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JB 支腿计算

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☞ 水平风载荷
风压高度变化系数,按设备质心所处高度取f i =110m 高度处的基本风压值
q
0=62.5N/m
2容器外径,有保温层时取保温层外径D 0=3132mm 容器壳体总长度H 0
=
3790
mm
水平风载荷:
=1.2*1*62.5*3132*3790*10^-6
=890N
☞ 地震作用标准值计算
地震影响系数a e =0.16设备操作质量m 0=13716kg 重力加速度
g
=
9.81
m/s 2
水平地震作用标准值 =0.16*13716*9.81
=21529N
☞ 载荷的确定
水平载荷F H 取风载荷P w 和(地震载荷P e +0.25P w )较大值F H =21751N 垂直载荷取设备最大操作重力W 1=134554N
支腿的个数
N
=
3
每个支腿的水平反力
=21751/3=7250.4N 支承高度H =2020mm 封头直边高度h 2=50mm 壳体切线距
L
=2150mm
基础顶面至设备质心的高度
=2020-50+2150/2=3045mm H 型钢高度W =200mm H 型钢翼板厚度t 2=12mm 筒体名义厚度δ2n =16mm 垫板名义厚度δn =16mm 容器公称直径DN
=
2900
mm
支柱中心圆直径
支腿计算(JB/T4712.2-2007)
=200+2*SQRT((2900/2+16+16)^2-((200-2*12)/2)^2)=3158.8mm 单根支腿垂直反力(弯矩的拉伸侧)
=4*21751*3045/(3*3158.8)-134553.96/3=-16894N
单根支腿垂直反力(弯矩的拉伸侧)
=4*-21751*3045/(3*3158.8)-134553.96/3=-72808N
☞ 支腿稳定及强度计算
H型钢宽度B=200mm H型钢高度H‘=200mm H型钢腹板厚度t1=8mm
H型钢翼板厚度t2=12mm 支腿材料的拉伸弹性模量E=206000Mpa 支腿材料的屈服强度R eL=235.4Mpa 设备重要度系数η=1
单根支腿的轴向水平截面惯性矩I X-X=46104917mm4单根支腿的径向水平截面惯性矩I Y-Y=16007509mm4单根支腿的横截面面积A=6208mm2假定支腿与壳体的链接为固接,支腿端部为自由端。

单根支腿内产生的最大
应力,
发生在受压侧的支腿内。

单根支腿的压应力为
=-72808/6208=-11.7Mpa 单根支腿截面的最小回转半径
=200/-11.7=50.779Mpa 支腿的有效长细比
=0.7*2020/50.779=27.85
支腿的极限长细比
=SQRT((3.14159^2*206000)/(0.6*235.4))=120
由 和 决定的系数
=1.5+2/3*(27.85/120)^2= 1.54
=1.2*(1-0.4*(27.85/120)^2)*235.4/(1.54*1)=179.95Mpa
支腿稳定性验算:由于σc ≤ [σcr],稳定。

☞ 支腿剪切计算
设计温度下支腿材料的许用应力[τ]t=105Mpa 支腿的许用剪切应力
=0.6*105=63Mpa 支腿的剪切应力
=21751/(3*6208)= 1.17Mpa 支腿稳定性验算:由于τ ≤ [τ],稳定。

☞ 支腿弯曲计算
支腿与本体装配的焊缝长度h f=330mm 支腿的许用弯曲应力[σb]=235Mpa 基础板下表面至支腿装配焊缝中心的长度
=2020+330/2+50=2235mm 壳体外壁至支柱形心距离
=200/2=100mm
单根支腿的最小抗弯截面模量W min=160075.09mm3支腿的弯曲应力
=16+100/2+50=146.7mm 支腿的弯曲应力验算:由于σb ≤ [σb],稳定。

☞ 支腿钢结构综合评价
支腿结构应满足下列要求
=|-11.7/180|+|146.7/235| = 0.7 ≤ 1
满足要求。

☞ 地脚螺栓的强度验算
地脚螺栓的中心圆直径,取D b等于D B D b=3158.8mm 一个支腿的地脚螺栓数n bt=1
地脚螺栓的内径d1=20.752mm 地脚螺栓的腐蚀裕度C bt=2mm 地脚螺栓螺距t b=3mm 地脚螺栓的许用拉应力[σbt]=147Mpa 一个地脚螺栓的有效截面积
=3.14159/4*(20.752-2-0.866*3/6)^2=263.6mm
=(4*21751*3045/3158.8-134553.96)/(3*1*263.6)=-64.1Mpa 地脚螺栓的拉应力验算:由于σbt ≤ [σbt],安全。

☞ 地脚螺栓的剪切应力
地脚螺栓的许用剪切应力[τbt]=117.6Mpa 地脚螺栓的剪切应力
=(21751-0.4*134553.96)/(3*1*263.6)=-40.6mm 当 计算得的值小于0时,其值为0
地脚螺栓的剪切应力验算:由于τbt ≤ [τbt],安全。

☞ 基础板的强度计算
基础板长度b1=240mm 基础板宽度b2=240mm 混凝土许用耐压应力[σc1]=11.768Mpa 基础上的压缩应力
=ABS(-72808)/(240*240)= 1.264Mpa 基础上的压缩应力验算:由于σc1 ≤ [σc1],满足要求。

支腿到基础板边缘的最大长度B=30mm 支腿底板腐蚀裕度C b=2mm 基础板的许用应力[σ]=235Mpa 支腿基础板厚度
=ABS(235)/(30*2)= 5.8mm
☞ 支腿装配焊缝的剪切应力
焊缝的焊角高度t f1=12mm
每条装配焊缝的计算长度
=330-10=320mm 焊缝的抗弯截面模量
=2*320^2*12/(6*SQRT(2))=289630.9Mpa 支腿装配焊缝的弯曲应力
=7250.4*2235/289630.9=55.9Mpa 焊缝的截面面积
=2*320*12/SQRT(2)=5430.6Mpa 支腿装配焊缝的剪切应力
=ABS(-72808)/5430.6=13.41Mpa 设计温度下支腿材料的许用应力[σ]t=105Mpa 支腿装配焊缝的当量应力
=SQRT(55.9^2+3*13.41^2)=60.58Mpa 焊缝系数Φ=0.49mm 支腿装配焊缝的抗弯,抗剪许用应力
=1.5*105*0.49=77.18mm 支腿装配焊缝的弯曲应力验算:由于σf ≤ B,安全。

支腿装配焊缝的剪切应力验算:由于τ1 ≤ B,安全。

支腿装配焊缝的当量应力验算:由于σz ≤ B,安全。

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