塔器强度校核

强度校核的基本步骤强度校核是工程设计中非常重要的一环，它可以确保设计的结构在使用中具备足够的强度和承载能力，保证结构的安全性。

本文将介绍强度校核的基本步骤，帮助读者了解如何进行强度校核。

1. 确定设计目标和要求强度校核的首要任务是明确设计目标和要求。

根据工程的具体情况，确定结构的使用要求、载荷条件、安全系数等参数。

这些参数将直接影响强度校核的结果，因此必须准确明确。

2. 确定结构模型在进行强度校核之前，需要确定结构的模型。

根据设计要求和结构形式，选择适当的数学模型或者三维模型进行分析。

对于简单的结构，可以使用经验公式进行计算，对于复杂的结构，可以使用有限元分析等方法进行模拟。

3. 确定载荷条件载荷条件是强度校核中非常重要的一步。

根据设计要求和结构的使用情况，确定结构所受到的各种静载荷、动载荷、温度载荷等。

这些载荷将作为输入参数，用于后续的计算。

4. 计算内力在强度校核中，需要计算结构各个截面的内力。

根据结构的受力特点和载荷条件，利用静力学原理计算结构各个截面的受力情况。

可以通过手算、数值计算或者专业软件进行计算。

5. 选择材料参数强度校核中还需要选择合适的材料参数。

根据结构的材料特性、设计要求和强度标准，选择适当的材料参数。

这些参数包括弹性模量、屈服强度、抗拉强度等。

6. 进行强度校核计算在完成前面的准备工作后，可以进行强度校核的计算。

根据结构的受力情况、材料参数和强度标准，计算结构各个截面的强度。

可以使用手算、数值计算或者专业软件进行计算。

7. 比较计算结果和要求强度校核的结果需要与设计要求进行比较。

根据结构的使用要求和安全系数，判断结构是否满足强度要求。

如果计算结果小于设计要求，说明结构强度不足，需要进行优化设计或者调整结构参数。

8. 进行验算和优化完成强度校核后，还需要进行验算和优化。

通过对结构的各个截面进行验算，验证校核结果的准确性。

如果发现问题，可以进行调整和优化，确保结构的强度和安全性。

16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
塔设备设计与强度校核
•
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。

•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
END

在塔板设计页面，新建一个并进行相关数据输入，其中塔板开始层数为1（有冷 凝器则为2），结束塔板数为10（有再沸器则为9），塔板类型根据经验（见下页） 选取，我们此次设计选择浮阀型，溢流数也是根据经验选择（见下页），板间距
同理！其他的数据采用aspen默认。（注意塔板数的具体数据来源于block）
• 塔板类型经验见浙江大学初步设计说明书P244 表9-20以及化工原理下册
• 溢流数，板间距经验参见化工原理下册塔设备 设计一章（图为block显示的精馏塔数据）
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
在Design页面可以进一步对流体的性质设置，如物系的发泡因子，系统 的过载量（其中发泡因子经验来自孙兰义的化工流程模拟实训P110 表7）
数据输入完毕后，点击run就可以得到结果，结果如下
结果可以看出我们的流量比较均匀，实际设计的时候我们将我们 的塔径设为1.8米，应该能够符合要求（注意设计定型设备的时候 塔径和塔板间距是有标准的，具体标准请参见化工工艺设计手册， 非定型设备价格较高需要订做，慎重考虑，实在设计不能完成时
可以考虑！）
设计温度和设计压力都应该取工作温度与压力的1.15-1.5倍，而筒体的 内径则是来自aspen，筒体长度来自于自己的计算（具体看下一页），腐 蚀余量一般取1-2 mm，焊缝系数按照双面焊或单面焊分别取1,0.85，材 料可以按照需求选取（总之具体的设计细则可以参照化工工艺设计手册， 化工设备机械基础，以及重庆大学的初步设计说明书的塔这一章节，都
塔设备设计与强度校核
浙江大学的设计结果如下！
可以看出浙江大学对板间距和塔径经过调整后是能够满足上 面提出的三点的！
• 至此，塔的工艺设计部分就算完成了！我 们可以得到的数据输入到sw6中进行强度校 核！

