chǔ)環(huán)，蓋板和筋板，地腳螺非受壓元件，基礎(chǔ)環(huán)，蓋板和筋板，地腳螺栓栓 a) 地腳螺栓地腳螺栓 Q235A bt=147MPa 16Mn b

8、t=170MPa 采用其他材料時采用其他材料時 ns1.6 b) 基礎(chǔ)環(huán)，蓋板和筋板基礎(chǔ)環(huán)，蓋板和筋板 碳素鋼碳素鋼b=147 MPa 低合金鋼低合金鋼b=170 MPa 塔式容器塔式容器 一、總則一、總則7載荷組合系數(shù)載荷組合系數(shù)K長期載荷效應(yīng)與短期載荷效應(yīng)不同。長期載荷效應(yīng)與短期載荷效應(yīng)不同。方法是在應(yīng)力組合后，其許用應(yīng)力（強度或穩(wěn)定）方法是在應(yīng)力組合后，其許用應(yīng)力（強度或穩(wěn)定）乘以一個等于乘以一個等于1.2的載荷組合系數(shù)的載荷組合系數(shù)K。 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)1. 裙座的型式，分為圓筒形和圓錐形兩種。裙座的型式，分為圓筒形和圓錐形兩種。要求：圓錐形裙座的半錐頂角不超過要求：

9、圓錐形裙座的半錐頂角不超過15，無論，無論圓筒形或圓錐形裙座殼其名義厚度不得小于圓筒形或圓錐形裙座殼其名義厚度不得小于6mm。 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)2. 筒體與裙座的連接型式筒體與裙座的連接型式 分為對接和搭接兩種，對接要求：裙座殼體外分為對接和搭接兩種，對接要求：裙座殼體外徑與塔體封頭外徑相等。搭接分為搭接在封頭徑與塔體封頭外徑相等。搭接分為搭接在封頭與搭接在筒體上兩種。與搭接在筒體上兩種。 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)2. 筒體與裙座的連接型式筒體與裙座的連接型式 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)3. 當塔殼封頭由多塊板拼接制成時，拼

10、接焊縫處當塔殼封頭由多塊板拼接制成時，拼接焊縫處的裙座殼應(yīng)開缺口，如下圖所示。的裙座殼應(yīng)開缺口，如下圖所示。 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)4. 當塔式容器下封頭的設(shè)計溫度大于或等于當塔式容器下封頭的設(shè)計溫度大于或等于400時，應(yīng)時，應(yīng)設(shè)置隔氣圈，如圖所示。設(shè)置隔氣圈，如圖所示。 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)5. 塔式容器操作過程中，可能有氣體逸出積聚在塔式容器操作過程中，可能有氣體逸出積聚在裙座與塔底封頭之間的死區(qū)中，它們有些是易裙座與塔底封頭之間的死區(qū)中，它們有些是易燃，易爆的氣體，有些是具有腐蝕作用的氣體，燃，易爆的氣體，有些是具有腐蝕作用的氣體，會危及塔器正常操作或檢修人員的

11、安全，故設(shè)會危及塔器正常操作或檢修人員的安全，故設(shè)置排氣孔，如圖所示。置排氣孔，如圖所示。排氣孔在裙座有保溫或防火層時，應(yīng)改為排氣管。排氣孔在裙座有保溫或防火層時，應(yīng)改為排氣管。 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)6. 地腳螺栓座地腳螺栓座 由基礎(chǔ)環(huán)、筋板、蓋板和墊板組成，結(jié)構(gòu)如圖由基礎(chǔ)環(huán)、筋板、蓋板和墊板組成，結(jié)構(gòu)如圖所示，該結(jié)構(gòu)適用于予埋地腳螺栓和非予埋地所示，該結(jié)構(gòu)適用于予埋地腳螺栓和非予埋地腳的情況。腳的情況。 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu) 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)下圖為中央地腳螺栓座結(jié)構(gòu)，優(yōu)點是地腳螺栓中下圖為中央地腳螺栓座結(jié)構(gòu)，優(yōu)點

