2020壓力容器設(shè)計(jì)人員培訓(xùn)班講稿-塔設(shè)備ppt課件

1、2009年江蘇省D類壓力容器設(shè)計(jì)人員培訓(xùn)班JB / T 4710 2019 標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn) 學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí)塔塔 式式 容容 器器標(biāo)準(zhǔn)分享網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分享網(wǎng)bzfxw 免費(fèi)資料下免費(fèi)資料下載網(wǎng)站載網(wǎng)站江蘇省化工機(jī)械研究所有限責(zé)任江蘇省化工機(jī)械研究所有限責(zé)任公司公司韓韓 建建 新新0. 塔式容器簡(jiǎn)介塔式容器簡(jiǎn)介0.1 塔式容器在工藝上的作用： 塔式容器是直立設(shè)備中的一種，它可使氣液或液液兩相之間進(jìn)行緊密接觸，達(dá)到傳質(zhì)及傳熱的目的。在化工、煉油、醫(yī)藥、石化、輕紡、石油天然氣等行業(yè)的蒸餾、吸收、解吸、萃取及氣體的洗滌、冷卻、增濕、干燥的單元操作中得到廣泛的應(yīng)用，是生產(chǎn)中最重要的設(shè)備之一。0.2 塔式容器的主要特點(diǎn)是

2、： 體型高，長(zhǎng)寬比大，荷載重，塔身除了承受壓力載荷、溫度載荷外，還承受風(fēng)載荷、地震載荷和重量載荷。塔式容器的支座通常為裙式支座，塔式的整個(gè)重量都是由裙座支承。地腳螺栓又將裙座固定在基礎(chǔ)上。對(duì)于直徑較小的塔式容器也有采用 耳座、圈座等支承方式。也有由操作平臺(tái)連成一體的塔群或排塔。0.3 塔式容器的種類： 從結(jié)構(gòu)考慮：等直徑等壁厚塔；等直徑不同壁厚塔；變徑塔等。 從塔內(nèi)件考慮：空塔；填料塔；板式塔等。0. 塔式容器簡(jiǎn)介塔式容器簡(jiǎn)介 0.4 塔式容器設(shè)計(jì)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范： 1. GB50011-2019建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 2. GB50009-2019建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范 3. SH 3098-2000 石

3、油化工塔器設(shè)計(jì)規(guī)范 4. SH 3048-2019 石油化工鋼制設(shè)備抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 5. HG 20652-2019 塔器設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定一、總則：一、總則：1.適用范圍適用范圍 適用于設(shè)計(jì)應(yīng)力不大于適用于設(shè)計(jì)應(yīng)力不大于35Mpa, H /D5，且高度，且高度H10m裙座裙座 自支承的塔式容器：自支承的塔式容器： H總高指塔頂封頭切線至裙座底部的距離）；總高指塔頂封頭切線至裙座底部的距離）； D塔殼的公稱直徑。塔殼的公稱直徑。 對(duì)不等直徑塔式容器：對(duì)不等直徑塔式容器： 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(dòng)時(shí)

4、只作平面彎曲振動(dòng)；塔式容器振動(dòng)時(shí)只作平面彎曲振動(dòng)； b. 高度小的塔式容器截面的彎曲應(yīng)力小，計(jì)算壁厚取決高度小的塔式容器截面的彎曲應(yīng)力小，計(jì)算壁厚取決于壓力載荷于壓力載荷 或最小厚度?；蜃钚『穸?。D=D1HlDHl221 一、總則：一、總則：1.適用范圍適用范圍 塔式容器屬于高聳結(jié)構(gòu)，其承受的載荷除壓力、溫度載荷外，還有塔式容器屬于高聳結(jié)構(gòu)，其承受的載荷除壓力、溫度載荷外，還有風(fēng)載荷、地震載荷、重量載荷、偏心載荷等。由于以上諸多載荷的存在，風(fēng)載荷、地震載荷、重量載荷、偏心載荷等。由于以上諸多載荷的存在，塔式容器的計(jì)算方法也不同于一般的壓力容器。高塔在壓力較低時(shí)，風(fēng)塔式容器的計(jì)算方法也不同于一般

5、的壓力容器。高塔在壓力較低時(shí)，風(fēng)載荷、地震載荷決定了塔器的壁厚。而低矮的塔器的壁厚大多數(shù)取決于載荷、地震載荷決定了塔器的壁厚。而低矮的塔器的壁厚大多數(shù)取決于壓力載荷和最小壁厚。壓力載荷和最小壁厚。 由于風(fēng)載荷和地震載荷的計(jì)算都是動(dòng)力計(jì)算。在作動(dòng)力計(jì)算時(shí)，可由于風(fēng)載荷和地震載荷的計(jì)算都是動(dòng)力計(jì)算。在作動(dòng)力計(jì)算時(shí)，可視塔器為一底端固定的懸臂梁。其振動(dòng)形式為剪切振動(dòng)或彎曲振動(dòng)，有視塔器為一底端固定的懸臂梁。其振動(dòng)形式為剪切振動(dòng)或彎曲振動(dòng)，有時(shí)也可為剪、彎聯(lián)合振動(dòng)。當(dāng)時(shí)也可為剪、彎聯(lián)合振動(dòng)。當(dāng)H/D4時(shí)，以剪切振動(dòng)為主；時(shí)，以剪切振動(dòng)為主；4H/D10時(shí)時(shí)為剪、彎聯(lián)合振動(dòng)；為剪、彎聯(lián)合振動(dòng)；10H/D

6、時(shí)以彎曲振動(dòng)為主。設(shè)計(jì)塔器時(shí)僅考慮彎時(shí)以彎曲振動(dòng)為主。設(shè)計(jì)塔器時(shí)僅考慮彎曲振動(dòng)，忽略了剪切振動(dòng)，才使得自振周期和地震計(jì)算得以簡(jiǎn)化。這樣曲振動(dòng)，忽略了剪切振動(dòng)，才使得自振周期和地震計(jì)算得以簡(jiǎn)化。這樣給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了極大方便。這樣作的結(jié)果，使自振周期變小，地震影給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了極大方便。這樣作的結(jié)果，使自振周期變小，地震影響系數(shù)變大，計(jì)算出的地震載荷與地震彎矩較考慮剪切變形時(shí)大，設(shè)計(jì)響系數(shù)變大，計(jì)算出的地震載荷與地震彎矩較考慮剪切變形時(shí)大，設(shè)計(jì)上略趨于保守，但還是可行的。上略趨于保守，但還是可行的。 本標(biāo)準(zhǔn)僅適用于裙座自支承的塔器，所謂裙座自支承是指由裙座支本標(biāo)準(zhǔn)僅適用于裙座自支承的塔器，所謂裙座

7、自支承是指由裙座支承在基礎(chǔ)上的獨(dú)立塔器，塔與塔之間，塔與框架之間毫無(wú)關(guān)連。這也使承在基礎(chǔ)上的獨(dú)立塔器，塔與塔之間，塔與框架之間毫無(wú)關(guān)連。這也使計(jì)算自振特性時(shí)得以方便。計(jì)算自振特性時(shí)得以方便。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. 壓力含液住靜壓力載荷；壓力含液住靜壓力載荷； b. 重力載荷含偏心載荷、附加重力載荷等）；重力載荷含偏心載荷、附加重力載荷等）； c. 風(fēng)載荷：順風(fēng)和橫向風(fēng)；風(fēng)載荷：順風(fēng)和橫向風(fēng)； 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。 工況：工況： a. 安裝工況；安裝工況； b.

