塔设备强度设计计算.pdf

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1、塔设备强度设计计算塔设备强度设计计算塔设备强度设计计算塔设备强度设计计算 主要内容：主要内容：主要内容：主要内容： 了解塔所承受载荷的特点。了解塔所承受载荷的特点。了解塔所承受载荷的特点。了解塔所承受载荷的特点。 熟悉塔体和裙座承受的各项熟悉塔体和裙座承受的各项熟悉塔体和裙座承受的各项熟悉塔体和裙座承受的各项 载荷计算及强度校核步骤。载荷计算及强度校核步骤。载荷计算及强度校核步骤。载荷计算及强度校核步骤。 能够确定塔体和裙座体危险能够确定塔体和裙座体危险能够确定塔体和裙座体危险能够确定塔体和裙座体危险 截面，并掌握塔体壁厚的校截面，并掌握塔体壁厚的校截面，并掌握塔体壁厚的校截面，并掌握塔体壁厚

2、的校 核方法。核方法。核方法。核方法。 一、塔体一、塔体一、塔体一、塔体 强度计算强度计算强度计算强度计算 室外室外室外室外H H H H/ / / /D D D D较较较较 大的塔，大的塔，大的塔，大的塔， 操作压力、操作压力、操作压力、操作压力、 质量载荷、质量载荷、质量载荷、质量载荷、 风载荷、风载荷、风载荷、风载荷、 地震载荷地震载荷地震载荷地震载荷 偏心载荷等偏心载荷等偏心载荷等偏心载荷等 按设计压力计算筒体及封按设计压力计算筒体及封按设计压力计算筒体及封按设计压力计算筒体及封 头壁厚头壁厚头壁厚头壁厚 按第十五章按第十五章按第十五章按第十五章“ “ “ “容器设计基础容器设计基础容

3、器设计基础容器设计基础“ “ “ “ 中内压、外压容器的设计方中内压、外压容器的设计方中内压、外压容器的设计方中内压、外压容器的设计方 法，计算塔体和封头的有效厚法，计算塔体和封头的有效厚法，计算塔体和封头的有效厚法，计算塔体和封头的有效厚 度。度。度。度。 塔设备所承受的各种载荷塔设备所承受的各种载荷塔设备所承受的各种载荷塔设备所承受的各种载荷 计算计算计算计算 以下要讨论的载荷主要有：以下要讨论的载荷主要有：以下要讨论的载荷主要有：以下要讨论的载荷主要有： 操作压力操作压力操作压力操作压力； 质量载荷；质量载荷；质量载荷；质量载荷； 风载荷；风载荷；风载荷；风载荷； 地震载荷；地震载荷；地

4、震载荷；地震载荷； 偏心载荷。 偏心载荷。 偏心载荷。 偏心载荷。 操作压力操作压力操作压力操作压力 内压塔，周向及轴向拉应内压塔，周向及轴向拉应内压塔，周向及轴向拉应内压塔，周向及轴向拉应 力；力；力；力； 外压塔，周向及轴向压应力。外压塔，周向及轴向压应力。外压塔，周向及轴向压应力。外压塔，周向及轴向压应力。 操作压力对裙座不起作用。操作压力对裙座不起作用。操作压力对裙座不起作用。操作压力对裙座不起作用。 质量载荷质量载荷质量载荷质量载荷 塔设备质量包括：塔设备质量包括：塔设备质量包括：塔设备质量包括： mmmm1 1 1 1: : : :塔体和裙座质量；塔体和裙座质量；塔体和裙座质量；塔

5、体和裙座质量； mmmm2 2 2 2: : : :内件；内件；内件；内件；mmmm3 3 3 3: : : :保温材料；保温材料；保温材料；保温材料； mmmm4 4 4 4: : : :平台、扶梯质量；平台、扶梯质量；平台、扶梯质量；平台、扶梯质量； mmmm5 5 5 5: : : :操作时塔内物料质量；操作时塔内物料质量；操作时塔内物料质量；操作时塔内物料质量； mmmma a a a: : : :人孔、接管、法兰等附件质量；人孔、接管、法兰等附件质量；人孔、接管、法兰等附件质量；人孔、接管、法兰等附件质量； mmmme e e e: : : :偏心；偏心；偏心；偏心；mmmmw ww