厚度 。
图 ２ 材 料 许 用 应 力 的 选 取
图 １ 简体、 封头壁厚计 算
需要指 出的是 ， 进行壁 厚计算时需要 用到设计压力 ， 而界 面 中用 户输入 的是工作压力 ， 设计 压力 的确定是根据工作压力
收 稿 日期 ：０ ７ ０ — ３ ２ ０ — ８ ２
图 ３焊 缝系数 的选取
起的圆筒轴 向应力校核 ， 裙座壳轴 向应力校核及塔器压力试验 时的应力校核 。为了便于操作 ， 本软件将 塔体各危险截面的校
测比例后单击“ 确定 ” 后显示结果 ， 并在图 １ 所示界 面 自动显示 查 询结果 。采用这种查询方式 ， 避免 了用户另外查 阅资料 的麻 烦， 给用户 的操作带来了极大 的方便。 封头包括标准椭 圆封头 、 锥形封头 、 碟形封头等型式 。 封头 参数的确定由两种方式 ， 一种方式是根据用户输入 的参数直接 由公式计算 ， 并将结果显示在相应的文本框 中。另一种是采用 与确定材料许用应力相 同的方 式将 国家标准规定 的封 头的相
１ 塔设 备计 算机 辅助 强度 计算
１１ 简体 、 ． 封头的壁厚计算 进行简 体厚度计算需要先 在如图 １ 所示对 话框 中输 入相 关参数 ， 如工作压力 、 简体直径等 ， 然后单 击“ 确定” 钮 ， 按 程序 开始简体壁厚计算 ， 并将计算结果显示 出来 。同样 ， 单击“ 上封 头 ” 下封头 ” 或“ 也可 以在此界 面中很方便 的得 到上 、 下封 头的
作者简介 ： 吴俊飞（ ９ ８ ） ， １６ 一 男 青岛科 技大学研 究生处副处 长 ， 学博 士， 工 副教授 ， 硕士生导师， 主要研究方向 ： 化工设备安全技术 ， 高压技术 ； 超
付 平（ ９ １ ）女 ， １７ 一 ， 青岛科 技大学 机电学院 ， 硕士 ， 授， 副教 主要研究方 向： 计算机辅助参数化设计 。

（1）风压的计算 ） 计算风压时，对于高度在10m以下的塔，按一段计算，以塔顶部 以下的塔， 计算风压时，对于高度在 以下的塔 按一段计算， 的风压值作为塔设备的均布风压，对于高度超过10m的塔体，应以 的塔体， 的风压值作为塔设备的均布风压，对于高度超过 的塔体 10m为一段分段计算，且将风力简化为作用于整段上的均布载荷。其 为一段分段计算， 为一段分段计算 且将风力简化为作用于整段上的均布载荷。 中任意计算段的风压为： 中任意计算段的风压为：
Doi------塔体各计算段处的外径，m； 塔体各计算段处的外径， ； 塔体各计算段处的外径 Do------塔顶管线外径，m； 塔顶管线外径， δsi ------ 塔设备第i段保温层厚度，m； 段保温层厚度， δps -------塔顶管线保温层厚度，m； 塔顶管线保温层厚度， K3------笼式扶梯当量宽度；当无确切数据时，可 取K3=0.400m 笼式扶梯当量宽度；当无确切数据时， K4------操作平台当量宽度，m； 操作平台当量宽度， ∑A------第i段内平台构件的投影面积，m2； 段内平台构件的投影面积， L0------操作平台所在计算段的长度，m； 操作平台所在计算段的长度，
1．正确选材 ． 金属材料的耐腐性能，与所接触的介质有关，因此，应根据介质的特性 合理选择。 2．采用覆盖层 ． 覆盖层的作用是将主体与介质隔绝开来。常用的有金属覆盖层与非金属 覆盖层。金属覆盖层是用对某种介质耐蚀性能好的金属材料覆盖在耐蚀性 能较差的金属材料上。常用的方法如电镀、喷镀、不锈钢衬里等。非金属 保护层常用的方法是在设备内部衬以非金属材料或涂防腐涂料。 3．采用电化学保护 ． 电化学保护是通过改变金属材料与介质电极电位来达到保护金属免受电 化学腐蚀的办法。电化学保护分阴极保护和阳极保护两种。其中阴极保护 法应用较多。 4．设计合理的结构 ． 塔设备的腐蚀在很多场合下与它们的结构有关，不合理的结构往往 引起 机械应力、热应力、应力集中和液体的滞留。这些都会加剧或产生腐蚀。 5．添加缓蚀剂 ． 在介质中加入一定量的缓蚀剂，可使设备腐蚀速度降低或停止。