8、水壓試驗(yàn)工況；水壓試驗(yàn)工況； c. 操作工況；操作工況； d. 檢修工況。檢修工況。 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： 從載荷性質(zhì)上分：可以分為靜載荷和動(dòng)載荷從載荷性質(zhì)上分：可以分為靜載荷和動(dòng)載荷 。 區(qū)別：區(qū)別： a. 載荷大小、方向甚至作用點(diǎn)等不隨時(shí)間變化的是靜載荷，載荷大小、方向甚至作用點(diǎn)等不隨時(shí)間變化的是靜載荷，隨時(shí)間變化隨時(shí)間變化 的是動(dòng)載荷。的是動(dòng)載荷。 b. 動(dòng)載荷使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加速度，引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)。振動(dòng)過(guò)程中動(dòng)載荷使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生加速度，引起結(jié)構(gòu)振動(dòng)。振動(dòng)過(guò)程中結(jié)構(gòu)的位移和結(jié)構(gòu)的位移和 內(nèi)力隨時(shí)間變化，因而，求出來(lái)的解是隨時(shí)間有關(guān)的系內(nèi)力

9、隨時(shí)間變化，因而，求出來(lái)的解是隨時(shí)間有關(guān)的系列，而靜載荷列，而靜載荷 的解是單一的。的解是單一的。 c. 動(dòng)載荷計(jì)算與結(jié)構(gòu)自身的振動(dòng)特征如自振頻率或周期、動(dòng)載荷計(jì)算與結(jié)構(gòu)自身的振動(dòng)特征如自振頻率或周期、振型與阻振型與阻 尼有關(guān)，而靜載荷僅與載荷大小、約束條件有關(guān)。尼有關(guān)，而靜載荷僅與載荷大小、約束條件有關(guān)。一、總則：一、總則：3. 設(shè)計(jì)壓力與設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)壓力與設(shè)計(jì)溫度 對(duì)工作壓力小于對(duì)工作壓力小于0.1MPa的內(nèi)壓塔式容器、設(shè)計(jì)壓力取不的內(nèi)壓塔式容器、設(shè)計(jì)壓力取不小于小于 0.1MPa； 真空塔式容器、設(shè)計(jì)壓力按承受外壓考慮。當(dāng)無(wú)安全控制真空塔式容器、設(shè)計(jì)壓力按承受外壓考慮。當(dāng)無(wú)安全控制裝置時(shí)

10、，裝置時(shí)， 取取0.1MPa； 由中間封頭隔成兩個(gè)或兩個(gè)以上壓力室的塔式容器應(yīng)分由中間封頭隔成兩個(gè)或兩個(gè)以上壓力室的塔式容器應(yīng)分別確定其別確定其 設(shè)計(jì)壓力；設(shè)計(jì)壓力； 塔式容器各部分在工作狀態(tài)下的金屬溫度不同時(shí)，可分塔式容器各部分在工作狀態(tài)下的金屬溫度不同時(shí)，可分別設(shè)定每別設(shè)定每 部分的設(shè)計(jì)溫度；部分的設(shè)計(jì)溫度； 裙座殼的設(shè)計(jì)溫度取使用地區(qū)月平均最低氣溫的最低值加裙座殼的設(shè)計(jì)溫度取使用地區(qū)月平均最低氣溫的最低值加20。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定應(yīng)根據(jù)

11、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；腐蝕裕量； 即即C2=KB K腐蝕率腐蝕率 毫米毫米/年年 B構(gòu)件設(shè)計(jì)壽命，一般為構(gòu)件設(shè)計(jì)壽命，一般為1520年年 b) 各元件受到腐蝕程度不同時(shí)，分別確定其腐蝕裕量；各元件受到腐蝕程度不同時(shí)，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)為碳素鋼或低合金介質(zhì)：壓縮空氣，水或水蒸汽，材質(zhì)為碳素鋼或低合金鋼時(shí)，腐蝕鋼時(shí)，腐蝕 裕量不小于裕量不小于1毫米。毫米。 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。一、總則：一、總則：4

12、. 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： C.塔器內(nèi)件腐蝕裕量塔器內(nèi)件腐蝕裕量 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式 受力狀態(tài)受力狀態(tài) 腐蝕裕腐蝕裕量量C2 不可拆卸或不能不可拆卸或不能 受力受力 取塔殼腐取塔殼腐蝕裕量蝕裕量 從人孔取出從人孔取出 不受力不受力 取塔殼腐取塔殼腐蝕裕量的蝕裕量的1/2 可拆卸并可從可拆卸并可從 受力受力 取塔殼腐取塔殼腐蝕裕量的蝕裕量的1/4 人孔取出人孔取出 不受力不受力 0一、總則：一、總則：4. 腐蝕裕量與最小厚度腐蝕裕量與最小厚度 最小厚度：最小厚度： A. 容器殼體成形后不包括腐蝕裕量）容器殼體成形后不包括腐蝕裕量） a) 碳素鋼、低合金鋼制為碳素

13、鋼、低合金鋼制為2/1000的內(nèi)直徑、且不小于的內(nèi)直徑、且不小于3毫毫米；米； b) 高合金鋼制，不小于高合金鋼制，不小于2mm。 B. 裙座殼和地腳螺栓裙座殼和地腳螺栓 a) 裙座殼的最小厚度標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有要求，但規(guī)范規(guī)定裙座殼的名裙座殼的最小厚度標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有要求，但規(guī)范規(guī)定裙座殼的名義厚度不義厚度不 得小于得小于6mm。 b) 地腳螺栓直徑，規(guī)范并無(wú)限制，但工程上一般不小于地腳螺栓直徑，規(guī)范并無(wú)限制，但工程上一般不小于M 24，最大不，最大不 超過(guò)超過(guò)M100。一、總則：一、總則：5. 材料的選用：材料的選用： A. 受壓元件受壓元件 受壓元件材料選用按受壓元件材料選用按GB150規(guī)定；規(guī)定； B.

14、 非受壓元件非受壓元件 應(yīng)是已列入材料標(biāo)準(zhǔn)的鋼材，當(dāng)與受壓元件焊接是，應(yīng)是已列入材料標(biāo)準(zhǔn)的鋼材，當(dāng)與受壓元件焊接是，應(yīng)是焊接性應(yīng)是焊接性 能良好的鋼材；能良好的鋼材； C. 裙座材料裙座材料 裙座殼體按受壓元件用鋼要求選用。因?yàn)槿棺鶜んw支裙座殼體按受壓元件用鋼要求選用。因?yàn)槿棺鶜んw支撐塔體的整撐塔體的整 個(gè)重量，它的破壞直接影響塔器的正常使用。個(gè)重量，它的破壞直接影響塔器的正常使用。 必要時(shí)裙座應(yīng)設(shè)過(guò)渡段，使裙座頂部與塔體下部封頭必要時(shí)裙座應(yīng)設(shè)過(guò)渡段，使裙座頂部與塔體下部封頭材料相同。材料相同。 SH3098規(guī)定：規(guī)定： a. 設(shè)計(jì)溫度設(shè)計(jì)溫度T-20或或T350，應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段；，應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段

