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

1、壓力容器設(shè)計(jì)審批員培訓(xùn)考核班壓力容器設(shè)計(jì)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(duì)不等直徑塔式容器：對(duì)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(dòng)時(shí)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

2、，計(jì)算高度小的塔式容器截面的彎曲應(yīng)力小，計(jì)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(yàn)工況；水壓試驗(yàn)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(dòng)載荷從載荷性質(zhì)上分：可以分為靜載荷和動(dòng)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(diǎn)等不隨時(shí)間變化的是靜載載荷大小、方向甚至作用點(diǎn)等不隨時(shí)間變化的是靜載荷，隨時(shí)間變化的是動(dòng)載荷。荷，隨時(shí)間變化的是動(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)的位移和內(nèi)力隨時(shí)間變化，因此，求出來(lái)的解中結(jié)構(gòu)的位移和內(nèi)力隨時(shí)間變化，因此，求出來(lái)的解是隨時(shí)間有關(guān)的系列，而靜載荷的解是單一的。是隨時(shí)

4、間有關(guān)的系列，而靜載荷的解是單一的。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(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)的內(nèi)壓塔式容器、設(shè)計(jì)壓力取不小于壓力取不小于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)分別確定其設(shè)計(jì)壓力；器應(yīng)分別確定其設(shè)計(jì)壓力；裙座殼的設(shè)計(jì)溫度取使用

5、地區(qū)月平均最低氣溫的裙座殼的設(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(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)，腐蝕裕量不小于金鋼時(shí)，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(méi)有要求，但規(guī)范規(guī)定

7、裙座裙座殼的最小厚度沒(méi)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(wú)限制，但工程上一般地腳螺栓小徑，規(guī)范并無(wú)限制，但工程上一般不小于不小于M24，最大不超過(guò)，最大不超過(guò)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(shí)采用其他材料時(shí) 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(zhǎng)期載荷效應(yīng)與短期載荷效應(yīng)不同。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)度或穩(wěn)定）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)等于乘以一個(gè)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(guò)要求：

9、圓錐形裙座的半錐頂角不超過(guò)15，無(wú)論，無(wú)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(duì)接和搭接兩種，對(duì)接要求：裙座殼體外分為對(duì)接和搭接兩種，對(duì)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(dāng)塔殼封頭由多塊板拼接制成時(shí)，拼

10、接焊縫處當(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(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)時(shí)，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(guò)程中，可能有氣體逸出積聚在塔式容器操作過(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(huì)危及塔器正常操作或檢修人員的

11、安全，故設(shè)會(huì)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(shí)，應(yīng)改為排氣管。排氣孔在裙座有保溫或防火層時(shí)，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(diǎn)是地腳螺栓中下圖為中央地腳螺栓座結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)

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(duì)塔高較小的塔式容器，地腳螺栓座可簡(jiǎn)化成單對(duì)塔高較小的塔式容器，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；缺點(diǎn)：地腳螺栓座整體剛度不優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；缺點(diǎn)：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(jì)算三、計(jì)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(jì)算四部分。振和橫風(fēng)向風(fēng)振；塔的撓度計(jì)算四部分。1. 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

13、何瞬時(shí)都能完全確定系統(tǒng)在空自由度：指振動(dòng)過(guò)程中任何瞬時(shí)都能完全確定系統(tǒng)在空間的幾何位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。間的幾何位置所需的獨(dú)立坐標(biāo)數(shù)目。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)體系具有的確定的振動(dòng)形態(tài)。個(gè)體系具有的確定的振動(dòng)形態(tài)。一般取前三個(gè)振型，如下圖所示。一般取前三個(gè)振型，如下圖所示。 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)算體系的振動(dòng)是由對(duì)稱各振型的諧振疊加而來(lái)的復(fù)合振動(dòng)。 塔式容器塔式容器 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、一端固定的懸臂梁，做平面彎簡(jiǎn)化成一端自由、一端固定的懸臂梁，做平面彎曲振動(dòng)，對(duì)等