6、w: : : :液压试验时，塔内充液质 液压试验时，塔内充液质液压试验时，塔内充液质液压试验时，塔内充液质 量；量；量；量； 操作停修或水压试验等不同工况物料或充操作停修或水压试验等不同工况物料或充操作停修或水压试验等不同工况物料或充操作停修或水压试验等不同工况物料或充 水质量。水质量。水质量。水质量。 m m m m1 1 1 1: : : :塔体和裙座质量；塔体和裙座质量；塔体和裙座质量；塔体和裙座质量； m m m m2 2 2 2: : : :内件质量；内件质量；内件质量；内件质量； m m m m3 3 3 3: : : :保温材料质量；保温材料质量；保温材料质量；保温材料质量； m

7、 m m m4 4 4 4: : : :平台、扶梯质量；平台、扶梯质量；平台、扶梯质量；平台、扶梯质量； m m m m5 5 5 5: : : :操作时塔内物料；操作时塔内物料；操作时塔内物料；操作时塔内物料； m m m ma a a a: : : :人孔、接管等附件；人孔、接管等附件；人孔、接管等附件；人孔、接管等附件； m m m me e e e: : : :偏心质量；偏心质量；偏心质量；偏心质量； m m m mw w w w: : : :液压试验塔内充液液压试验塔内充液液压试验塔内充液液压试验塔内充液 设备操作时质量：设备操作时质量：设备操作时质量：设备操作时质量： M M M

8、M0 0 0 0= = = =m m m m1 1 1 1+ + + +m m m m2 2 2 2+ + + +m m m m3 3 3 3 + + + +m m m m4 4 4 4+ + + +m m m m5 5 5 5+ + + +m m m ma a a a+ + + +m m m me e e e 设备最大质量设备最大质量设备最大质量设备最大质量 （水压试验时）：（水压试验时）：（水压试验时）：（水压试验时）： M M M Mmax maxmaxmax= = = =m m m m1 1 1 1+ + + +m m m m2 2 2 2+ + + +m m m m3 3 3 3 +

9、 + + +m m m m4 4 4 4+ + + +m m m mw w w w+ + + +m m m ma a a a+ + + +m m m me e e e 设备最小质量：设备最小质量：设备最小质量：设备最小质量： m m m mmin minminmin = = = =m m m m1 1 1 1+0.2+0.2+0.2+0.2m m m m2 2 2 2 + + + +m m m m3 3 3 3+ + + +m m m m4 4 4 4 + + + +m m m ma a a a+m +m+m+me e e e 0.20.20.20.2m m m m2 2 2 2: : : :

10、部分内件焊在塔体部分内件焊在塔体部分内件焊在塔体部分内件焊在塔体 空塔吊装，如未装保温层、空塔吊装，如未装保温层、空塔吊装，如未装保温层、空塔吊装，如未装保温层、 平台、扶梯等，则平台、扶梯等，则平台、扶梯等，则平台、扶梯等，则m m m mmin minminmin应扣 应扣应扣应扣 除除除除m m m m3 3 3 3和和和和m m m m4 4 4 4。 3. 3. 3. 3. 风载荷风载荷风载荷风载荷 室外自支承塔为悬臂梁。室外自支承塔为悬臂梁。室外自支承塔为悬臂梁。室外自支承塔为悬臂梁。 产生风弯矩，产生风弯矩，产生风弯矩，产生风弯矩， 迎风面拉应力，迎风面拉应力，迎风面拉应力，迎风

11、面拉应力， 背风面压应力。背风面压应力。背风面压应力。背风面压应力。 塔背后气流引起周期性旋涡，垂直于塔背后气流引起周期性旋涡，垂直于塔背后气流引起周期性旋涡，垂直于塔背后气流引起周期性旋涡，垂直于 风向的诱发振动弯矩。只在塔风向的诱发振动弯矩。只在塔风向的诱发振动弯矩。只在塔风向的诱发振动弯矩。只在塔H H H H/ / / /D D D D较较较较 大、风速较大时较明显，一般可忽略。大、风速较大时较明显，一般可忽略。大、风速较大时较明显，一般可忽略。大、风速较大时较明显，一般可忽略。 考虑两弯矩矢量叠加。考虑两弯矩矢量叠加。考虑两弯矩矢量叠加。考虑两弯矩矢量叠加。 （1 1 1 1）水平风

12、力的计算）水平风力的计算）水平风力的计算）水平风力的计算 迎风面产生风压。与风速、迎风面产生风压。与风速、迎风面产生风压。与风速、迎风面产生风压。与风速、 空气密度、地区和季节有关。空气密度、地区和季节有关。空气密度、地区和季节有关。空气密度、地区和季节有关。 各地离地面各地离地面各地离地面各地离地面10m10m10m10m处处处处30303030年一遇年一遇年一遇年一遇 10101010分钟内平均风速最大值作为计算风压，分钟内平均风速最大值作为计算风压，分钟内平均风速最大值作为计算风压，分钟内平均风速最大值作为计算风压， 得到该地区的基本风压得到该地区的基本风压得到该地区的基本风压得到该地区