15、； （HG20652規(guī)定規(guī)定,T250時(shí)）時(shí)） b. 塔釜封頭材料為低溫用鋼、不銹鋼、鉻鉬鋼時(shí)，應(yīng)設(shè)塔釜封頭材料為低溫用鋼、不銹鋼、鉻鉬鋼時(shí)，應(yīng)設(shè)置過(guò)渡段；置過(guò)渡段； c. 裙座過(guò)渡段長(zhǎng)度不小于裙座過(guò)渡段長(zhǎng)度不小于300mm;設(shè)計(jì)溫度低于設(shè)計(jì)溫度低于-20或或高于高于350 時(shí)，過(guò)渡段長(zhǎng)度壁溫層厚度的時(shí)，過(guò)渡段長(zhǎng)度壁溫層厚度的46倍不小于倍不小于500mm； d. 裙座高度低于裙座高度低于2.5m,可不設(shè)過(guò)渡段，但裙座材質(zhì)應(yīng)與底可不設(shè)過(guò)渡段，但裙座材質(zhì)應(yīng)與底封頭材質(zhì)封頭材質(zhì) 相同或接近。相同或接近。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

16、體） 按按GB150材料一章選取。材料一章選取。 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 = 147 Mpa 16MnR bt = 170 Mpa 采用其它材料時(shí)采用其它材料時(shí): 碳素鋼碳素鋼 ns 1.6 低合金低合金鋼鋼 ns 2.0 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 = 147 Mpa 低合金鋼低合金鋼 = 170 Mpa一、總則：一、總則：7載荷組合系數(shù)載荷組合系數(shù)K 因素：長(zhǎng)期載荷效應(yīng)與短期載荷效應(yīng)不同。因素：長(zhǎng)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(qiáng)度

17、或穩(wěn)定乘以方法：是在應(yīng)力組合后，其許用應(yīng)力強(qiáng)度或穩(wěn)定乘以 一個(gè)等于一個(gè)等于1.2的載荷組合系數(shù)的載荷組合系數(shù)K。 在地震載荷、風(fēng)載荷的作用下，計(jì)算殼體和裙座的組合在地震載荷、風(fēng)載荷的作用下，計(jì)算殼體和裙座的組合拉、壓應(yīng)拉、壓應(yīng) 力時(shí)，由于載荷為短期作用載荷，許用應(yīng)力值可以提高力時(shí)，由于載荷為短期作用載荷，許用應(yīng)力值可以提高1.2倍，即許倍，即許 用應(yīng)力值在原來(lái)受壓構(gòu)件許用應(yīng)力基礎(chǔ)上乘一個(gè)系數(shù)用應(yīng)力值在原來(lái)受壓構(gòu)件許用應(yīng)力基礎(chǔ)上乘一個(gè)系數(shù)K=1.2。 二、構(gòu)造：二、構(gòu)造：1. 裙座的型式：裙座的型式： 分為圓筒形和圓錐形兩種。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(guò)要求：圓錐形

18、裙座的半錐頂角不超過(guò)15； 無(wú)論圓筒形或圓錐形裙座殼其名義厚度不得小于無(wú)論圓筒形或圓錐形裙座殼其名義厚度不得小于6mm。 選擇：選擇：1一般選圓筒形裙座；一般選圓筒形裙座； 2下列情況之一時(shí)，可考慮選用圓錐形裙座下列情況之一時(shí)，可考慮選用圓錐形裙座: a. 由于地腳螺栓數(shù)量多，且需保持一定的螺栓間距；由于地腳螺栓數(shù)量多，且需保持一定的螺栓間距； b. 需增加裙座筒體的截面慣性矩；需增加裙座筒體的截面慣性矩； c. 需降低混凝土基礎(chǔ)頂面的壓應(yīng)力。需降低混凝土基礎(chǔ)頂面的壓應(yīng)力。二、構(gòu)造：二、構(gòu)造：2. 筒體與裙座的連接型式筒體與裙座的連接型式 分為對(duì)接和搭接兩種，分為對(duì)接和搭接兩種， 1. 對(duì)接對(duì)

19、接 要求：裙座殼體外徑與塔要求：裙座殼體外徑與塔 體封頭外徑相等。體封頭外徑相等。 焊接接頭型式：焊接接頭型式： 標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確要求。標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有明確要求。 SH3098中，下列情況應(yīng)開(kāi)坡口：中，下列情況應(yīng)開(kāi)坡口： 1可能引起橫向振動(dòng)的高塔可能引起橫向振動(dòng)的高塔H/D20); 2塔釜為低溫操作的塔式容器；塔釜為低溫操作的塔式容器； 3裙座與下封頭焊縫可能產(chǎn)生熱疲勞時(shí)；裙座與下封頭焊縫可能產(chǎn)生熱疲勞時(shí)； 4裙座名義厚度裙座名義厚度8mm時(shí)。時(shí)。二、構(gòu)造：二、構(gòu)造： 2. 筒體與裙座的連接型式筒體與裙座的連接型式 2. 搭接：搭接： 分為搭接在封頭與分為搭接在封頭與 搭接在筒體上兩種。搭接在筒體上兩

20、種。二、構(gòu)造：二、構(gòu)造：3. 當(dāng)塔殼封頭由多塊板拼接制成時(shí)，拼接焊縫處的裙座殼應(yīng)開(kāi)缺口，如下當(dāng)塔殼封頭由多塊板拼接制成時(shí)，拼接焊縫處的裙座殼應(yīng)開(kāi)缺口，如下圖所示。（尺寸見(jiàn)表圖所示。（尺寸見(jiàn)表73）二、構(gòu)造：二、構(gòu)造：4. 當(dāng)塔式容器下封頭的設(shè)計(jì)溫度大于或等于當(dāng)塔式容器下封頭的設(shè)計(jì)溫度大于或等于400時(shí)，應(yīng)設(shè)置隔氣圈。時(shí)，應(yīng)設(shè)置隔氣圈。 如下圖。如下圖。 當(dāng)塔內(nèi)操作溫度較高或溫當(dāng)塔內(nèi)操作溫度較高或溫 度變化比較激烈時(shí)，裙座與塔度變化比較激烈時(shí)，裙座與塔 殼的連接焊縫處產(chǎn)生較大的溫殼的連接焊縫處產(chǎn)生較大的溫 差應(yīng)力，造成破壞。差應(yīng)力，造成破壞。 隔氣圈起空氣隔離作用，隔氣圈起空氣隔離作用， 緩解了

21、焊縫處溫差應(yīng)力過(guò)高，緩解了焊縫處溫差應(yīng)力過(guò)高， 或溫差變化過(guò)大的情況?；驕夭钭兓^(guò)大的情況。 隔氣圈結(jié)構(gòu)見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)圖隔氣圈結(jié)構(gòu)見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)圖7-6、 圖圖7-7，隔氣圈至封頭切線的，隔氣圈至封頭切線的 尺寸尺寸L可參照標(biāo)準(zhǔn)釋義表可參照標(biāo)準(zhǔn)釋義表3-1。 為確保設(shè)備的安全運(yùn)行，為確保設(shè)備的安全運(yùn)行， 有條件時(shí)最好進(jìn)行溫度場(chǎng)和疲有條件時(shí)最好進(jìn)行溫度場(chǎng)和疲 勞分析。勞分析。二、構(gòu)造：二、構(gòu)造：5. 裙座排氣孔：裙座排氣孔： 塔式容器操作過(guò)程中，可能有氣體逸出積聚在裙座與塔底塔式容器操作過(guò)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，它封頭之間的死區(qū)中，它 們有些是易燃，另外的們有些是易燃，另外的 氣