14、直徑、等壁厚的塔式容器，按彈性連續(xù)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器按多自體公式計(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：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)械能守恒定律，并近似地給出振型函利用機(jī)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(jì)算三、計(jì)算C高振型計(jì)算高振型計(jì)算按附錄計(jì)算，對(duì)等直徑、等壁厚的塔式容器，可按附錄計(jì)算，對(duì)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(jì)算三、計(jì)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(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)頂端作用單力時(shí)的撓度，為體系的柔度，對(duì)塔式容器：塔式容器： y=33)/(383DHEEIH 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)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(yǔ)：名詞術(shù)語(yǔ)：震源：地殼內(nèi)發(fā)生斷

16、層破壞的一點(diǎn)，實(shí)際上斷層面積很大，震源：地殼內(nèi)發(fā)生斷層破壞的一點(diǎn)，實(shí)際上斷層面積很大，很難確定其中的一點(diǎn)，一般采用其幾何中心代替。很難確定其中的一點(diǎn)，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(diǎn)距震中的直線距離。震中距：地表面上任一點(diǎn)距震中的直線距離。震級(jí)：表示地震大小的尺度，用震源釋放能量大小度量。震級(jí)：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(jì)算三、計(jì)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(yǔ)：

17、名詞術(shù)語(yǔ)：基本烈度：指在一定期限內(nèi)，一個(gè)地區(qū)可能普遍遭遇基本烈度：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，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(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(jì)算三、計(jì)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(yǔ)：名詞術(shù)語(yǔ)：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(jì)算三、計(jì)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(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)）；遭遇到相當(dāng)于基本烈度時(shí)，結(jié)作狀態(tài)是彈性狀態(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)，遭遇到罕遇地震時(shí)，應(yīng)控制其變形，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，避免倒塌避免倒塌 塔式容器塔式容器 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)譜理論和計(jì)算理

19、論：靜力理論、動(dòng)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(jì)算方法：對(duì)多自由度和無(wú)限自由度體系，采用計(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(dòng)力放大系數(shù)；設(shè)計(jì)時(shí)可利用反為動(dòng)力放大系數(shù)；設(shè)計(jì)時(shí)可利用反應(yīng)譜曲線查?。粦?yīng)譜曲線查?。粸檎裥蛥⑴c系數(shù)；為振型參與系數(shù)； m 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。 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)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(jì)算三、計(jì)算

20、塔式容器塔式容器 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=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）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(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一土壤的卓越周期。與場(chǎng)地上類另和地震分組有關(guān)。一土壤的卓越周期。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

21、、第二組和第三組。塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)算）曲線的平臺(tái)段為加速度控制段；下降區(qū)段）曲線的平臺(tái)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(shí)，結(jié)構(gòu)剛度大，加速度控制，很小時(shí)，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(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。 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)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(tái)臺(tái)段段最最大大，T=6秒秒時(shí)時(shí)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(jì)算三、計(jì)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(yàn)算。垂直地震只有在八度區(qū)和九度區(qū)才需驗(yàn)算。 計(jì)算方法有：等效重力法；反應(yīng)譜法和時(shí)程計(jì)算方法有：等效重力法；反應(yīng)譜法和時(shí)程響應(yīng)分析。響應(yīng)分析。 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)算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 F O-0V=vmaxmegg 然后將總垂直地震力分配到每個(gè)質(zhì)點(diǎn)處，

23、 分配原則是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，倒三角形， 即：即：Fvi=001vnkkkiiFhmhm (I=1，2，n) 需要說(shuō)明的是， 對(duì)任何計(jì)算截面只有當(dāng)最大彎矩是地需要說(shuō)明的是， 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。震彎矩時(shí)，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)考時(shí)，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(jì)算三、計(jì)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(yǔ)）名詞術(shù)語(yǔ)風(fēng)壓：當(dāng)風(fēng)以

24、一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，垂直于風(fēng)向的平面上風(fēng)壓：當(dāng)風(fēng)以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，垂直于風(fēng)向的平面上所受到的壓力。所受到的壓力?；撅L(fēng)壓：風(fēng)載荷的基準(zhǔn)壓力，按我國(guó)荷載規(guī)范規(guī)定基本風(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，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(jì)算得出的，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不得小于計(jì)算得出的，新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，不得小于0.3KN/m2 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)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(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)的公里范圍內(nèi)的地面時(shí)，描述該地面上不規(guī)則障礙分布