13、的基本风压q q q q0 0 0 0，见，见，见，见表表表表4-264-264-264-26。 风速随地面高度而变化。塔高于风速随地面高度而变化。塔高于风速随地面高度而变化。塔高于风速随地面高度而变化。塔高于10m10m10m10m，应应应应 分段计算风载荷分段计算风载荷分段计算风载荷分段计算风载荷，视离地面高度的不同乘，视离地面高度的不同乘，视离地面高度的不同乘，视离地面高度的不同乘 以高度变化系数以高度变化系数以高度变化系数以高度变化系数f f f fi i i i，见，见，见，见表表表表4-274-274-274-27。 风压还与塔高度、直径、形状以及自振周风压还与塔高度、直径、形状以

14、及自振周风压还与塔高度、直径、形状以及自振周风压还与塔高度、直径、形状以及自振周 期有关。两相邻计算截面间的水平风力为：期有关。两相邻计算截面间的水平风力为：期有关。两相邻计算截面间的水平风力为：期有关。两相邻计算截面间的水平风力为： P P P Pi i i i- - - -水平风力；水平风力；水平风力；水平风力； q q q q0 0 0 0- - - -基本风压值，见表基本风压值，见表基本风压值，见表基本风压值，见表4-264-264-264-26，但，但，但，但 均不应小于均不应小于均不应小于均不应小于250N/250N/250N/250N/2 2 2 2； f f f fi i i

15、i- - - -风压高度变化系数，风压高度变化系数，风压高度变化系数，风压高度变化系数，表表表表4-274-274-274-27 L L L Li i i i- - - -第计算段长度；第计算段长度；第计算段长度；第计算段长度； D D D Dei eieiei- - - -塔各计算段有效直径； 塔各计算段有效直径；塔各计算段有效直径；塔各计算段有效直径； K K K K1 1 1 1- - - -体型系数，圆柱直立设备体型系数，圆柱直立设备体型系数，圆柱直立设备体型系数，圆柱直立设备0.70.70.70.7 K K K K2i 2i2i2i- - - -各计算段风振系数， 各计算段风振系数，

16、各计算段风振系数，各计算段风振系数， 6 021 10 = eiiiii DLfqKKP - - - -脉动增大系数，按脉动增大系数，按脉动增大系数，按脉动增大系数，按表表表表4-284-284-284-28查取；查取；查取；查取； V V V Vi i i i- - - -第第第第i i i i段脉动影响系数，按段脉动影响系数，按段脉动影响系数，按段脉动影响系数，按表表表表4-294-294-294-29查查查查 zi zi zi zi- - - - 第第第第i i i i段振型系数，根据段振型系数，根据段振型系数，根据段振型系数，根据H H H Hi i i i/ / / /H H H H

17、与与与与mmmm查查查查表表表表 4-304-304-304-30； K K K K2i 2i 2i2i- - - -塔设备各计算段的风振系数， 塔设备各计算段的风振系数，塔设备各计算段的风振系数，塔设备各计算段的风振系数， 当塔高当塔高当塔高当塔高H H H H20m20m20m20m时，取时，取时，取时，取K K K K2i 2i 2i2i=1.7 =1.7=1.7=1.7； 当当当当H H H H20m20m20m20m时，时，时，时， i zii i f v K +=1 2 （2 2 2 2）风弯矩）风弯矩）风弯矩）风弯矩 任意截面的风弯矩：任意截面的风弯矩：任意截面的风弯矩：任意截面

18、的风弯矩： 6 021 10 = eiiiii DLfqKKP 一般习惯自地面起每一般习惯自地面起每一般习惯自地面起每一般习惯自地面起每 隔隔隔隔10m10m10m10m一段，风压定一段，风压定一段，风压定一段，风压定 值。求出风载荷值。求出风载荷值。求出风载荷值。求出风载荷P P P Pi i i i + + += + + + + 2 22 2 12 1 1 i iii i ii i i ii w L LLP L LP L PM 等直径、等壁厚塔体等直径、等壁厚塔体等直径、等壁厚塔体等直径、等壁厚塔体 和裙座，风弯矩最和裙座，风弯矩最和裙座，风弯矩最和裙座，风弯矩最 大值大值大值大值为最危险