3MW 塔架强度校核一、塔架总体参数：见图纸二、机组载荷分析暴风51m/s 时，风向横向吹，风机停车工况载荷载荷计算按blade 软件提供的载荷进行。

根据报告可知：对应各段法兰接合面的最大弯矩M XY 如下：第一节底部:95382KNM 第一节顶部:77236KNM 第二节顶部:56819KNM 第三节顶部:32762KNM 第四节顶部:9780KNM第一部分：塔壁强度校核（一）受力分析1、如图剪力Q=P 风阻弯矩：Mxy 扭矩Mn压力P=机舱全重+风轮全重+分析截面上部分自重，2、工作应力:为复杂应力状态A ：弯曲应力σw =Mxy/WB ：剪应力：由二部分组成，一是纯剪力Q 产生的，另一个是纯扭矩Mn 产生的，最大时为二者的迭加，即τ=τ1+τ2=2Q/A 环+Mn/Wn C:压应力σ=P/A环综合：最大剪应力为τmax =τ1+τ2，发生位置为4；最大压应力为σmax =σ+σw发生位置为1。

综合上述应用第四强度理论：当量应力σdl =≤[σ]223τσ+由于以上应力最大时不同时发生在相同位置，因此计算时按不同工况及部位进行简化。

对于筒壁这里以弯矩Mxy 引起的应力σw 进行筒壁最大安全抗弯能力计算，以简化计算，计算公式：Mmax=W 弯[σ]这里：W 弯为塔筒抗弯截面模量，，D 为⎟⎠⎞⎜⎝⎛−−=⎟⎠⎞⎜⎝⎛−4343)2(132)(132D e D D D d D ππ塔筒外径，e 为塔架壁厚，[σ]为塔壁材料的安全许用应力,等于σs /n,n 为安全系数。

安全系数的选取：根据通用机械手册关于安全系数选择的要求，考虑塔筒工作的条件，如高低温、静载、周期与极端载荷交互影响，材料结构焊接，底部开门等影响和其严格的安全要求，及以上公式简化，故取安全系数n=3~4,计算中取3.5,由于塔筒材料选用Q345D，可知其σs=500MPa=500(N/mm2),[σ]=143(N/mm2)进行计算。

• 溢流数，板间距经验参见化工原理下册塔设备 设计一章（图为block显示的精馏塔数据）
在Design页面可以进一步对流体的性质设置，如物系的发泡因子，系统 的过载量（其中发泡因子经验来自孙兰义的化工流程模拟实训P110 表7）
数据输入完毕后，点击run就可以得到结果，结果如下
结果可以看出我们的流量比较均匀，实际设计的时候我们将我们 的塔径设为1.8米，应该能够符合要求（注意设计定型设备的时候 塔径和塔板间距是有标准的，具体标准请参见化工工艺设计手册，
非定型设备价格较高需要订做，慎重考虑，实在设计不能完成时 可以计数据输
入到校核中，并对初步设计过程中没有的数据进行进一步设计！其中塔径按照上 一步圆整到1.8米，板间距按照上步0.6米，溢流数为1，堰高0.05米（堰高的经验 也在化工原理下册第三章）输入完毕后，若design有调整过则调整，没有则采用 默认设置（主要就是发泡因子有无调整），layout这一项选择塔板具体类型（我
最后形成计算说明书，并转化为pdf格式，基本上一个塔的工艺设计和强 度校核就算完毕了！
谢谢
于0.2-0.5 3.停留时间应该大于4秒）
可以看出浙江大学对板间距和塔径经过调整后是能够满足上 面提出的三点的！
• 至此，塔的工艺设计部分就算完成了！我 们可以得到的数据输入到sw6中进行强度校 核！
• 下面以我们自己的数据，模仿浙江大学的 设计过程，完成我们自己的塔设备设计与 校核！并对之前的设计过程进行详细的讲 解！
塔设备设计与强度校核
（此次说明以水洗塔为例）
2016年5月13日
王程
浙江大学的设计结果如下！
得到的塔的具体工艺结果如下，其中比较重要和余下部分部分相 关的就是直径，需要注意的是若直径相差太大就需要进行分段设