25、狀況等級(jí)分為地面時(shí)，描述該地面上不規(guī)則障礙分布狀況等級(jí)分為A、B、C、D四級(jí)。四級(jí)。平均風(fēng)：在風(fēng)的順風(fēng)向時(shí)程曲線中超過(guò)平均風(fēng)：在風(fēng)的順風(fēng)向時(shí)程曲線中超過(guò)10分鐘以上的分鐘以上的長(zhǎng)周期部份長(zhǎng)周期部份脈動(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成分。短周期成分。 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)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(guò)某一數(shù)值的時(shí)間間隔。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。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

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(yàn)或?qū)崪y(cè)確定。對(duì)圓截面一般采用風(fēng)洞試驗(yàn)或?qū)崪y(cè)確定。對(duì)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(jì)算三、計(jì)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(jì)算三、計(jì)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(dòng)增大系數(shù)脈動(dòng)增大系數(shù)i，表示脈動(dòng)風(fēng)作用下塔式容器的振，表示脈動(dòng)風(fēng)作用下塔式容器的振幅與將脈動(dòng)載荷以靜力方式作用在塔式容器上所產(chǎn)幅與將脈動(dòng)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(dòng)力放大系數(shù)。生的位移之比。它就是動(dòng)力放大系數(shù)。脈動(dòng)影響系數(shù)脈動(dòng)影響系數(shù)i，反映脈動(dòng)風(fēng)壓沿高度變化及其空，反映脈動(dòng)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(jì)算公式僅考慮了第一振型風(fēng)振，多自由度體基本計(jì)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(jì)算三、計(jì)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(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=K1fiqoAi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=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(jì)算三、計(jì)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(dāng)條件：當(dāng)H/D15，且，且H30米時(shí)，還應(yīng)按

29、規(guī)范米時(shí)，還應(yīng)按規(guī)范附錄進(jìn)行橫風(fēng)向風(fēng)振計(jì)算。附錄進(jìn)行橫風(fēng)向風(fēng)振計(jì)算。塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)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(jì)算三、計(jì)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(dòng)必須考慮第一振型振動(dòng)vvc2 考慮一、二振型，取最大值?？紤]一、二振型，取最大值。 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)算c）橫向風(fēng)振計(jì)算的幾個(gè)要點(diǎn)。）橫向風(fēng)振計(jì)算的幾個(gè)要點(diǎn)。 ）起始高度的確定）起始高度的確定H Hc

30、jcj=10=10（1)ojcvv 對(duì)對(duì) 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(jì)算三、計(jì)算 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)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(biāo)可以有三角形分布、均布和振型函數(shù)形式三種，標(biāo)準(zhǔn)取圖中準(zhǔn)取圖中b b）。）。 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)算d d）計(jì)算方法）計(jì)算方法任意計(jì)算截面第任意計(jì)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(jì)算系數(shù)振型計(jì)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(jì)算三、計(jì)算d d）計(jì)算方法）計(jì)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(lái)的。換算來(lái)的。 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)算d d）計(jì)算方法）計(jì)算方法 b）各各計(jì)計(jì)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(jì)算三、計(jì)算 A. 各各項(xiàng)項(xiàng)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(yàn)驗(yàn)時(shí)時(shí)取取 Pc=PT Pc為為計(jì)計(jì)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(shí)時(shí)取取=0 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)算 由操作或非操作時(shí)重力及垂直地震力相起的軸向應(yīng)由操作或非操作時(shí)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(duì)檢修工況取為正常操作工況的質(zhì)量，對(duì)檢修工況取IImmin，按裝工況取按裝工況取IImminIIm03 IIm04；承壓試驗(yàn)時(shí)，?。怀袎涸囼?yàn)時(shí)，取IImT，氣壓試驗(yàn)取氣壓試驗(yàn)取IIm0 、IIm05。 塔式容器塔式容器 三、計(jì)算三、計(jì)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(jì)算三、計(jì)算B. B

34、. 應(yīng)力組合及許用值應(yīng)力組合及許用值 * *括號(hào)為外壓操作的塔式容器括號(hào)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(yàn)驗(yàn) 氣氣 壓壓 試試 驗(yàn)驗(yàn) 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(jì)算三