19、截面为最危险截面为最危险截面为最危险截面。 变截面塔体及开有人变截面塔体及开有人变截面塔体及开有人变截面塔体及开有人 孔的裙座体孔的裙座体孔的裙座体孔的裙座体，各个各个各个各个 可疑的截面各自进可疑的截面各自进可疑的截面各自进可疑的截面各自进 行应力校核行应力校核行应力校核行应力校核。 图中图中图中图中0-00-00-00-0、1-11-11-11-1、2-22-22-22-2各各各各 截面都是薄弱部截面都是薄弱部截面都是薄弱部截面都是薄弱部 位，可选为计算截位，可选为计算截位，可选为计算截位，可选为计算截 面面面面。 4. 4. 4. 4. 地震载荷地震载荷地震载荷地震载荷 地震烈度七度及以

20、上地区，设计地震烈度七度及以上地区，设计地震烈度七度及以上地区，设计地震烈度七度及以上地区，设计 时必须考虑地震载荷。时必须考虑地震载荷。时必须考虑地震载荷。时必须考虑地震载荷。 地震波作用下：地震波作用下：地震波作用下：地震波作用下： 水平方向振动、水平方向振动、水平方向振动、水平方向振动、 垂直方向振动、垂直方向振动、垂直方向振动、垂直方向振动、 扭转扭转扭转扭转 其中以水平方向振动其中以水平方向振动其中以水平方向振动其中以水平方向振动 危害较大。危害较大。危害较大。危害较大。 计算地震力时，仅考计算地震力时，仅考计算地震力时，仅考计算地震力时，仅考 虑水平地震力，并把虑水平地震力，并把虑

21、水平地震力，并把虑水平地震力，并把 塔设备看成是悬臂梁。塔设备看成是悬臂梁。塔设备看成是悬臂梁。塔设备看成是悬臂梁。 （1 1 1 1）水平地震力）水平地震力）水平地震力）水平地震力 实际全塔质量按全实际全塔质量按全实际全塔质量按全实际全塔质量按全 塔或分段均布。塔或分段均布。塔或分段均布。塔或分段均布。 计算地震载荷与计计算地震载荷与计计算地震载荷与计计算地震载荷与计 算风载荷一样，算风载荷一样，算风载荷一样，算风载荷一样， 将全塔沿高度分将全塔沿高度分将全塔沿高度分将全塔沿高度分 成若干段，每一成若干段，每一成若干段，每一成若干段，每一 段质量视为集中段质量视为集中段质量视为集中段质量视为

22、集中 于该段于该段于该段于该段1/21/21/21/2处处处处 F F F FK1 K1K1K1- - - -m m m mK K K K引起的基本振型水平地震力 引起的基本振型水平地震力引起的基本振型水平地震力引起的基本振型水平地震力 C C C Cz z z z- - - -综合影响系数，直立圆筒综合影响系数，直立圆筒综合影响系数，直立圆筒综合影响系数，直立圆筒C C C Cz z z z=0.5=0.5=0.5=0.5； m m m mK K K K- - - -距离地面距离地面距离地面距离地面h h h hK K K K处的集中质量；处的集中质量；处的集中质量；处的集中质量； K1 K

23、1K1K1- - - -基本振型参与系数， 基本振型参与系数，基本振型参与系数，基本振型参与系数， 1 1 1 1- - - -对应与塔基本自振周期对应与塔基本自振周期对应与塔基本自振周期对应与塔基本自振周期T T T T1 1 1 1的地震影响系数的地震影响系数的地震影响系数的地震影响系数a a a a值。值。值。值。 有多种振型，任意高度有多种振型，任意高度有多种振型，任意高度有多种振型，任意高度h h h hK K K K处集处集处集处集 中质量中质量中质量中质量mmmmK K K K引起基本振型的水平引起基本振型的水平引起基本振型的水平引起基本振型的水平 地震力地震力地震力地震力 gm

24、CF KKzK111 = = = = n i ii n i iiK K hm hmh 1 3 1 5 . 15 . 1 1 （2 2 2 2）垂直地震力）垂直地震力）垂直地震力）垂直地震力 防烈度防烈度防烈度防烈度8 8 8 8度或度或度或度或9 9 9 9度的塔应考虑垂直地震力度的塔应考虑垂直地震力度的塔应考虑垂直地震力度的塔应考虑垂直地震力 塔底截面处垂直地震力：塔底截面处垂直地震力：塔底截面处垂直地震力：塔底截面处垂直地震力： vmax vmaxvmaxvmax- - - -垂直地震影响系数最大值， 垂直地震影响系数最大值，垂直地震影响系数最大值，垂直地震影响系数最大值， vmax vm