图5-5-2 单斜材平面桁架内力计算图
由于桁架主材坡度
所以
0 用Ⅰ-Ⅰ线截开U1、U2、s5三个构件，按照上述方法，取 M A ，即
Hale Waihona Puke 求得U1 PH 5 5 8.5034kN (受压) b6 cos 3.0 0.98
同理，取占 M 0 0
可得
U2
5 4 7.8493 kN (受拉 ) 2.6 0.98
所以，采用截面法时，一次截取未知内力的构件数不得超过三个。 求任意一个构件的内力时，取另外两个构件的交点为力矩中心。 如果截取的构件多于三个，但是除拟求内力的构件外，其余各构 件都交汇在一点，那么就取这一交点为力矩中心。
这样，在 M 0 的方程式里只有一个未知数，能够很快地求出拟 求的构件内力。 截面法的优点是，一次能求出桁架内任意构件的内力，而不必计 算其它各构件的内力，因此在铁塔的计算中广泛采用截面法。 利用截面法求构件内力的步骤： (1)将桁架截为两部分，截断桁架时，要在截断面内包括拟求内力的 构件，同时将未知内力的构件交汇于一点。 (2)将桁架另一部分舍去并用构件的内力代替舍去部分对留下部分的 作用。同时假定所有构件受拉，就是说，其内力的方向是离开节点 的。 (3)在求某一构件内力时，取其余各构件的汇交点作为力矩中心，并 写出作用在留下部分桁架上诸力的力矩平衡方程式。 (4)从列出的方程式中，如果算出的各构件内力是正值(+)的，那么 表示该构件受拉，如果是负值(-)，则表明构件受压。
上式中的r1为自O点至斜材s3的垂直距离，用作图法求得。 交点0的距离a可按下式计算。 (5-5-4)
例题5-5-1 如图5-5-2所示的单斜材平面桁架，水平作用力P=5kN， 试求主材U1～U5和斜材s1～s5的内力。 【解】 由式(8-6)可得水平力P的作用点到主材 交点0的距离a为

第六节塔的强度设计特点—安装在室外，靠裙座底部的地脚螺栓固定在混凝土基础上。

三种工况：正常操作、停工检修、压力试验。

轴向强度及稳定性校核的基本步骤：①按设计条件，初步确定塔的壁厚和其它尺寸。

②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。

③危险截面的轴向强度和稳定性校核。

④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一、塔的载荷分析、，前面已讲㈠介质压力：包括p p工水㈡质量载荷⒈包括：m01——塔体、裙座质量；m02——塔内件如塔盘或填料的质量；m 03——保温材料的质量； m 04——操作平台及扶梯的质量； m 05——操作时物料的质量；m a ——塔附件如人孔、接管、法兰等质量； m w ——水压试验时充水的质量； m e ——偏心载荷。

⒉区分不同工况分别计算 塔设备在正常操作时的质量：00102030405a e m m m m m m m m =++++++ (7-13)塔设备在水压试验时的最大质量：max 01020304w a e m m m m m m m m =++++++ (7-14)塔设备在停工检修时的最小质量：min 010203040.2a e m m m m m m m =+++++ (7-15)㈢偏心载荷定义：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。