12、是地腳螺栓中心圓直徑小，用于地腳螺栓數(shù)量較少，需予埋。心圓直徑小，用于地腳螺栓數(shù)量較少，需予埋。對塔高較小的塔式容器，地腳螺栓座可簡化成單對塔高較小的塔式容器，地腳螺栓座可簡化成單環(huán)板結(jié)構(gòu)。環(huán)板結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；缺點：地腳螺栓座整體剛度不優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單；缺點：地腳螺栓座整體剛度不足。足。 塔式容器塔式容器 二、結(jié)構(gòu)二、結(jié)構(gòu)塔式容器塔式容器 三、計算三、計算內(nèi)容：自振周期；水平地震力和垂直地震力；順風(fēng)向風(fēng)內(nèi)容：自振周期；水平地震力和垂直地震力；順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振；塔的撓度計算四部分。振和橫風(fēng)向風(fēng)振；塔的撓度計算四部分。1. 自振周期自振周期A. 名詞術(shù)語：名詞術(shù)語：自由度：指振動過程中任

13、何瞬時都能完全確定系統(tǒng)在空自由度：指振動過程中任何瞬時都能完全確定系統(tǒng)在空間的幾何位置所需的獨立坐標數(shù)目。間的幾何位置所需的獨立坐標數(shù)目。振型：振動時任何瞬間各點位移之間的相對比值，即整振型：振動時任何瞬間各點位移之間的相對比值，即整個體系具有的確定的振動形態(tài)。個體系具有的確定的振動形態(tài)。一般取前三個振型，如下圖所示。一般取前三個振型，如下圖所示。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算體系的振動是由對稱各振型的諧振疊加而來的復(fù)合振動。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算B. 模型的簡化，模型的簡化， 簡化成一端自由、一端固定的懸臂梁，做平面彎簡化成一端自由、一端固定的懸臂梁，做平面彎曲振動，對等

14、直徑、等壁厚的塔式容器，按彈性連續(xù)曲振動，對等直徑、等壁厚的塔式容器，按彈性連續(xù)體公式計算。不等直徑或不等壁厚的塔式容器按多自體公式計算。不等直徑或不等壁厚的塔式容器按多自由度體系進行計算，方法：由度體系進行計算，方法： a) 首先將各段的分布質(zhì)量聚縮成集中質(zhì)量；首先將各段的分布質(zhì)量聚縮成集中質(zhì)量； b) 利用機械能守恒定律，并近似地給出振型函利用機械能守恒定律，并近似地給出振型函數(shù)，即可得到自振周期公式，例如：數(shù)，即可得到自振周期公式，例如： y=yo(hi/H)3/2 c) 一般僅限于基本振型，原因：二、三振型函數(shù)一般僅限于基本振型，原因：二、三振型函數(shù)難以確定。難以確定。 塔式容器塔式容

15、器 三、計算三、計算C高振型計算高振型計算按附錄計算，對等直徑、等壁厚的塔式容器，可按附錄計算，對等直徑、等壁厚的塔式容器，可近似?。航迫。篢2=1/6T1 T3=1/18T1 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算D. 影響自振周期的因素影響自振周期的因素 單自由度體系，自振周期單自由度體系，自振周期 T=2my m質(zhì)點的質(zhì)量；質(zhì)點的質(zhì)量； y頂端作用單力時的撓度，為體系的柔度，對頂端作用單力時的撓度，為體系的柔度，對塔式容器：塔式容器： y=33)/(383DHEEIH 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算2. 水平地震力和垂直地震力水平地震力和垂直地震力名詞術(shù)語：名詞術(shù)語：震源：地殼內(nèi)發(fā)生斷

16、層破壞的一點，實際上斷層面積很大，震源：地殼內(nèi)發(fā)生斷層破壞的一點，實際上斷層面積很大，很難確定其中的一點，一般采用其幾何中心代替。很難確定其中的一點，一般采用其幾何中心代替。震中：震源在地表面的投影。震中：震源在地表面的投影。震中距：地表面上任一點距震中的直線距離。震中距：地表面上任一點距震中的直線距離。震級：表示地震大小的尺度，用震源釋放能量大小度量。震級：表示地震大小的尺度，用震源釋放能量大小度量。烈度：某一地區(qū)地面各類結(jié)構(gòu)物和建筑物宏觀破壞程度。烈度：某一地區(qū)地面各類結(jié)構(gòu)物和建筑物宏觀破壞程度。塔式容器塔式容器 三、計算三、計算2. 水平地震力和垂直地震力水平地震力和垂直地震力名詞術(shù)語：