22、體，有些是具有腐蝕氣體，有些是具有腐蝕 作用的氣體，會(huì)危及塔作用的氣體，會(huì)危及塔 器正常操作或檢修人員器正常操作或檢修人員 的安全，故設(shè)置排氣孔，的安全，故設(shè)置排氣孔， 如下圖。如下圖。 排氣孔在裙座有保溫或防排氣孔在裙座有保溫或防 火層時(shí)，應(yīng)改為排氣管?；饘訒r(shí)，應(yīng)改為排氣管。二、構(gòu)造：二、構(gòu)造：6. 地腳螺栓座地腳螺栓座 1結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1： 由基礎(chǔ)環(huán)、筋板、蓋板由基礎(chǔ)環(huán)、筋板、蓋板和墊板和墊板 組成，結(jié)構(gòu)如圖所示，組成，結(jié)構(gòu)如圖所示， 該結(jié)構(gòu)適用于予埋地腳螺該結(jié)構(gòu)適用于予埋地腳螺栓和非予埋地腳的情況。栓和非予埋地腳的情況。 二、構(gòu)造：二、構(gòu)造：2結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)2： 為中央地腳螺栓座結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)是地腳螺栓

23、中心圓直徑小，用于地腳為中央地腳螺栓座結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)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。螺栓數(shù)量較少，需予埋。 對(duì)塔高較小的塔式容器，對(duì)塔高較小的塔式容器， 地腳螺栓座可簡(jiǎn)化成單地腳螺栓座可簡(jiǎn)化成單 環(huán)板結(jié)構(gòu)。環(huán)板結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：地腳螺栓座整體缺點(diǎn)：地腳螺栓座整體 強(qiáng)度不足。強(qiáng)度不足。三、計(jì)算：三、計(jì)算：1. 計(jì)算內(nèi)容：計(jì)算內(nèi)容： 計(jì)算內(nèi)容：計(jì)算內(nèi)容： 自振周期；自振周期； | 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； |（計(jì)算截面（計(jì)算截面彎矩）彎矩） 風(fēng)載荷：順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振；風(fēng)載荷：順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振； |

24、 塔的撓度計(jì)算等四部分。塔的撓度計(jì)算等四部分。 應(yīng)力校核：應(yīng)力校核： 殼體軸向應(yīng)力校核；殼體軸向應(yīng)力校核； 裙座殼軸向應(yīng)力校核；裙座殼軸向應(yīng)力校核； 地腳螺栓座計(jì)算；地腳螺栓座計(jì)算； 裙座與塔殼連接焊縫校核；裙座與塔殼連接焊縫校核； 塔體法蘭當(dāng)量設(shè)計(jì)壓力等。塔體法蘭當(dāng)量設(shè)計(jì)壓力等。三、計(jì)算：三、計(jì)算：1. 計(jì)算內(nèi)容：計(jì)算內(nèi)容： 計(jì)算時(shí)所需準(zhǔn)備計(jì)算條件：計(jì)算時(shí)所需準(zhǔn)備計(jì)算條件： （1工藝必要的給定條件工藝必要的給定條件 （2塔設(shè)備設(shè)置地區(qū)的條件設(shè)置地區(qū)的基本風(fēng)壓值，地塔設(shè)備設(shè)置地區(qū)的條件設(shè)置地區(qū)的基本風(fēng)壓值，地震設(shè)防烈震設(shè)防烈 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度，場(chǎng)地土類別等。度，設(shè)計(jì)基本地震加速度，場(chǎng)地土

25、類別等。 地震設(shè)防烈度，設(shè)計(jì)基本地震加速度可按地震設(shè)防烈度，設(shè)計(jì)基本地震加速度可按GB50011-2019 建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（替代（替代GBJ11-1989） 設(shè)計(jì)地震分組近震、遠(yuǎn)震設(shè)計(jì)地震分組近震、遠(yuǎn)震 基本風(fēng)壓值可按基本風(fēng)壓值可按GB50009-2019建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范范 GBJ17-1988中基本風(fēng)壓值取中基本風(fēng)壓值取所在地所在地 10m高度高度30年一遇年一遇10min最大平均風(fēng)速為基本風(fēng)速；最大平均風(fēng)速為基本風(fēng)速； GB50009改為改為50年一遇。年一遇。 基本風(fēng)壓值計(jì)算公式：基本風(fēng)壓值計(jì)算公式： （3塔體的設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度，塔體包括封頭材料塔體的設(shè)

26、計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度，塔體包括封頭材料及厚度附及厚度附 加量，裙座材料及厚度附加量，塔殼焊接接頭系數(shù)，加量，裙座材料及厚度附加量，塔殼焊接接頭系數(shù)，塔體與裙塔體與裙 座的焊接結(jié)構(gòu)等。座的焊接結(jié)構(gòu)等。 （4偏心懸掛的附屬設(shè)備的重量確定最小、操作及最大偏心懸掛的附屬設(shè)備的重量確定最小、操作及最大重量）。重量）。 20021q三、計(jì)算：三、計(jì)算：1. 計(jì)算內(nèi)容：計(jì)算內(nèi)容： 計(jì)算時(shí)所需準(zhǔn)備計(jì)算條件：計(jì)算時(shí)所需準(zhǔn)備計(jì)算條件： （5確定危險(xiǎn)截面位置。一般來(lái)說(shuō)，危險(xiǎn)截面為下述截面。確定危險(xiǎn)截面位置。一般來(lái)說(shuō)，危險(xiǎn)截面為下述截面。 a. 塔器裙座底截面。塔器裙座底截面。 b. 裙座上開(kāi)設(shè)人孔、手孔、引出管孔的中心

27、位置截面。裙座上開(kāi)設(shè)人孔、手孔、引出管孔的中心位置截面。 c. 塔器筒體與裙座對(duì)接焊縫或搭接焊縫處截面。塔器筒體與裙座對(duì)接焊縫或搭接焊縫處截面。 d. 塔體等直徑筒節(jié)上筒體壁厚變化處截面。塔體等直徑筒節(jié)上筒體壁厚變化處截面。 e. 塔體筒體直徑變化的截面。塔體筒體直徑變化的截面。 （6對(duì)塔體進(jìn)行分段。對(duì)塔體進(jìn)行分段。 在作自振周期、地震載荷計(jì)算中一般把塔體最多分在作自振周期、地震載荷計(jì)算中一般把塔體最多分為為9段，作段，作 風(fēng)載荷計(jì)算時(shí)分段方法可不同于前者，分段越多，就越風(fēng)載荷計(jì)算時(shí)分段方法可不同于前者，分段越多，就越接近于實(shí)際接近于實(shí)際 的風(fēng)載荷分布情況，塔體分段原則為：的風(fēng)載荷分布情況，塔

28、體分段原則為： a. 危險(xiǎn)截面處必須分段危險(xiǎn)截面處必須分段 b. 每一段幾何形狀沒(méi)有突變，每一段應(yīng)是一個(gè)幾何連每一段幾何形狀沒(méi)有突變，每一段應(yīng)是一個(gè)幾何連續(xù)體。如直續(xù)體。如直 徑相等的圓筒，半頂角不變的錐殼。徑相等的圓筒，半頂角不變的錐殼。 c. 每一段的剛度連續(xù)，即要求分段的殼體厚度相等。每一段的剛度連續(xù)，即要求分段的殼體厚度相等。 d. 每一段質(zhì)量分布沒(méi)有突變，如筒體中有一定液位，每一段質(zhì)量分布沒(méi)有突變，如筒體中有一定液位，氣液分界氣液分界 面必須分開(kāi)。面必須分開(kāi)。 三、計(jì)算：三、計(jì)算：2. 自振周期自振周期 A. 名詞術(shù)語(yǔ)：名詞術(shù)語(yǔ)： 自由度：指振動(dòng)過(guò)程中任何瞬時(shí)都觸完全確定系統(tǒng)在空間自