载荷产生的弯矩为：e e M m ge = (7-16) 式中：g ——重力加速度，m/s 2；——偏心距，即偏心质量中心至塔设备中心线间的距离，m ；e M ——偏心弯矩，N·m 。

㈣风载荷 1.影响：（1）使塔体产生应力和变形；使塔体产生顺风向的振动(纵向振动)使塔体产生垂直于风向的诱导振动(横向振动)；（2）过大的塔体应力会导致塔体的强度及稳定失效；（3）太大的塔体挠度会造成塔盘上流体分布不均，分离效率下降。

2.风载荷的构成：一种随机载荷，大小和方向随时、随地变化；对于顺风向风力，认为由两部分组成： (1)平均风力（稳定风力），对结构的作用相当于静力的作用；是风载荷的静力部分，其值等于风压和塔设备迎风面积的乘积。

m4:平台、扶梯质量；
m5:操作时塔内物料质量；
ma:人孔、接管、法兰等附件质量；
me:偏心；mw:液压试验时，塔内充液质量；
操作停修或水压试验等不同工况物料或充
水质量。
7
m1:塔体和裙座质量； 设备操作时质量：
m2:内件质量； m3:保温材料质量； m4:平台、扶梯质量； m5:操作时塔内物料； ma:人孔、接管等附件； me:偏心质量； mw:液压试验塔内充液
mK-距离地面hK处的集中质量；
n
h1.5 K
mi
h1.5 i
hK1-基本振型参与系数， hK1
i 1
n
mi hi3
i 1
a1-对应与塔基本自振周期T1的地震影响系数a值。
（2）垂直地震力
防烈度8度或9度的塔应考虑垂直地震力
塔底截面处垂直地震力：F00 a m max eqg
得到该地区的基本风压q0，见表4-26。
风速随地面高度而变化。塔高于10m，应 分段计算风载荷，视离地面高度的不同乘
以高度变化系数fi，见表4-27。 10
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：
Pi K1K 2i q0 f i Li Dei 10 6
Pi-水平风力； q0-基本风压值，见表4-26，但 均不应小于250N/ｍ2； fi-风压高度变化系数，表4-27 Li-第计算段长度； Dei-塔各计算段有效直径； K1-体型系数，圆柱直立设备0.7 K2i-各计算段风振系数，
M0=m1+m2+m3 +m4+m5+ma+me
设备最大质量 （水压试验时）：
Mmax=m1+m2+m3 +m4+mw+ma+me