17、名詞術(shù)語：基本烈度：指在一定期限內(nèi)，一個地區(qū)可能普遍遭遇基本烈度：指在一定期限內(nèi)，一個地區(qū)可能普遍遭遇到的最大烈度，基本烈度為到的最大烈度，基本烈度為50年超越概率為年超越概率為10%的烈的烈度。度。設(shè)防烈度：按國家規(guī)定的權(quán)限批準作為一個地區(qū)抗震設(shè)防烈度：按國家規(guī)定的權(quán)限批準作為一個地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。設(shè)防依據(jù)的地震烈度。塔式容器塔式容器 三、計算三、計算2. 水平地震力和垂直地震力水平地震力和垂直地震力名詞術(shù)語：名詞術(shù)語：設(shè)計基本地震加速度：設(shè)計基本地震加速度：50年設(shè)計基準期超越概率為年設(shè)計基準期超越概率為10%的地震加速度取值；的地震加速度取值；七度區(qū)七度區(qū) 八度區(qū)八度區(qū) 九度區(qū)

18、九度區(qū) 0.1g 0.2g 0.4g(0.15g) (0.2g) 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算2. 水平地震力和垂直地震力水平地震力和垂直地震力A. 抗震設(shè)防目標抗震設(shè)防目標當遭遇到多遇地震時，塔式容器處于正常使用狀態(tài)（工當遭遇到多遇地震時，塔式容器處于正常使用狀態(tài)（工作狀態(tài)是彈性狀態(tài)）；遭遇到相當于基本烈度時，結(jié)作狀態(tài)是彈性狀態(tài)）；遭遇到相當于基本烈度時，結(jié)構(gòu)進入彈塑狀態(tài)，遭遇到罕遇地震時，應(yīng)控制其變形，構(gòu)進入彈塑狀態(tài)，遭遇到罕遇地震時，應(yīng)控制其變形，避免倒塌避免倒塌 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算B. 水平地震力計算水平地震力計算 計算理論：靜力理論、動力理論、反應(yīng)譜理論和計算理

19、論：靜力理論、動力理論、反應(yīng)譜理論和歷程響應(yīng)分析。歷程響應(yīng)分析。 計算方法：對多自由度和無限自由度體系，采用計算方法：對多自由度和無限自由度體系，采用振型遇合法振型遇合法 a) 公式公式 F=mg 為地震影響系數(shù)，其值為為地震影響系數(shù)，其值為=_CzK，式中的，式中的K 為地震系數(shù)，為地震系數(shù)，為動力放大系數(shù)；設(shè)計時可利用反為動力放大系數(shù)；設(shè)計時可利用反應(yīng)譜曲線查取；應(yīng)譜曲線查取；為振型參與系數(shù)；為振型參與系數(shù)； m 為各質(zhì)點質(zhì)量，為各質(zhì)點質(zhì)量，g 為重力加速度。為重力加速度。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算b) 地震影響系數(shù)譜的特征地震影響系數(shù)譜的特征 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算

20、塔式容器塔式容器 三、計算三、計算i) 制定該反應(yīng)譜時，取阻尼比制定該反應(yīng)譜時，取阻尼比=0.05；max=2.25。ii) 曲線由四部分組成：曲線由四部分組成：上升段、平臺段、下降區(qū)段上升段、平臺段、下降區(qū)段1（或稱曲線下降段）和下降（或稱曲線下降段）和下降區(qū)段區(qū)段2（又稱直線下降段）。（又稱直線下降段）。iii) 曲線有三個拐點，對應(yīng)的自振周期為曲線有三個拐點，對應(yīng)的自振周期為0.01，Tg，5Tg，Tg一土壤的卓越周期。與場地上類另和地震分組有關(guān)。一土壤的卓越周期。與場地上類另和地震分組有關(guān)。場地土壤分四類：場地土壤分四類：、地震分組分三組：第一組、第二組和第三組。地震分組分三組：第一組