25、axvmaxvmax= 0.65 = 0.65= 0.65= 0.65 max maxmaxmax m m m meq eqeqeq- - - -塔设备的当量质量， 塔设备的当量质量，塔设备的当量质量，塔设备的当量质量， m m m meq eqeqeq=0.75 =0.75=0.75=0.75m m m m0 0 0 0 任意质量任意质量任意质量任意质量i i i i处垂直地震力：处垂直地震力：处垂直地震力：处垂直地震力： gmF eqmax 00 = ()niF hm hm F n k kk ii ii , 2 , 1 00 1 = = = （3 3 3 3）地震弯矩）地震弯矩）地震弯矩）

26、地震弯矩 任意截面任意截面任意截面任意截面i i i i- - - -i i i i基本振型地震弯矩：基本振型地震弯矩：基本振型地震弯矩：基本振型地震弯矩： 等直径、等厚度塔的任意截面等直径、等厚度塔的任意截面等直径、等厚度塔的任意截面等直径、等厚度塔的任意截面i i i i- - - -i i i i和底和底和底和底 截面截面截面截面0-00-00-00-0的基本振型地震弯矩：的基本振型地震弯矩：的基本振型地震弯矩：的基本振型地震弯矩： H H H H/ / / /D D D D15151515，或高度大于等，或高度大于等，或高度大于等，或高度大于等 于于于于20m20m20m20m时，考虑

27、高振型时，考虑高振型时，考虑高振型时，考虑高振型 () = = n i KK ii Ei hhFM 1 1 gHmCM zEi01 00 35 16 = () 5 . 35 . 25 . 3 5 . 2 01 41410 175 8 hhHH H gmC M z ii Ei += ii Ei ii E MM =25. 1 5. 5. 5. 5. 偏心载荷偏心载荷偏心载荷偏心载荷 塔外附属设塔外附属设塔外附属设塔外附属设 塔顶冷凝器偏心安装塔顶冷凝器偏心安装塔顶冷凝器偏心安装塔顶冷凝器偏心安装 塔底外侧悬挂再沸器塔底外侧悬挂再沸器塔底外侧悬挂再沸器塔底外侧悬挂再沸器 偏心载荷引起轴向压偏心载荷引

28、起轴向压偏心载荷引起轴向压偏心载荷引起轴向压 应力和轴向弯矩应力和轴向弯矩应力和轴向弯矩应力和轴向弯矩 MMMMe e e e， gemM ee = 圆筒的应力圆筒的应力圆筒的应力圆筒的应力 1 1 1 1塔设备由内压或外压引起的轴向塔设备由内压或外压引起的轴向塔设备由内压或外压引起的轴向塔设备由内压或外压引起的轴向 应力应力应力应力 2 2 2 2操作或非操作时，重量及垂直地操作或非操作时，重量及垂直地操作或非操作时，重量及垂直地操作或非操作时，重量及垂直地 震力引起的轴向应力（压应力）震力引起的轴向应力（压应力）震力引起的轴向应力（压应力）震力引起的轴向应力（压应力） ei ic Dp 4

29、 1 = eii ii v ii D Fgm = 0 2 3 3 3 3最大弯矩在筒体内引起的轴向最大弯矩在筒体内引起的轴向最大弯矩在筒体内引起的轴向最大弯矩在筒体内引起的轴向 应力应力应力应力 风弯矩风弯矩风弯矩风弯矩MMMMW WWW、地震弯矩 、地震弯矩、地震弯矩、地震弯矩MMMME E E E、偏心弯矩、偏心弯矩、偏心弯矩、偏心弯矩 MMMMe e e e。 最大平均风速和可能出现的最大地震最大平均风速和可能出现的最大地震最大平均风速和可能出现的最大地震最大平均风速和可能出现的最大地震 烈度，同时达到最大值的几率极小。烈度，同时达到最大值的几率极小。烈度，同时达到最大值的几率极小。烈度

30、，同时达到最大值的几率极小。 通常操作下最大弯矩按下式取值：通常操作下最大弯矩按下式取值：通常操作下最大弯矩按下式取值：通常操作下最大弯矩按下式取值： )( 25. 0 max 取大值 + + = e ii W ii E e ii Wii MMM MM M 最大弯矩在筒体中引起轴向应力最大弯矩在筒体中引起轴向应力最大弯矩在筒体中引起轴向应力最大弯矩在筒体中引起轴向应力 水压试验时间人为选定且时间较水压试验时间人为选定且时间较水压试验时间人为选定且时间较水压试验时间人为选定且时间较 短，在实验情况下最大弯矩取值短，在实验情况下最大弯矩取值短，在实验情况下最大弯矩取值短，在实验情况下最大弯矩取值

