板式塔计算

板式塔的结构设计及计算

2.1 : 塔体与裙座的机械设计条件

  如下：1.塔体内径 D=2000mm，塔体高度近似计算H=40000mm，计算压力Pc=1.0Mpa,计算温度t=300C.

        2.设置地区：基本风压=400N/;地震防裂度为8度，场地土类：B类。

        3．塔内装有N=70快浮法塔板，每块塔板上存留介质层高度为=100mm，介质密度=950kg/,沿塔每高5米左右开设一个人孔，人孔数为8个，相应的人孔安置半圆形平台8个，平台宽度B=900mm，高度为1000mm。

        4.塔外保温层厚度=95mm,保温材料密度=300kg/.

        5.塔体与裙座之间悬挂一台再沸器，其操作质量=400kg，偏心距e=2000mm。

        6. 塔体与封头材料选用16MnR,,其=144MPa, =170MPa, =345MPa, =1.8MPa。

        7.裙座材料选用Q235—B。

        8.塔体与裙座对接焊接，塔体焊接接头系数=0.85。

        9.塔体与封头壁厚附加量取c=2mm，裙座壁厚附加量取c=2mm。

2.2 按压力计算塔体厚度：

          ===8.2mm,

       C=2mm,圆整后=12mm;

2.3 封头厚度计算：

          ===8.19mm,

       C=2mm,圆整后取=12mm;

2.4 塔设备质量载荷计算：

2.4.1  筒体圆筒，封头，裙座质量

   圆筒质量=59635.86=21372.56kg;

   封头质量=4382=876kg

   裙座质量=5963.08=1835.68kg

   群体裙座质量=+ +=21372.56+876+1835.68=24084.24kg;

注：1.塔体圆筒的总高度=35.86m;

2.查得DN2000，厚度12mm的圆筒每米质量为596kg；

3.查得DN2000，厚度12mm的椭圆形封头质量取438kg，（其中封头曲面深度500mm，直边高度40mm；）

4.裙边高度3080mm(厚度=12mm)

2.4.2 塔内件质量

     ==0.78547570=16485kg

     注：1.由表查得浮阀塔板每平方米的质量为75kg。

2.4.3 保温材料的质量

     ==0.785=7282.9kg

式中，——封头保温层质量，kg。

2.4.4 操作平台及扶梯的质量

      ==注：由表查得平台质量=150kg/,笼式扶梯质量为=40kg/,笼式扶梯总高度=39m。

2.4.5 操作时物料质量

      注：物料密度=950kg/,封头容积=1.18,塔釜圆筒部分深度=1.8m,塔板层数N=70，塔板上液层高度=0.1m。

2.4.6 附件质量

      kg

2.4.7 充水质量

      式中：=1000kg/,

2.4.8 偏心载荷

     

2.4.9 全塔操作质量

     

2.4.10 全塔最小质量

     

2.4.11 水压试验时最大质量

     

2.5： 风载荷计算

  以2—3段为例计算风载荷：

     

   式中：—空气动力系数。对圆筒形容器。=0.7。

         —十米高处基本风压值，=400N/。

         —风压高度变化系数，，查表得=1.0

         —计算段长度，=7000mm

         —脉动影响系数，由表查得=0.72

         —它的基本自震周期，对等直径等厚度的圆截面塔有：

         —脉动增大系数，根据自酢周期T，查表得=2.59；

         —振型系数，由表差得，=0.11；

         —风振系数，

         ；

         —塔有效直径，设笼式扶梯与梯顶管线成90度角，可取a,b式中较大者。

         a:

         b:

                 =400mm, =400mm, ==100mm。

         

          则：a: =2024+2100+400+257=2881mm

              b: =2024+2100+257+400+200=3081mm 取，=3081mm

故

计算/段										平台数
1	1000	400	0.7	0.72	0.0075	2.59	1.022	0.64	1	0	0	2624	481
2	2000	400	0.7	0.72	0.0375	2.59	1.097	0.72	3	0	0	2624	1161
3	7000	400	0.7	0.72	0.110	2.59	1.205	1.00	10	1	257	3081	7277
4	10000	400	0.7	0.79	0.350	2.59	1.573	1.25	20	3	540	3364	18521
5	10000	400	0.7	0.82	0.665	2.59	1.995	1.42	30	2	300	3184	25256
6	10000	400	0.7	0.85	1.000	2.59	2.441	1.56	40	2	300	3184	33532

 

 

 

2.6 风弯矩的计算

      2.6.1 对0-0截面

  

        =481500+1161（1000+1000）[phone]+2000+500）+18521（1000+2000+7000+5000）+25256（1000+2000+7000+10000+5000）+33532（1000+2000+7000+10000+10000+5000）=2.1327N.mm