21、、第二組和第三組。塔式容器塔式容器 三、計算三、計算）曲線的平臺段為加速度控制段；下降區(qū)段）曲線的平臺段為加速度控制段；下降區(qū)段1為速度控為速度控制段；下降區(qū)段制段；下降區(qū)段2為位移控制段。為位移控制段。T很小時，結(jié)構(gòu)剛度大，加速度控制，很小時，結(jié)構(gòu)剛度大，加速度控制，T很大結(jié)構(gòu)很柔，很大結(jié)構(gòu)很柔，位移控制。位移控制。塔式容器實際阻尼不一定等于塔式容器實際阻尼不一定等于0.05，對曲線要修正。，對曲線要修正。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算衰衰減減系系數(shù)數(shù)：r=0.9+55 .005.0 斜斜率率調(diào)調(diào)整整系系數(shù)數(shù)：1=0.02+(0.05-)/8 阻阻尼尼調(diào)調(diào)整整系系數(shù)數(shù)：2=1+7 .1

22、06.005.0 式式中中：塔塔式式容容器器阻阻尼尼比比。 曲曲線線不不同同段段修修正正效效果果不不同同，平平臺臺段段最最大大，T=6秒秒時時各各種種阻阻尼尼比比結(jié)結(jié)果果接接近近。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算C. 垂直地震力。垂直地震力。 垂直地震只有在八度區(qū)和九度區(qū)才需驗算。垂直地震只有在八度區(qū)和九度區(qū)才需驗算。 計算方法有：等效重力法；反應(yīng)譜法和時程計算方法有：等效重力法；反應(yīng)譜法和時程響應(yīng)分析。響應(yīng)分析。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算a) 計算方法計算方法 底截面處總的垂直地震力為底截面處總的垂直地震力為 F O-0V=vmaxmegg 然后將總垂直地震力分配到每個質(zhì)點處，

23、 分配原則是然后將總垂直地震力分配到每個質(zhì)點處， 分配原則是倒三角形，倒三角形， 即：即：Fvi=001vnkkkiiFhmhm (I=1，2，n) 需要說明的是， 對任何計算截面只有當最大彎矩是地需要說明的是， 對任何計算截面只有當最大彎矩是地震彎矩時，才考慮統(tǒng)計算截面的垂直地震力。震彎矩時，才考慮統(tǒng)計算截面的垂直地震力。 在塔式容器在塔式容器 H/D15，或高度大于等于，或高度大于等于 20m 時，還應(yīng)考時，還應(yīng)考慮高振型的影響。慮高振型的影響。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算3. 順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振A. 順風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振a）名詞術(shù)語）名詞術(shù)語風(fēng)壓：當風(fēng)以

24、一定速度運動時，垂直于風(fēng)向的平面上風(fēng)壓：當風(fēng)以一定速度運動時，垂直于風(fēng)向的平面上所受到的壓力。所受到的壓力?；撅L(fēng)壓：風(fēng)載荷的基準壓力，按我國荷載規(guī)范規(guī)定基本風(fēng)壓：風(fēng)載荷的基準壓力，按我國荷載規(guī)范規(guī)定為十米高度處五十年一遇十分鐘的最大平均風(fēng)速，按為十米高度處五十年一遇十分鐘的最大平均風(fēng)速，按Q=1/2v2計算得出的，新標準規(guī)定，不得小于計算得出的，新標準規(guī)定，不得小于0.3KN/m2 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算3. 順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振地面粗糙度：風(fēng)在到達結(jié)構(gòu)以前吹越過地面粗糙度：風(fēng)在到達結(jié)構(gòu)以前吹越過2公里范圍內(nèi)的公里范圍內(nèi)的地面時，描述該地面上不規(guī)則障礙分布