31、e ii W ii MMM+= 3 . 0 max eii ii D M 2 max 3 4 = 筒体壁厚效核筒体壁厚效核筒体壁厚效核筒体壁厚效核 最大轴向组合应力的计算最大轴向组合应力的计算最大轴向组合应力的计算最大轴向组合应力的计算 内压塔设备内压塔设备外压塔设备外压塔设备 正常操作正常操作停修停修正常操作正常操作停修停修 迎风迎风 背风背风 迎风迎风 背风背风迎风迎风背风背风迎风迎风 背背 风风 应力应力 状态状态 1 + + + +0 0 0 0- - - -0 0 0 0 2 - - - - - - - - - - - - - 3 3 3 3 + + + +- - - -+ + +

32、+- - - -+ + + +- - - -+ + + +- - - - ma mamama x x x x 1 1 1 1- - - - 2 2 2 2+ + + + 3 3 3 3- - - -（ 2 2 2 2+ + + + 3 3 3 3） - - - -（ 1 1 1 1+ + + + 2 2 2 2+ + + + 3 3 3 3）- - - - 2 2 2 2+ + + + 3 3 3 3 （1 1 1 1） 内压操作的塔设备内压操作的塔设备内压操作的塔设备内压操作的塔设备 最大组合轴向拉应力，出现在最大组合轴向拉应力，出现在最大组合轴向拉应力，出现在最大组合轴向拉应力，出现在 正

33、常操作时的迎风侧，即：正常操作时的迎风侧，即：正常操作时的迎风侧，即：正常操作时的迎风侧，即： 最大组合轴向压应力，出现在最大组合轴向压应力，出现在最大组合轴向压应力，出现在最大组合轴向压应力，出现在 停修时的背风侧，即：停修时的背风侧，即：停修时的背风侧，即：停修时的背风侧，即： iiii += 321max )( 32max iiii += （2 2 2 2） 外压操作的塔设备外压操作的塔设备外压操作的塔设备外压操作的塔设备 最大组合轴向压应力，出现最大组合轴向压应力，出现最大组合轴向压应力，出现最大组合轴向压应力，出现 在正常操作时的背风侧，即：在正常操作时的背风侧，即：在正常操作时的背

34、风侧，即：在正常操作时的背风侧，即： 最大组合轴向拉应力，出现在最大组合轴向拉应力，出现在最大组合轴向拉应力，出现在最大组合轴向拉应力，出现在 停修时的迎风侧，即：停修时的迎风侧，即：停修时的迎风侧，即：停修时的迎风侧，即： )( 321max iiii += iiii += 32max 2. 2. 2. 2. 强度与稳定性校核强度与稳定性校核强度与稳定性校核强度与稳定性校核 根据根据根据根据正常操作正常操作正常操作正常操作或或或或停车检修停车检修停车检修停车检修时的各种危时的各种危时的各种危时的各种危 险情况，求出最大组合轴向应力，险情况，求出最大组合轴向应力，险情况，求出最大组合轴向应力，

35、险情况，求出最大组合轴向应力， 必须满足强度条件与稳定性条件，必须满足强度条件与稳定性条件，必须满足强度条件与稳定性条件，必须满足强度条件与稳定性条件， 表表表表4-344-344-344-34。 周向拉应力只进行强度校核，因为不周向拉应力只进行强度校核，因为不周向拉应力只进行强度校核，因为不周向拉应力只进行强度校核，因为不 存在稳定性问题。存在稳定性问题。存在稳定性问题。存在稳定性问题。 轴向压应力既要满足强度要求，又必轴向压应力既要满足强度要求，又必轴向压应力既要满足强度要求，又必轴向压应力既要满足强度要求，又必 须满足稳定性要求，进行双重校核。须满足稳定性要求，进行双重校核。须满足稳定性

36、要求，进行双重校核。须满足稳定性要求，进行双重校核。 名名 称称 强度校强度校 核核 稳定性校核稳定性校核 周向最大拉应周向最大拉应 力力 max maxmaxmax K K K K t t t t 轴向最大压应轴向最大压应 力力 max maxmaxmax K K K K t t t t K K K K0.06E0.06E0.06E0.06Et t t t ei ei ei ei/R/R/R/R i i i i K K K K为载荷组合系数，取为载荷组合系数，取K K K K=1.2=1.2=1.2=1.2。 表表4-34 4-34 4-34 4-34 轴向最大应力的校核条件轴向最大应力的校