29、由度：指振動(dòng)過(guò)程中任何瞬時(shí)都觸完全確定系統(tǒng)在空間的幾何位置的幾何位置 所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。 振型：振型： 振動(dòng)時(shí)任何瞬間各點(diǎn)位移之間的相對(duì)比值，即整個(gè)振動(dòng)時(shí)任何瞬間各點(diǎn)位移之間的相對(duì)比值，即整個(gè)體系具有體系具有 的確定的振動(dòng)形態(tài)。的確定的振動(dòng)形態(tài)。 一般取前三個(gè)振型，如下圖所一般取前三個(gè)振型，如下圖所示。示。 自振周期：自振周期： 設(shè)備以某固有頻率作自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)周期稱設(shè)備以某固有頻率作自由振動(dòng)時(shí)的振動(dòng)周期稱為自振周期。為自振周期。三、計(jì)算：三、計(jì)算：B. 模型的簡(jiǎn)化：模型的簡(jiǎn)化： 簡(jiǎn)化成一端自由、一端固定的臂梁，做平面彎曲振動(dòng)，對(duì)等直徑、等壁簡(jiǎn)化成一端自由、一端固定的臂

30、梁，做平面彎曲振動(dòng)，對(duì)等直徑、等壁厚的塔式容器，按彈性連續(xù)體公式計(jì)算。不等直徑或不等壁厚的塔式容厚的塔式容器，按彈性連續(xù)體公式計(jì)算。不等直徑或不等壁厚的塔式容器按多自由度體系進(jìn)行計(jì)算，方法：器按多自由度體系進(jìn)行計(jì)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(jī)械觸守恒定律，并近似地給出振型函數(shù)，即可得到自振周期公利用機(jī)械觸守恒定律，并近似地給出振型函數(shù)，即可得到自振周期公 式，例如：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)難以確定。一般僅限于基本振型，原因：二、三振型函數(shù)難

31、以確定。C高振型計(jì)算：（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高振型計(jì)算：（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定H/D15,且且H20m時(shí)）時(shí)） 按附錄按附錄B計(jì)算，對(duì)等直徑、等壁厚的塔式容器，可近似取：計(jì)算，對(duì)等直徑、等壁厚的塔式容器，可近似取： T2=1/6T1 T3=1/18T1 三、計(jì)算：三、計(jì)算：D. 自振周期的計(jì)算：自振周期的計(jì)算： 對(duì)等直徑、等壁厚的塔式容器對(duì)等直徑、等壁厚的塔式容器 解析法計(jì)算中把塔視為質(zhì)量均勻的懸壁梁作無(wú)阻尼自由振動(dòng)。解析法計(jì)算中把塔視為質(zhì)量均勻的懸壁梁作無(wú)阻尼自由振動(dòng)。 單自由度體系，單自由度體系， 自振周期自振周期 T = 2 m 質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量；質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量； y頂端作用單力時(shí)的撓度，為體系的柔度，對(duì)塔式容器：頂端作

32、用單力時(shí)的撓度，為體系的柔度，對(duì)塔式容器： 帶入上式得出等直徑等厚度的塔式容器自振周期公式帶入上式得出等直徑等厚度的塔式容器自振周期公式 （85） 自振周期值隨設(shè)備的質(zhì)量和高度增加而增大自振周期值隨設(shè)備的質(zhì)量和高度增加而增大 33)/(383DHEEIHymy33011033.90iDeEHmHT三、計(jì)算：三、計(jì)算： 對(duì)于直徑、厚度或材料沿高度變化對(duì)于直徑、厚度或材料沿高度變化 的塔式容器視為一個(gè)多質(zhì)點(diǎn)體系。其中的塔式容器視為一個(gè)多質(zhì)點(diǎn)體系。其中 直徑和厚度不變的每段塔式容器質(zhì)量，直徑和厚度不變的每段塔式容器質(zhì)量， 可處理為在該段高度可處理為在該段高度1/21/2處的集中質(zhì)量。處的集中質(zhì)量。

33、其基本自振周期式：其基本自振周期式： 其中截面慣性矩：其中截面慣性矩： 圓筒段圓筒段 圓錐段圓錐段 3111133311108 .114niniitiiitiiiiniIEHIEHHhmTeieiiiDI2)(8)(422ifieeiifieiDDDDI三、計(jì)算：三、計(jì)算：2. 地震力計(jì)算水平地震力和垂直地震力）：地震力計(jì)算水平地震力和垂直地震力）： A. 名詞術(shù)語(yǔ)：名詞術(shù)語(yǔ)： 震源：震源： 地殼內(nèi)發(fā)生斷層破壞的一點(diǎn)，實(shí)際上斷層面積很地殼內(nèi)發(fā)生斷層破壞的一點(diǎn)，實(shí)際上斷層面積很大，很難大，很難 確定其中的一點(diǎn)，一般采用其幾何中心代替。確定其中的一點(diǎn)，一般采用其幾何中心代替。 震中：震中： 震源在

34、地表面的投影。震源在地表面的投影。 震中距：震中距： 地表面上任一點(diǎn)距震中的直線距離。地表面上任一點(diǎn)距震中的直線距離。 震線：震線： 表示地震大小的尺度，用震源釋放能量大小度量。表示地震大小的尺度，用震源釋放能量大小度量。 烈度：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。某一地區(qū)地面各類結(jié)構(gòu)物和建筑物宏觀破壞程度。 基本烈度：指在一定期限內(nèi)，一個(gè)地區(qū)可能普遍遭遇到的最基本烈度：指在一定期限內(nèi)，一個(gè)地區(qū)可能普遍遭遇到的最大烈度，大烈度， 基本烈度為基本烈度為50年超越概率為年超越概率為10%的烈度。的烈度。 設(shè)防烈度：按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依設(shè)防烈度：按國(guó)家規(guī)定的權(quán)限

35、批準(zhǔn)作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震據(jù)的地震 烈度。烈度。三、計(jì)算：三、計(jì)算： 設(shè)計(jì)基本地震加速度：設(shè)計(jì)基本地震加速度： 50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率為年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率為10%的地震的地震 加速度取值；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)九度區(qū) 0.1g (0.15g) 0.2g (0.3g) 0.4g 抗震設(shè)防目標(biāo)抗震設(shè)防目標(biāo) 當(dāng)遭遇到多遇地震時(shí)，塔式容器處于正常使用狀態(tài)工作狀態(tài)是當(dāng)遭遇到多遇地震時(shí)，塔式容器處于正常使用狀態(tài)工作狀態(tài)是 彈性狀態(tài)）；彈性狀態(tài)）； 遭遇到相當(dāng)于基本烈度時(shí)，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑狀態(tài)遭遇到相當(dāng)于基本烈度時(shí)，結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑狀態(tài); 遭遇到罕遇地震時(shí)，應(yīng)控制其變形，避免倒