25、狀況等級分為地面時，描述該地面上不規(guī)則障礙分布狀況等級分為A、B、C、D四級。四級。平均風(fēng)：在風(fēng)的順風(fēng)向時程曲線中超過平均風(fēng)：在風(fēng)的順風(fēng)向時程曲線中超過10分鐘以上的分鐘以上的長周期部份長周期部份脈動風(fēng)：在風(fēng)的順風(fēng)向時程曲線中通常只有幾秒鐘的脈動風(fēng)：在風(fēng)的順風(fēng)向時程曲線中通常只有幾秒鐘的短周期成分。短周期成分。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算3. 順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振重現(xiàn)期：是指連續(xù)兩次超過某一數(shù)值的時間間隔。重現(xiàn)期：是指連續(xù)兩次超過某一數(shù)值的時間間隔。體型系數(shù)：是指風(fēng)作用在物體表面上所引起的實際壓體型系數(shù)：是指風(fēng)作用在物體表面上所引起的實際壓力（或吸力）與風(fēng)速度壓

26、（即力（或吸力）與風(fēng)速度壓（即q=1/22）的比值。此值）的比值。此值一般采用風(fēng)洞試驗或?qū)崪y確定。對圓截面一般采用風(fēng)洞試驗或?qū)崪y確定。對圓截面K1=0.7，平，平面面K1=1.4。高度變化系數(shù)：任意高度處風(fēng)壓與高度變化系數(shù)：任意高度處風(fēng)壓與10米高度處的風(fēng)壓米高度處的風(fēng)壓之比，它是與高度和地面粗糙度有關(guān)的系數(shù)，荷載規(guī)之比，它是與高度和地面粗糙度有關(guān)的系數(shù)，荷載規(guī)范規(guī)定為指數(shù)規(guī)律：范規(guī)定為指數(shù)規(guī)律：fi=c(h/10) 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算3. 順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振地面粗糙度地面粗糙度 A B C DC 1.379 1.00 0.616 0.318 0.24

27、 0.32 0.44 0.60塔式容器塔式容器 三、計算三、計算3. 順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振脈動增大系數(shù)脈動增大系數(shù)i，表示脈動風(fēng)作用下塔式容器的振，表示脈動風(fēng)作用下塔式容器的振幅與將脈動載荷以靜力方式作用在塔式容器上所產(chǎn)幅與將脈動載荷以靜力方式作用在塔式容器上所產(chǎn)生的位移之比。它就是動力放大系數(shù)。生的位移之比。它就是動力放大系數(shù)。脈動影響系數(shù)脈動影響系數(shù)i，反映脈動風(fēng)壓沿高度變化及其空，反映脈動風(fēng)壓沿高度變化及其空間相關(guān)性的系數(shù)。振型系數(shù)間相關(guān)性的系數(shù)。振型系數(shù)zi塔式容器的順風(fēng)向塔式容器的順風(fēng)向計算公式僅考慮了第一振型風(fēng)振，多自由度體基本計算公式僅考慮了第一振型風(fēng)振，

28、多自由度體基本振型的順風(fēng)的風(fēng)振。振型的順風(fēng)的風(fēng)振。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算3. 順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振b）計算公式）計算公式平均風(fēng)壓對塔式容器靜力作用平均風(fēng)壓對塔式容器靜力作用P1=K1fiqoAi脈動風(fēng)壓對塔式容器動力作用脈動風(fēng)壓對塔式容器動力作用P2=K1viziAi/ fiP=P1 +P2= K1fiqoAi(1+ vizi/fi)令令K2=1+ vizi/fi所以所以P=K1K2fiqoAi 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算3. 順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振B. 橫風(fēng)向風(fēng)振橫風(fēng)向風(fēng)振條件：當條件：當H/D15，且，且H30米時，還應(yīng)按

29、規(guī)范米時，還應(yīng)按規(guī)范附錄進行橫風(fēng)向風(fēng)振計算。附錄進行橫風(fēng)向風(fēng)振計算。塔式容器塔式容器 三、計算三、計算3. 順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振a)產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算3. 順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振b）是否發(fā)生共振的判別。）是否發(fā)生共振的判別。vvc1 不需考慮塔器共振不需考慮塔器共振vc1vvc2 必須考慮第一振型振動必須考慮第一振型振動vvc2 考慮一、二振型，取最大值。考慮一、二振型，取最大值。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算c）橫向風(fēng)振計算的幾個要點。）橫向風(fēng)振計算的幾個要點。 ）起始高度的確定）起始高度的確定H Hc