      2.6.2 对1-1截面

==11611000+7277（1000+3500）+18521（2000+7000+5000）+33532（2000+7000+10000+10000+5000）=1.813N.mm

        2.6.3 对2-2截面

=72773500+18521（7000+5000）+31226.06（7000+10000+4550）+25256（1000+10000+5000）+33532（7000+10000+10000+5000）=2.1056N.mm

2.7 地震弯矩的计算

塔体高度H=40000mm,全塔操作质量=92115.37kg,结构综合影响系数=0.5，重力加速度g=9.81m/,地震影响系数=

由表得=0.3，=0.45

所以=0.092

算截面距地面高度h

0-0    截面：h=0，

1-1    截面：h=1000mm

2-2 截面：h=3000mm

等直径等厚度的塔由

对于0-0截面

   =0.4570.50.092892115.399.8140000=7.6010N.mm

=1.25=1.257.6010=9.5013 N.mm

对于1-1截面

= =7.29 N.mm

=1.25=1.257.29 N.mm

对于2-2截面

   ==6.759 N.mm

=1.25=1.256.759=8.45 N.mm

2.8 偏心弯矩计算：

 N.mm

2.9 计算压力引起的轴向拉应力

     =-C=12-2=10mm

2.10 操作质量引起的轴向拉应力

        2.10.1 对于0-0截面

       

        式中：裙座厚度：=12mm

              有效厚度：=12-2=10  =3.14

       2.10.2 对于1-1截面

       

        式中=92115.39-790=91325.35kg

            查得=5.8630

         2.10.3 对于2-2截面

       

       式中=92115.39-790-4393=86932.39kg

           A=3.14

2.11 最大弯矩引起的轴向应力

       2.11.1 对于1-1截面：

       

       

        =N.mm

        查表得：=27677000

       2.11.2 对于0-0截面

       

       

        =

     2.11.3 对于2-2截面

       

        式中==21.0560.7848=21.8401N.mm

            =N.mm

       

2.12 塔体与裙座危险截面的迁都于稳定性校核

   解体的最大组合轴向拉应力校核

       塔体的最大组合轴向拉应力发生在正常操作时的2-2截面

      

            满足要求

       式中：

塔底与裙座的稳定性校核

塔体的最大组合轴向压应力发生在停车时的2-2截面上：

 满足要求

式中：

B值计算

查图5-9得

对于1-1截面

满足要求

B值计算

查图5-8得

对于0-0截面

满足要求

式中

 

项目		计算危险截面
		0-0	1-1	2-2
塔体与裙座有效厚度		10	10	10
截面以上操作质量		92115.39	91325.39	86932.39
计算截面积		=62800	=58630	=62800
计算截面断面模数		=314	=276.77	=314
最大弯矩				21.8401
最大允许轴向拉应力		146.9	______________-	_____________
最大允许轴向拉应力		106.2	106.2	94.2
		103.2	103.2	122.8
操作压力引起的轴向拉应力		0	0	64.7
操作压力引起的轴向压应力		-14.39	-15.3	-13.58
最大弯矩引起的轴向弯曲应力		70.42	68.35	69.55

 

最大组合轴向拉应力		________________	______________	114.77
最大组合轴向压应力		-84.81	-83.65	-83.13
强度与稳定性校核	强度	_______________	_______________
	稳定性

2.13 塔体水压试验和吊装时的应力校核

水压试验时各种载荷引起的应力：

试验压力和静液柱引起的环向应力：

静液柱压力

由试验压力引起的轴向拉应力：

水压试验时最大质量引起的轴向压应力：

弯矩引起的轴向应力

水压试验时应力校核：

筒体环向应力校核：

满足要求

最大组合轴向拉应力校核：

满足要求

 

最大组合轴向压应力校核：

满足要求

吊装时应力校核

按吊装点设在塔顶的最不利的吊装条件进行校核：

满足要求

2.14基础环设计

基础环尺寸：取

                  =2000+300

                 =2300mm

             

=2000-300

=1700mm

基础环的应力校核

说明

(1)

(2)

取以上两者中的最大值

选用75号混凝土，由表查得其许用应力

满足要求

基础环的厚度

按有筋板时计算基础换厚度

说明: ——材料的许用应力，低碳钢取

     

假设螺栓直径为M42,由表查得l=160mm，当b/l=138/160=0.86时，

由表查得

             故其中较大值，

  因此：

        圆整后取

2.15地脚螺栓设计

2.15.1地脚螺栓的最大拉应力

说明：

     

;

取以上两位数中较大值，

2.15.2地脚螺栓根径

地脚螺栓材料的许用应力，对低碳钢

为地脚螺栓根径，mm

说明

n地脚螺栓个数，取n=36

选取地胶螺栓个数n=36

由表查得M42 螺栓的根径,故选用37个M42的地脚螺栓,满足要求。