36、塌遭遇到罕遇地震時(shí)，應(yīng)控制其變形，避免倒塌 。三、計(jì)算：三、計(jì)算： B. 水平地震力計(jì)算：水平地震力計(jì)算： 計(jì)算理論：靜力理論、動(dòng)力理論、反應(yīng)譜理論和歷程響應(yīng)分析。計(jì)算理論：靜力理論、動(dòng)力理論、反應(yīng)譜理論和歷程響應(yīng)分析。 計(jì)算方法：對(duì)多自由度和無(wú)限自由度體系，采用振型遇合法計(jì)算方法：對(duì)多自由度和無(wú)限自由度體系，采用振型遇合法 a) 公式公式 F1k =11k m k g - (8-6) 1 為地震影響系數(shù)，其值為為地震影響系數(shù)，其值為= EK， 式中的式中的K為地震系數(shù)，為地震系數(shù)，為動(dòng)力放大系數(shù)；為動(dòng)力放大系數(shù)； 設(shè)計(jì)時(shí)可利用反應(yīng)譜曲線查取；設(shè)計(jì)時(shí)可利用反應(yīng)譜曲線查取； 1k 為振型參與系數(shù)

37、；（按式為振型參與系數(shù)；（按式810） mk 為各質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量；為各質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量； g 為重力加速度。為重力加速度。 b) 地震影響系數(shù)地震影響系數(shù) 根據(jù)塔式容器所在地的設(shè)計(jì)地震分組、場(chǎng)地土類別，從表根據(jù)塔式容器所在地的設(shè)計(jì)地震分組、場(chǎng)地土類別，從表 8-2 確定特征周期值，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜即圖確定特征周期值，再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)反應(yīng)譜即圖8-4 確定。確定。三、計(jì)算：三、計(jì)算：三、計(jì)算：三、計(jì)算： i) 制定該反應(yīng)譜時(shí)，取阻尼比制定該反應(yīng)譜時(shí)，取阻尼比 l = 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(tái)段、下降區(qū)段上升段、平臺(tái)段、下降區(qū)段1或稱曲線下降段

38、和下降區(qū)段或稱曲線下降段和下降區(qū)段 （又稱直線下降段）。（又稱直線下降段）。 iii) 曲線有三個(gè)拐點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的自振周期為曲線有三個(gè)拐點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的自振周期為0.01，Tg，5Tg， Tg一土壤的特征周期。與場(chǎng)地上類另和地震分組有關(guān)。一土壤的特征周期。與場(chǎng)地上類另和地震分組有關(guān)。 場(chǎng)地土壤分四類：場(chǎng)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、第二組和第三組。 ）曲線的平臺(tái)段為加速度控制段；下降區(qū)段落為速度控制段；）曲線的平臺(tái)段為加速度控制段；下降區(qū)段落為速度控制段； 下降區(qū)段下降區(qū)段為位移控制段。為位移控制段。 T很小時(shí)，結(jié)構(gòu)剛度大，加速度控制；很小時(shí)，結(jié)構(gòu)剛度

39、大，加速度控制；T很大結(jié)構(gòu)很重，位移控制。很大結(jié)構(gòu)很重，位移控制。 塔式容器實(shí)際阻尼不一定等于塔式容器實(shí)際阻尼不一定等于0.05，對(duì)曲線要修正。，對(duì)曲線要修正。三、計(jì)算：三、計(jì)算： 衰減系數(shù)：衰減系數(shù)： r = 0.9 + （87） 斜率調(diào)整系數(shù)：斜率調(diào)整系數(shù)：1 = 0.02 + (0.05 ) / 8（88） 阻尼調(diào)整系數(shù)：阻尼調(diào)整系數(shù)：2 = 1 + （89） 式中：式中：塔式容器阻尼比。（無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，取塔式容器阻尼比。（無(wú)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，取0.010.03) 曲線不同段修正效果不同，平臺(tái)段最大，曲線不同段修正效果不同，平臺(tái)段最大， T = 6 秒時(shí)各種阻尼比結(jié)果接近。秒時(shí)各種阻尼比結(jié)果接

40、近。55 . 005. 07 . 106. 005. 0三、計(jì)算：三、計(jì)算： C. 垂直地震力：垂直地震力： 計(jì)算方法有：等效重力法，反應(yīng)譜法和時(shí)程響應(yīng)分析。計(jì)算方法有：等效重力法，反應(yīng)譜法和時(shí)程響應(yīng)分析。 a) 計(jì)算方法計(jì)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 Fv0-0 =vmax m eg g 然后將總垂直地震力分配到每個(gè)質(zhì)點(diǎn)處，分配原則是倒三角形，然后將總垂直地震力分配到每個(gè)質(zhì)點(diǎn)處，分配原則是倒三角形， 即：即： Fvi = (I = 1，2，n) 需要說(shuō)明的是：需要說(shuō)明的是：1垂直地震只有在八度區(qū)和九度區(qū)才需驗(yàn)算。垂直地震只有在八度區(qū)和九度區(qū)才需驗(yàn)算。 2對(duì)任何計(jì)算

41、截面只有當(dāng)最大彎矩是地震彎矩時(shí)，對(duì)任何計(jì)算截面只有當(dāng)最大彎矩是地震彎矩時(shí)， 才考慮統(tǒng)計(jì)算截面的垂直地震力。才考慮統(tǒng)計(jì)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(shí)，還應(yīng)考慮高振型的時(shí)，還應(yīng)考慮高振型的 影響。影響。001vnkkkiiFhmhm三、計(jì)算：三、計(jì)算：3. 風(fēng)載荷計(jì)算順風(fēng)向風(fēng)振和橫風(fēng)向風(fēng)振）：風(fēng)載荷計(jì)算順風(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(yǔ)名詞術(shù)語(yǔ) 風(fēng)壓：風(fēng)壓： 當(dāng)風(fēng)以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，垂直于風(fēng)向的平面上所有受到當(dāng)風(fēng)以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，垂直于風(fēng)向的平面上所有受到 的壓力。的壓力。 基本風(fēng)壓：風(fēng)載荷的基準(zhǔn)壓力

42、，按我國(guó)荷載規(guī)范規(guī)定為十米高度處基本風(fēng)壓：風(fēng)載荷的基準(zhǔn)壓力，按我國(guó)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)速五十年一遇十分鐘的最大平均風(fēng)速0，再考慮空氣密度，再考慮空氣密度 ，按公式，按公式 q0=1/2v2計(jì)算得出，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，計(jì)算得出，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，q0不得不得 小于小于0.3KN/m2 地面粗糙度：風(fēng)在到達(dá)結(jié)構(gòu)以前吹越過(guò)地面粗糙度：風(fēng)在到達(dá)結(jié)構(gòu)以前吹越過(guò)2公里范圍內(nèi)的地面時(shí)，描公里范圍內(nèi)的地面時(shí)，描 述地面上不規(guī)則障礙分布狀況等級(jí)分為述地面上不規(guī)則障礙分布狀況等級(jí)分為A、B、C、D 四級(jí)。（見(jiàn)表四級(jí)。（見(jiàn)表83 中注中注1）三、計(jì)算：三、計(jì)算： 平均風(fēng)：平均風(fēng)： 在風(fēng)的順風(fēng)向時(shí)程

43、曲線中超過(guò)在風(fēng)的順風(fēng)向時(shí)程曲線中超過(guò)10分鐘以長(zhǎng)周期部份。分鐘以長(zhǎng)周期部份。 脈動(dòng)風(fēng)；脈動(dòng)風(fēng)； 在風(fēng)的順風(fēng)向時(shí)程曲線中通常只有幾秒鐘的短周期在風(fēng)的順風(fēng)向時(shí)程曲線中通常只有幾秒鐘的短周期 成分。成分。 重現(xiàn)期：重現(xiàn)期： 是指連續(xù)兩次超過(guò)某一數(shù)值的時(shí)間間隔。是指連續(xù)兩次超過(guò)某一數(shù)值的時(shí)間間隔。 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)壓之比，它是米高度處的風(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)范規(guī)定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：為指數(shù)規(guī)律：fi = c ( h / 10) 地面粗糙度地面粗糙度 A B C D C 1.

