第六章塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)(2)

2024/1/25第八章塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)8.1塔體與裙座的機(jī)械設(shè)計(jì)8.2塔體與裙座的機(jī)械設(shè)計(jì)舉例8.3板式塔結(jié)構(gòu)8.4填料塔結(jié)構(gòu)2024/1/25第八章塔設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)本章重點(diǎn)：板式塔的基本結(jié)構(gòu)和塔設(shè)備的應(yīng)力校核本章難點(diǎn)：地震載荷、風(fēng)載荷的計(jì)算

2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算（3）風(fēng)載荷計(jì)算順風(fēng)向振動(dòng)由于不恒定的風(fēng)力直接作用在塔體上，產(chǎn)生與風(fēng)向相同的順風(fēng)向振動(dòng)，與風(fēng)速的大小及其變化有關(guān)，又稱為風(fēng)的載荷振動(dòng)，造成風(fēng)彎矩，在迎風(fēng)面的塔壁和裙座體壁引起拉應(yīng)力，背風(fēng)面一側(cè)引起壓應(yīng)力；

橫風(fēng)向振動(dòng)由于風(fēng)力繞過塔的兩側(cè)時(shí)形成的與風(fēng)力風(fēng)向垂直的橫風(fēng)向振動(dòng)，又稱為風(fēng)的誘導(dǎo)振動(dòng)。2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算

塔設(shè)備迎風(fēng)面的風(fēng)壓值隨設(shè)備高度的增加而增加，所以，將風(fēng)壓值按設(shè)備高度分為幾段，且假設(shè)每段風(fēng)壓值均布于塔設(shè)備的迎風(fēng)面上。0—0截面：塔設(shè)備的基底截面；1—1截面：裙座上人孔或較大管線引出孔處的截面；2—2截面：塔體與裙座連接縫處的截面。

2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算

基本風(fēng)壓值（q0）：各地離地面10m高處的風(fēng)壓值。兩相鄰計(jì)算截面間的水平風(fēng)力式中：2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算K1——體形系數(shù)，取K1＝0.7；K2i——塔器各計(jì)算段的風(fēng)振系數(shù)，當(dāng)塔高H≤20m時(shí)，取K2i＝1.70，當(dāng)H＞20m時(shí)，按下式計(jì)算：q0

——10m塔處基本風(fēng)壓值，N/m2，見表8－4；fi——風(fēng)壓高度變化系數(shù)，按表8－5查?。籰i——同一直徑的兩相鄰計(jì)算截面間距，mm；Dei——塔器各計(jì)算段的有效直徑，mm；2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算當(dāng)籠式扶梯與塔頂管線布置成180o時(shí)

Dei＝Doi+2δsi+K3

+K4

+d0

+2δps當(dāng)籠式扶梯與塔頂管線布置成90o時(shí)，取下列二式中較大值：

Dei＝Doi+2δsi+K3+K4Dei＝Doi+2δsi+K4+d0+2δps2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算式中Doi—塔設(shè)備各計(jì)算段的外徑，mm；

δsi—塔設(shè)備第i段的保溫層厚度，mm；K3—籠式扶梯當(dāng)量寬度，無確切數(shù)據(jù)時(shí)，取400mm；do—塔頂管線的外徑，mm；

δps—管線保溫層厚度，mm；K4—操作平臺(tái)當(dāng)量寬度，其中，l0—操作平臺(tái)所在計(jì)算段的長(zhǎng)度，mm；

∑A—平臺(tái)構(gòu)件的投影面積（不計(jì)空擋的投影面積）（mm2）。2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算風(fēng)彎矩塔設(shè)備作為懸臂梁，在風(fēng)載荷作用下產(chǎn)生彎曲變形。任意計(jì)算截面I－I處的風(fēng)彎矩按下式計(jì)算：2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算（4）偏心載荷計(jì)算偏心載荷所引起的彎矩為：

Me＝mege式中

me

－偏心質(zhì)量，kg；

e－偏心質(zhì)量的中心至塔設(shè)備中心線的距離，mm。2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算3.塔體穩(wěn)定校核（1）先假定筒體有效厚度δei,計(jì)算壓力在塔體中引起的軸向應(yīng)力σ1：重量載荷及垂直地震力在塔體中引起的軸向應(yīng)力σ2：式中

mi－i——任意計(jì)算截面i－i以上塔體承受的操作或非操作時(shí)的質(zhì)量，kg。Fv

i－i僅在最大彎矩為地震彎矩參與組合時(shí)計(jì)入。2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算彎矩在塔體中引起的軸向應(yīng)力σ3：式中

Mmax

i－i——計(jì)算截面處的最大彎矩，取風(fēng)彎矩或地震彎矩加25％風(fēng)彎矩兩者中較大值與偏心彎矩之和。即Mmaxi-i=Mw+MeMmaxi-i=ME+25%Mw+Me取大值。2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算

（2）求出最大組合壓應(yīng)力根據(jù)塔設(shè)備在操作時(shí)或非操作時(shí)各種危險(xiǎn)情況對(duì)σ1、σ2、σ3進(jìn)行組合，求出最大組合軸向壓應(yīng)力σmaxi－i。內(nèi)壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在停車情況；圖(a)

外壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向壓應(yīng)力出現(xiàn)在正常操作情況；如圖(b)2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算（3）穩(wěn)定性校核求出最大組合軸向壓應(yīng)力，并使之等于或小于軸向許用壓應(yīng)力[σ]cr值。許用軸向壓應(yīng)力按下式求?。菏街蠦—按6.2節(jié)“筒體軸向壓應(yīng)力的驗(yàn)算”（P172）求取；

[σ]t—材料在設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力，MPa；

K—載荷組合系數(shù)，取K＝1.2。2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算4、塔體拉應(yīng)力校核（1）假定筒體有效厚度δei

計(jì)算壓力在塔體中引起的軸向應(yīng)力σ1

重量載荷及垂直地震力在塔體中引起的軸向應(yīng)力σ2

彎矩在塔體中引起的軸向應(yīng)力σ3（2）求出最大組合拉應(yīng)力

內(nèi)壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在正常操作情況；在危險(xiǎn)截面2－2上的分布情況如圖(8－13)

2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)算

外壓操作的塔設(shè)備，最大組合軸向拉應(yīng)力出現(xiàn)在非操作情況；在危險(xiǎn)截面2－2上的分布情況如圖(8－14)。（3）塔體拉應(yīng)力校核

計(jì)算出的最大組合軸向拉應(yīng)力應(yīng)滿足下式：如厚度不能滿足上述條件，須重新假設(shè)厚度，重復(fù)上述計(jì)算，直至滿足為止。2024/1/258.1.1塔體厚度的計(jì)