30、jcj=10=10（1)ojcvv 對對 A A、B B、C C 和和 D D 類地面粗糙度取類地面粗糙度取 0.120.12、0.160.16、0.220.22 和和 0.300.30。 ）橫向共振風(fēng)力作用范圍）橫向共振風(fēng)力作用范圍 5Dfvi至至7Dfvi都是共振區(qū)，即速度可以提到都是共振區(qū)，即速度可以提到1.4 倍。風(fēng)壓可以提至倍。風(fēng)壓可以提至 1.96 倍。根據(jù)風(fēng)壓高度倍。根據(jù)風(fēng)壓高度變化系數(shù)可求出作用高度范圍。變化系數(shù)可求出作用高度范圍。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算）等效靜力作用方式）等效靜力作用方式 可以有三角形分布、均布和振型函數(shù)形式三

31、種，標可以有三角形分布、均布和振型函數(shù)形式三種，標準取圖中準取圖中b b）。）。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算d d）計算方法）計算方法任意計算截面第任意計算截面第j振型的共振彎矩。振型的共振彎矩。 Miica=（2/Tj）2_yTj)()(KjR1Rhhhmnk 其中其中：_yTj=9ij42cjp2104 .49EIhHvDc vcj=3t10STD 振型計算系數(shù)振型計算系數(shù)j查表，第一振型亦可按靜撓查表，第一振型亦可按靜撓度曲線選取。度曲線選取。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算d d）計算方法）計算方法 c. 組合風(fēng)彎矩和最大彎矩組合風(fēng)彎矩和最大彎矩 a）iiwiiew MM

32、iiewM=2iicw2iica)()( MM iicwM也是順風(fēng)向彎矩。但與也是順風(fēng)向彎矩。但與iiwM的區(qū)別的區(qū)別是：是： iiwMqo iicwMq=1/22jcv換算來的。換算來的。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算d d）計算方法）計算方法 b）各各計計算算截截面面的的最最大大彎彎矩矩 。MMMMMMii取大值eiiwiiEeiiewmax25.0 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算 A. 各各項項軸軸向向應(yīng)應(yīng)力力 由由內(nèi)內(nèi)壓壓或或外外壓壓引引起起的的軸軸向向應(yīng)應(yīng)力力 1=cos14eiicDp 壓壓力力試試驗驗時時取取 Pc=PT Pc為為計計算算壓壓力力；為為錐錐體體半半錐錐頂

33、頂角角，圓圓筒筒體體時時取取=0 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算 由操作或非操作時重力及垂直地震力相起的軸向應(yīng)由操作或非操作時重力及垂直地震力相起的軸向應(yīng)力力 2=cos1eii0DFgmIIvII 其中其中IIm0,為正常操作工況的質(zhì)量，對檢修工況取為正常操作工況的質(zhì)量，對檢修工況取IImmin，按裝工況取按裝工況取IImminIIm03 IIm04；承壓試驗時，?。怀袎涸囼灂r，取IImT，氣壓試驗取氣壓試驗取IIm0 、IIm05。 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算 由彎矩引起軸向應(yīng)力由彎矩引起軸向應(yīng)力 3=cos14ei2imaxDMII 塔式容器塔式容器 三、計算三、計算B. B

34、. 應(yīng)力組合及許用值應(yīng)力組合及許用值 * *括號為外壓操作的塔式容器括號為外壓操作的塔式容器 按按 裝裝 工工 況況 操操 作作 工工 況況 檢檢 修修 工工 況況 液液 壓壓 試試 驗驗 氣氣 壓壓 試試 驗驗 組組 合合 壓壓 力力 應(yīng)應(yīng) 力力 組組 合合 壓壓 應(yīng)應(yīng) 力力 組組 合合 壓壓 應(yīng)應(yīng) 力力 組組 合合 壓壓 應(yīng)應(yīng) 力力 組組 合合 拉拉 應(yīng)應(yīng) 力力 組組 合合 拉拉 應(yīng)應(yīng) 力力 組組 合合 壓壓 應(yīng)應(yīng) 力力 1 + （ +）* + + 2 + （ ） +（ +） + - - + 3 + +（ +） +（ +） + + + + 許許 用用值值 cr Kt cr cr 0.9s 0.8s cr 塔式容器塔式容器 三、計算三