44、379 1.00 0.616 0.318 0.24 0.32 0.44 0.60 f i 可查表可查表83三、計(jì)算：三、計(jì)算： 體型系數(shù)：是指風(fēng)作用在物體表面上所引起的實(shí)際壓力體型系數(shù)：是指風(fēng)作用在物體表面上所引起的實(shí)際壓力 （或吸力與風(fēng)速度壓即（或吸力與風(fēng)速度壓即q=1/29v2的比值。此值的比值。此值 一般采用風(fēng)洞試驗(yàn)或?qū)崪y(cè)確定。一般采用風(fēng)洞試驗(yàn)或?qū)崪y(cè)確定。 對(duì)圓截面對(duì)圓截面K1=0.7，平面，平面K1=1.4。 b計(jì)算公式計(jì)算公式 平均風(fēng)壓對(duì)塔式容器靜力作用平均風(fēng)壓對(duì)塔式容器靜力作用 P1= K1 fi qo Ai 脈動(dòng)風(fēng)壓對(duì)塔式容器動(dòng)力作用脈動(dòng)風(fēng)壓對(duì)塔式容器動(dòng)力作用 P2= K1 vi

45、zi Ai / fi P =P1 P2= K1 fi qo Ai ( 1 + vi zi / fi ) 令令K2=1+ vi zi / fi 風(fēng)振系數(shù)風(fēng)振系數(shù) 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 當(dāng)當(dāng)H20m時(shí)，取時(shí)，取K2 = 1.7 所以所以 P = K1 K2 fi qo Ai Ai受風(fēng)面積受風(fēng)面積 Di li三、計(jì)算：三、計(jì)算： C) C) 水平風(fēng)力的計(jì)算：水平風(fēng)力的計(jì)算： 塔體某一計(jì)算截面的水平風(fēng)力塔體某一計(jì)算截面的水平風(fēng)力 計(jì)算段有效直徑計(jì)算段有效直徑 Dei:Dei: 當(dāng)籠式扶梯與塔頂管線成當(dāng)籠式扶梯與塔頂管線成180o180o時(shí)：時(shí)： 當(dāng)籠式扶梯與塔頂管線成當(dāng)籠式扶梯與塔頂管線成90o90o時(shí)：

46、時(shí)： 取兩式計(jì)算的較大值取兩式計(jì)算的較大值 pssiieidKKDD220430pssiieidKDD220304302KKDDsiiei602110eiiiiDlfqKKPi三、計(jì)算：三、計(jì)算： B. 橫風(fēng)向風(fēng)振附錄橫風(fēng)向風(fēng)振附錄A） 條件：當(dāng)條件：當(dāng)H/D15，且，且H30m 時(shí)，還應(yīng)按規(guī)范附錄進(jìn)行橫風(fēng)向時(shí)，還應(yīng)按規(guī)范附錄進(jìn)行橫風(fēng)向 風(fēng)振計(jì)算。風(fēng)振計(jì)算。 a)產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因 氣流繞過(guò)圓截面柱體時(shí)，壓強(qiáng)和速度產(chǎn)生變化，形成卡曼渦街氣流繞過(guò)圓截面柱體時(shí)，壓強(qiáng)和速度產(chǎn)生變化，形成卡曼渦街 效應(yīng)，并給柱體一個(gè)橫向推力，使柱體沿垂直于風(fēng)的流動(dòng)方向上效應(yīng)，并給柱體一個(gè)橫向推力，使柱體沿垂直于風(fēng)的

47、流動(dòng)方向上 產(chǎn)生振動(dòng)。產(chǎn)生振動(dòng)。三、計(jì)算：三、計(jì)算： b） 是否發(fā)生共振的判別。是否發(fā)生共振的判別。 當(dāng)塔式容器的自振頻率與漩渦的脫落頻率相等時(shí)，將產(chǎn)生共振。當(dāng)塔式容器的自振頻率與漩渦的脫落頻率相等時(shí)，將產(chǎn)生共振。 判別：對(duì)塔共振時(shí)的風(fēng)速臨界風(fēng)速與塔頂風(fēng)速設(shè)計(jì)風(fēng)速）判別：對(duì)塔共振時(shí)的風(fēng)速臨界風(fēng)速與塔頂風(fēng)速設(shè)計(jì)風(fēng)速） 進(jìn)行比較：進(jìn)行比較： 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(dòng)必須考慮第一振型振動(dòng) vvc2 考慮一、二附振動(dòng)，取最大值?？紤]一、二附振動(dòng)，取最大值。 c） 順風(fēng)向與橫風(fēng)向的彎矩組合順風(fēng)向與橫風(fēng)向的彎矩組合 （A.6） 取下列兩式的較大者取下

48、列兩式的較大者 ）設(shè)計(jì)風(fēng)在橫風(fēng)向引起的風(fēng)振，由于沒(méi)有達(dá)到共振狀態(tài)，以順風(fēng)向的響應(yīng)值為主）設(shè)計(jì)風(fēng)在橫風(fēng)向引起的風(fēng)振，由于沒(méi)有達(dá)到共振狀態(tài)，以順風(fēng)向的響應(yīng)值為主 ）在臨界風(fēng)速作用下，塔式容器處于共振狀態(tài)，以臨界風(fēng)速）在臨界風(fēng)速作用下，塔式容器處于共振狀態(tài)，以臨界風(fēng)速ci 換算換算 qci 替代替代 q0, 計(jì)算順計(jì)算順風(fēng)向風(fēng)彎矩風(fēng)向風(fēng)彎矩Mcw-1111wewMM21121111)()(cwcaewMMM三、計(jì)算：三、計(jì)算： 4、最大彎矩計(jì)算：、最大彎矩計(jì)算：塔式容器塔式容器載荷圖：載荷圖：三、計(jì)算：三、計(jì)算：4、最大彎矩計(jì)算：、最大彎矩計(jì)算：A.地震彎矩計(jì)算地震彎矩計(jì)算 塔式容器任意計(jì)算截面的基

49、本振型地震彎矩塔式容器任意計(jì)算截面的基本振型地震彎矩 對(duì)等直徑、等厚度塔式容器對(duì)等直徑、等厚度塔式容器 任意截面：任意截面： 底截面底截面0-0: 對(duì)高振型的影響，要計(jì)算組合地震彎矩對(duì)高振型的影響，要計(jì)算組合地震彎矩nkkKIIEhhFM111)()41410(17585.35.25.35.2011hhHHHgmaCMzIIEgHmaCMZE01001351621132112211111)()()(EEEEMMMM三、計(jì)算：三、計(jì)算：4、最大彎矩計(jì)算：、最大彎矩計(jì)算：B. 風(fēng)彎矩計(jì)算風(fēng)彎矩計(jì)算 塔式容器任意計(jì)算截面的風(fēng)彎矩塔式容器任意計(jì)算截面的風(fēng)彎矩 塔式容器底截面塔式容器底截面0-0處的風(fēng)彎