37、核条件 3. 3. 3. 3. 水压试验时应力校核水压试验时应力校核水压试验时应力校核水压试验时应力校核 (1) (1) (1) (1) 关于拉应力关于拉应力关于拉应力关于拉应力 环向拉应力的验算在第十五章环向拉应力的验算在第十五章环向拉应力的验算在第十五章环向拉应力的验算在第十五章 最大组合轴向拉应力最大组合轴向拉应力最大组合轴向拉应力最大组合轴向拉应力 s eii e ii w eii ii ei ii K D MM D gmDp 9 . 0 785. 0 3 . 0 4 2 max max + += (2) (2) (2) (2) 设备充水（未加压）后最大质量和最设备充水（未加压）后最大

38、质量和最设备充水（未加压）后最大质量和最设备充水（未加压）后最大质量和最 大弯矩在壳体中引起的组合轴向压应力大弯矩在壳体中引起的组合轴向压应力大弯矩在壳体中引起的组合轴向压应力大弯矩在壳体中引起的组合轴向压应力 K K K K为载荷组合系数，取为载荷组合系数，取为载荷组合系数，取为载荷组合系数，取K K K K=1.2=1.2=1.2=1.2。 塔体，最大风弯矩引起的弯曲应塔体，最大风弯矩引起的弯曲应塔体，最大风弯矩引起的弯曲应塔体，最大风弯矩引起的弯曲应 力力力力 3 3 3 3i i i i- - - -i i i i发生在截面发生在截面发生在截面发生在截面2-22-22-22-2上。上。

39、上。上。 裙座，裙座，裙座，裙座， 3 3 3 3i i i i- - - -i i i i的最大应力发生在裙的最大应力发生在裙的最大应力发生在裙的最大应力发生在裙 座底截面座底截面座底截面座底截面0-00-00-00-0或人孔截面或人孔截面或人孔截面或人孔截面1-11-11-11-1上。上。上。上。 )( 06. 0 9 . 0 785. 0 3 . 0 1 2 max max 取小值 + += R KE K D MM D gm ei s eii e ii w eii ii 二、二、二、二、 裙座裙座裙座裙座 按所支承设备按所支承设备按所支承设备按所支承设备 的高度与直的高度与直的高度与直的

40、高度与直 径比，裙座径比，裙座径比，裙座径比，裙座 分成两种：分成两种：分成两种：分成两种： 一种是圆筒一种是圆筒一种是圆筒一种是圆筒 形，形，形，形， 一种是圆锥形。一种是圆锥形。一种是圆锥形。一种是圆锥形。 圆筒形裙座制造方便和节省材圆筒形裙座制造方便和节省材圆筒形裙座制造方便和节省材圆筒形裙座制造方便和节省材 料，被广泛采用。料，被广泛采用。料，被广泛采用。料，被广泛采用。 圆锥形裙座：地角螺栓较多和圆锥形裙座：地角螺栓较多和圆锥形裙座：地角螺栓较多和圆锥形裙座：地角螺栓较多和 基础环承受面积较大，承受基础环承受面积较大，承受基础环承受面积较大，承受基础环承受面积较大，承受 较大风载荷和

41、地震载荷。较大风载荷和地震载荷。较大风载荷和地震载荷。较大风载荷和地震载荷。 群座体群座体群座体群座体 （Q235-AQ235-AQ235-AQ235-A或或或或 16Mn16Mn16Mn16Mn）、）、）、）、 基础环板、基础环板、基础环板、基础环板、 螺栓座、螺栓座、螺栓座、螺栓座、 基础螺栓基础螺栓基础螺栓基础螺栓, , , , ( ( ( (一一一一) ) ) )圆筒形群座体壁厚的验算圆筒形群座体壁厚的验算圆筒形群座体壁厚的验算圆筒形群座体壁厚的验算 先参照筒体厚度试取一群座体壁厚先参照筒体厚度试取一群座体壁厚先参照筒体厚度试取一群座体壁厚先参照筒体厚度试取一群座体壁厚s s s s

42、验算危险截面的应力，群座体底截面验算危险截面的应力，群座体底截面验算危险截面的应力，群座体底截面验算危险截面的应力，群座体底截面 和人孔截面和人孔截面和人孔截面和人孔截面 组合应力满足条件后，壁厚附加、圆整组合应力满足条件后，壁厚附加、圆整组合应力满足条件后，壁厚附加、圆整组合应力满足条件后，壁厚附加、圆整 ( ( ( (二二二二) ) ) )基础环板设计基础环板设计基础环板设计基础环板设计 1 1 1 1、基础环板内、外径、基础环板内、外径、基础环板内、外径、基础环板内、外径 2 2 2 2、基础环板厚度、基础环板厚度、基础环板厚度、基础环板厚度, , , , 背风侧外缘压应力大，组合轴向压

