7.6塔的强度设计.ppt

过程设备设计 过程设备设计 第一节 111 (7-25) 式中： ─特征周期，按场地土的类型及震区类型 由表7-9确定； ─地震影响系数的最大值，如表7-10所示。 ─衰减指数，根据塔的阻尼比按式（7-26）确定 ─阻尼调整系数，按式（7-27）计算 (7-26) (7-27) (7-28) 式中： ─调整系数，按式（7-29）计算 (7-29) 表7-9 场地土的特性周期Tg Ⅰ类场地土：坚硬场地土， Ⅱ类场地土：中硬场地土， Ⅲ类场地土：中软场地土， Ⅳ类场地土：软弱场地土。 0.90 0.65 0.45 0.35 第三组 0.75 0.55 0.40 0.30 第二组 0.65 0.45 0.35 0.25 第一组 Ⅳ III Ⅱ Ⅰ 场地土类型 设计地震分组 0.32 0.16(0.24) 0.08(0.12) 9 8 7 设防烈度 表7-10 地震影响系数α的最大值 注: 括号中数值分别用于GB50011-2001中规定的设计基本 加速度为0.15g和0.3g的地区 b.多质点体系: 图7-77, 对于多质点体系，具有多个振型。 根据振型迭加原理，可将多质点体系的计算转换成多 个单质点体系相迭加。 对于实际塔设备水平地震力的计算，可在前述单质点 体系计算的基础上，为考虑振型对绝对加速度及地震 力的影响，引入振型参考系数 (7-30) 塔设备的第一振型曲线可以近似为式(7-8))所表示的抛物线。将式(7-8)代入 可得相应于第一振型的振型参考系数 (7-31) 因而，第 k 段塔节重心处(k质点处)产生的相当于第一振型(基本振型)的水平地震力为： (7-32) ─对应于塔器基本固有周期T1 的地震影响 系数 值； 式中 ─第k 段塔节的集中质量mk离地面的距离，m； ─第k 段塔节的集中质量(见图7-77)，kg； 实际上，塔设备是一 多质点的弹性体系， 如图7-77。 图7-77 多质点体系 ⑵垂直地震力 在地震烈度为8度或9 度的地区，考虑垂直 地震力的作用。 一个多质点体系见图 7-78，在地面的垂直 运动作用下，塔设备 底部截面上的垂直地 震力为 图7-78 多质点体系的垂直地震力 (7-33) ─垂直地震影响系数的最大值，取 式中: ─塔设备的当量质量，取 kg； ─塔设备操作时的质量，kg。 塔任意质点 i 处垂直地震力为: (7-34) 在水平地震力的作用下，塔设备的任意计算截面I-I处，基本振型的地震弯矩为: (7-35) ⒉地震弯矩 ⑴基本振型的ME1 : 对等直径、等壁厚的塔, 质量沿塔高是均匀分布,如图7-71所示 在距离地面高度为x 处,取微元dx,则质量为mdx,其振型 参考系数为 则水平地震力 dFk1为: 设任意计算截面I-I距地面的高度为 h(见图7-77)，基本振型 在I-I截面处产生的地震弯矩为: (7-32) * * * 7.6 塔的强度设计 特点—安装在室外, 靠裙座底部的地脚螺栓固定在混凝土基础上 正常操作 三种工况 停工检修 压力试验 轴向强度及稳定性校核的基本步骤： 按设计条件，初步确定塔的壁厚和其它尺寸。 计算塔设备危险截面的载荷，包括重量、风载荷、地震载荷和偏心载荷等。 危险截面的轴向强度和稳定性校核。 设计计算裙座、基础环板、地脚螺栓等。 塔的强度设计的解题思路 承受载荷 介质压力 各种重量 偏心载荷 风载荷 地震载荷 等等 σ 要用到 固有周期T M σ 应力校核 轴向总应力 由弯矩引起的 由轴向力引起的 σ σ 总 1 3 2 一、塔的载荷分析 介质压力 各种重量 管道推力 偏心载荷 风载荷 地震载荷 包括塔体、塔内件、介质、保温层、操作平台、扶梯等附件的重量 承受载荷 m01——塔体、裙座质量； m02——塔内件如塔盘或填料的质量； m03——保温材料的质量； m04——操作平台及扶梯的质量； m05——操作时物料的质量； ma——塔附件如人孔、接管、法兰等质量； mw——水压试验时充水的质量； me——偏心载荷。 ㈡质量载荷 ⒈包括： ㈠介质压力: 包括 , 前面已讲 塔设备在正常操作时的质量 (7-13) 塔设备在水压试验时的最大质量 (7-14) 塔设备在停工检修时的最小质量 (7-15) ⒉区分不同工况分别计算: 定义：塔体上悬挂的再沸器、冷凝器等附属设备或其它附件 所引起的载荷。 ㈢偏心载荷 载荷产生的弯矩为： (7-16) ─重力加速度，m/s2; 式中 ─偏心距，即偏心质量中心至塔设备中心线 间的距离，m； ─偏心弯矩，N·