50、矩處的風(fēng)彎矩 C. 偏心載荷引起的彎矩計(jì)算偏心載荷引起的彎矩計(jì)算 Me = mege 2()2(221211iiiiiiiiiIIWLLLPLLPLPM2()2(232132121100LLLPLLPLPMW三、計(jì)算：三、計(jì)算：4、最大彎矩計(jì)算：、最大彎矩計(jì)算：D. 最大彎矩計(jì)算最大彎矩計(jì)算 塔式容器任意計(jì)算截面的最大彎矩塔式容器任意計(jì)算截面的最大彎矩 取其中較大值取其中較大值 塔式容器底截面塔式容器底截面0-0處的風(fēng)彎矩處的風(fēng)彎矩 取其中較大值取其中較大值 有橫向風(fēng)影響時(shí)，任意計(jì)算截面的最大彎矩有橫向風(fēng)影響時(shí)，任意計(jì)算截面的最大彎矩 取其中較大值取其中較大值eWeWEMMMMMM000000

51、25. 000maxeIIWeIIWIIEMMMMMIIM25. 0maxeIIeweIIwIIEMMMMMIIM25. 0max三、計(jì)算三、計(jì)算: 5、應(yīng)力校核： A. 筒體軸向應(yīng)力校核 由內(nèi)壓或外壓引起的軸向應(yīng)力 由操作或非操作時(shí)重力及垂直 地震力引起的軸向應(yīng)力 由彎矩引起的軸向應(yīng)力 筒體許用軸向壓應(yīng)力 取其中較小值 注：1. Fv1-1僅在最大彎矩為地震彎矩參與組合時(shí)計(jì)入此項(xiàng)。 2. 圓錐形筒體應(yīng)力與圓筒相似，考慮cos。 3. 系數(shù) B按5.2.4計(jì)算。 eiicDP41eiiIIVIIDFgm02eiiIIDM2max34KBKcrt三、計(jì)算三、計(jì)算: 圓筒最大組合壓應(yīng)力穩(wěn)定性校核）

52、圓筒最大組合壓應(yīng)力穩(wěn)定性校核） 對(duì)內(nèi)壓容器：對(duì)內(nèi)壓容器： 2 3 cr 對(duì)內(nèi)壓容器：對(duì)內(nèi)壓容器： 1 2 3 cr 圓筒最大組合拉應(yīng)力圓筒最大組合拉應(yīng)力 對(duì)內(nèi)壓容器：對(duì)內(nèi)壓容器： 1 2 3 Kt 對(duì)內(nèi)壓容器：對(duì)內(nèi)壓容器： 2 3 Kt三、計(jì)算三、計(jì)算: B. 試驗(yàn)應(yīng)力時(shí)筒體應(yīng)力校核試驗(yàn)應(yīng)力時(shí)筒體應(yīng)力校核 試驗(yàn)應(yīng)力引起的軸向應(yīng)力試驗(yàn)應(yīng)力引起的軸向應(yīng)力 重力引起的軸向應(yīng)力重力引起的軸向應(yīng)力 彎矩引起的軸向應(yīng)力彎矩引起的軸向應(yīng)力 筒體許用軸向壓應(yīng)力筒體許用軸向壓應(yīng)力 取其中較小值取其中較小值 軸向拉應(yīng)力軸向拉應(yīng)力 水壓試驗(yàn)時(shí)水壓試驗(yàn)時(shí) 1 2 3 0.9 RcL(Rp0.2) 氣壓試驗(yàn)時(shí)氣壓試驗(yàn)時(shí)

53、 1 2 3 0.8 RcL(Rp0.2) 軸向壓應(yīng)力軸向壓應(yīng)力 2 3 creiiTDP41eiiIITDgm2eiieIIWDMM23)3 .0(4KBKRcrcL9 . 0三、計(jì)算三、計(jì)算: C. 裙座殼軸向應(yīng)力校核 1. 裙座的應(yīng)力 1由于裙座筒體不承受內(nèi)壓力 的作用，軸向拉應(yīng)力總是小于 軸向壓應(yīng)力。因此只需校核危 險(xiǎn)截面的軸向壓應(yīng)力。 2分別按操作工況和液壓試驗(yàn) 工況最大質(zhì)量進(jìn)行校核計(jì) 算。 2. 校核截面 1裙座殼底截面的組合應(yīng)力 校核； 2裙座殼檢查孔或較大管線 引出孔截面的應(yīng)力校核； 計(jì)算公式見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)84750） 三、計(jì)算三、計(jì)算: D. 地腳螺栓座計(jì)算： 1. 基礎(chǔ)環(huán)厚度計(jì)算：

54、 1基礎(chǔ)環(huán)板承受的載荷 塔式容器的重量及由地震載荷、 風(fēng)載荷、偏心載荷引起的彎矩通過(guò)裙 座筒體作用在基礎(chǔ)環(huán)上，而基礎(chǔ)環(huán)安 放在混凝土基礎(chǔ)上。在基礎(chǔ)環(huán)與混凝 土基礎(chǔ)的接觸面上，形成最大壓應(yīng)力 bmax，如右圖。基礎(chǔ)環(huán)板應(yīng)有足夠 的厚度以承受這些應(yīng)力。 2無(wú)筋板基礎(chǔ)環(huán) 按操作工況和液壓試驗(yàn)工況計(jì)算 最大壓應(yīng)力，取其較大值，按式 （853計(jì)算基礎(chǔ)板所需厚度。 三、計(jì)算三、計(jì)算: D. 地腳螺栓座計(jì)算： 1.基礎(chǔ)環(huán)厚度計(jì)算； 3有筋板基礎(chǔ)環(huán) 由于筋板的作用，基礎(chǔ)板被加強(qiáng)，此時(shí)可視基礎(chǔ)板為一矩形板， 分別取兩筋板的間距及基礎(chǔ)板的外伸長(zhǎng)度為矩形板的邊長(zhǎng)，按表87 取計(jì)算系數(shù)，按式856）、（857計(jì)算彎矩

55、，取其較大值為矩 形板的計(jì)算力矩，代入 式854中計(jì)算基 礎(chǔ)板厚度。 2.筋板的壓應(yīng)力計(jì)算； 按受壓桿系計(jì)算其 壓應(yīng)力。 計(jì)算式86062） 三、計(jì)算三、計(jì)算: 3. 環(huán)板計(jì)算；環(huán)板計(jì)算； 分別按分塊、分別按分塊、 環(huán)形、有墊板、環(huán)形、有墊板、 無(wú)墊板。無(wú)墊板。 計(jì)算公式見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn) （86066） E. 塔式容器法蘭的當(dāng)量設(shè)計(jì)壓力塔式容器法蘭的當(dāng)量設(shè)計(jì)壓力 塔式容器各段采用法蘭連接時(shí)，法蘭要同時(shí)考慮內(nèi)壓、軸向力、塔式容器各段采用法蘭連接時(shí)，法蘭要同時(shí)考慮內(nèi)壓、軸向力、 外力矩的作用，其當(dāng)量設(shè)計(jì)壓力為：外力矩的作用，其當(dāng)量設(shè)計(jì)壓力為：cGzGepDFDMp23416三、計(jì)算三、計(jì)算: E. 地腳螺栓計(jì)算： 1.地腳螺栓的作用； （1正確固定塔的位置；（2防止塔在傾覆力矩作用下傾倒。 2. 計(jì)算方法； 維赫曼法；泰勒法；極限載荷法。 3. 地腳螺栓最大拉應(yīng)力計(jì)算； 式858）； 重力載荷為最小載荷。 B0,自身穩(wěn)定， 地腳螺栓器起 固定作