43、应力背风侧外缘压应力大，组合轴向压应力背风侧外缘压应力大，组合轴向压应力背风侧外缘压应力大，组合轴向压应力 （1 1 1 1）基础环板上无筋板）基础环板上无筋板）基础环板上无筋板）基础环板上无筋板 基础环板厚度基础环板厚度基础环板厚度基础环板厚度 不小于不小于不小于不小于16mm16mm16mm16mm 基础环板厚度不基础环板厚度不基础环板厚度不基础环板厚度不 小于小于小于小于16mm16mm16mm16mm （2 2 2 2）基础环板上有筋板）基础环板上有筋板）基础环板上有筋板）基础环板上有筋板 M M M Ms s s s计算力矩，按表计算力矩，按表计算力矩，按表计算力矩，按表4-354-

44、354-354-35计计计计 算算算算M M M Mx x x x和和和和M M M My y y y，取绝对值较大，取绝对值较大，取绝对值较大，取绝对值较大 （三）地脚螺栓（三）地脚螺栓（三）地脚螺栓（三）地脚螺栓 迎风侧可能出现零值甚至是拉应力迎风侧可能出现零值甚至是拉应力迎风侧可能出现零值甚至是拉应力迎风侧可能出现零值甚至是拉应力 基础面上由螺栓承受的最大拉应力为基础面上由螺栓承受的最大拉应力为基础面上由螺栓承受的最大拉应力为基础面上由螺栓承受的最大拉应力为 B B B B0 0 0 0塔自身稳定，固定位置加螺栓塔自身稳定，固定位置加螺栓塔自身稳定，固定位置加螺栓塔自身稳定，固定位置加螺

45、栓 B B B B0000，必须设地脚螺栓，螺纹小径，必须设地脚螺栓，螺纹小径，必须设地脚螺栓，螺纹小径，必须设地脚螺栓，螺纹小径 地脚螺栓个数取地脚螺栓个数取地脚螺栓个数取地脚螺栓个数取4 4 4 4的倍数，小直径塔取的倍数，小直径塔取的倍数，小直径塔取的倍数，小直径塔取 6 6 6 6个，圆整后地脚螺栓的公称直径不得个，圆整后地脚螺栓的公称直径不得个，圆整后地脚螺栓的公称直径不得个，圆整后地脚螺栓的公称直径不得 小于小于小于小于M24M24M24M24 （四）群座与塔底封头焊接结构（四）群座与塔底封头焊接结构（四）群座与塔底封头焊接结构（四）群座与塔底封头焊接结构 对接焊缝压应力，轴向载荷

46、较高，一对接焊缝压应力，轴向载荷较高，一对接焊缝压应力，轴向载荷较高，一对接焊缝压应力，轴向载荷较高，一 般用于大型塔，搭接焊缝受剪应力，般用于大型塔，搭接焊缝受剪应力，般用于大型塔，搭接焊缝受剪应力，般用于大型塔，搭接焊缝受剪应力， 一般用于小型塔一般用于小型塔一般用于小型塔一般用于小型塔 1 1 1 1、群座体与塔体对接焊缝、群座体与塔体对接焊缝、群座体与塔体对接焊缝、群座体与塔体对接焊缝 J-JJ-JJ-JJ-J截面的拉应力校核截面的拉应力校核截面的拉应力校核截面的拉应力校核 2 2 2 2、群座体与塔体搭接焊缝、群座体与塔体搭接焊缝、群座体与塔体搭接焊缝、群座体与塔体搭接焊缝 J-JJ-JJ-JJ-J截面的剪应力校核截面的剪应力校核截面的剪应力校核截面的剪应力校核 思考题：思考题：思考题：思考题： 1. 1. 1. 1.自支撑式塔设备设计时需要自支撑式塔设备设计时需要自支撑式塔设备设计时需要自支撑式塔设备设计时需要 考虑哪些载荷？考虑哪些载荷？考虑哪些载荷？考虑哪些载荷？ 2.2.2.2.简述内压塔操作时的危险工简述内压塔操作时的危险工简述内压塔操作时的危险工简述内压塔操作时的危险工 况及强度校合条件。况及强度校合条件。况及强度校合条件。况及强度校合条件。