强度校核什么是强度校核？强度校核是一种工程设计过程中的重要步骤，用于确定结构的承载能力是否满足设计要求。

通过对结构材料的强度和应力进行分析和计算，可以评估结构的安全性，并做出必要的调整和优化。

强度校核的重要性在工程设计中，强度校核是非常重要的，它直接关系到结构的安全性和性能。

如果结构的强度不满足设计要求，可能会发生结构失效的风险，导致灾难性后果。

因此，进行强度校核是确保工程结构安全可靠的必要步骤。

强度校核的步骤强度校核通常包括以下几个步骤：1. 确定设计要求在进行强度校核之前，需要明确结构的设计要求，包括所需的承载能力、要求的安全系数等。

这些要求将成为进行强度校核的依据。

2. 确定材料的强度根据结构所使用的材料，需要确定其强度参数，包括抗拉强度、屈服强度、剪切强度等。

这些参数将作为计算和分析的基础。

3. 计算结构的应力根据结构的载荷情况和几何形状，进行应力分析和计算。

通过计算得到的应力情况，可以评估结构是否满足设计要求，并确定可能存在的问题。

4. 进行强度校验将计算得到的应力与材料的强度进行比较，判断结构的强度是否满足设计要求。

如果强度不足，则需要对结构进行调整和优化，直到满足要求为止。

5. 编写强度校核报告根据实际的强度校核结果，编写强度校核报告，详细记录校核的过程和结果，并提出相应的建议和改进措施。

强度校核常见方法强度校核可以采用多种方法和理论进行计算和分析。

常见的强度校核方法包括以下几种：1. 极限强度设计方法极限强度设计方法是一种常用的强度校核方法，它基于结构在极限状态时的承载能力进行评估。

通过比较结构的极限承载力和设计要求的承载能力，来判断结构的强度是否满足要求。

2. 弹性理论校核方法弹性理论校核方法基于材料的弹性行为进行计算和分析。

它通过模拟结构在受力过程中的变形和应力分布，来评估结构的强度和安全性。

3. 塑性理论校核方法塑性理论校核方法适用于具有较大变形的结构，它考虑了结构在塑性变形区域的强度和稳定性。

（一） 已知条件：（1） 塔体直径i D =800mm ，塔高H=29.475m 。

（2） 设计压力p=2.3Mpa 。

（3） 设计温度t=19.25O C ,（4） 介质为有机烃类。

（5） 腐蚀裕量2C =4mm 。

（6） 安装在济南地区（为简化计算，不考虑地震影响）。

（二） 设计要求（1） 确定塔体和封头的厚度。

（2） 确定裙座以及地脚螺栓尺寸。

（三） 设计方法步骤A 材料选择设计压力p=2.3Mpa,属于中压分离设备，三类容器，介质腐蚀性不提特殊要求，设计温度19.25O C ，考虑选取Q235-C 作为塔体材料。

B 筒体、封头壁厚确定先按内压容器设计厚度，然后按自重、液重等引起的正应力及风载荷引起的弯曲应力进行强度和稳定性验算。

a 筒体厚度计算按强度条件，筒体所需厚度d δ=[]22it pD C pσ+Φ-= 2.3800420.85125 2.3⨯+⨯⨯-=12.75 mm 式中[]t t σ——Q235-C 在19.25O C 时的许用应力。

查《化工设备机械基础》为125MpaΦ——塔体焊缝为双面对接焊，局部无损检测，Φ=0.85。

2C ——腐蚀裕量，取值4mm 。

按刚度要求，筒体所需最小厚度min δ=22800 1.610001000i D mm ⨯==。

且min δ不小于3mm 。

故按刚度条件，筒体厚度仅需3mm 。

考虑到此塔较高，风载荷较大，而塔的内径不太大，故应适当增加厚度，现假设塔体厚度 n δ=20mm ，则假设的塔体有效厚度e δ=12n C C δ--=20-4.8=15.2mm式中1C ——钢板厚度负偏差，估计筒体厚度在8～25mm 范围内，查《化工设备机械基础》的1C =0.8mm 。

b 封头壁厚计算采用标准椭圆形封头，则[]2 2.3800421250.850.5 2.320.5id t pD C p δσ⨯=+=+⨯⨯-⨯Φ- =12.71mm 。

为便于焊接，取封头与筒体等厚，即n δ=20mm 。

强度校核的计算步骤1. 引言在工程设计和施工中，强度校核是一个重要的环节。

它通过计算和分析结构的强度特性，评估结构的稳定性和安全性。

本文将介绍强度校核的计算步骤，以帮助读者理解和应用该过程。

2. 强度校核计算步骤2.1 收集结构参数在进行强度校核之前，首先要收集相关的结构参数。

这些参数包括结构的几何形状、材料性质以及施工质量等。

对于复杂的结构，还需要进行结构的离散分析和有限元模拟，以获取更详细的参数。

2.2 计算荷载根据结构的使用功能和设计要求，确定结构所承受的荷载。

荷载可以分为静载荷和动载荷。

静载荷包括永久荷载和临时荷载，如自重、地震荷载、风荷载等。

动载荷包括交通荷载、行人荷载等。

通过对各个荷载的计算和分析，得到荷载大小和作用位置。

2.3 确定边缘条件边缘条件是指结构与其它部分或外界的相互作用约束。

它对结构的强度和稳定性有重要影响。

在进行强度校核时，需要准确确定结构的边缘条件，包括支承类型、约束类型和约束刚度等。

2.4 构建强度校核模型根据收集到的结构参数、荷载和边缘条件，构建强度校核模型。

校核模型可以是一维、二维或三维的，采用不同的分析方法和软件工具进行建模和计算。

2.5 进行强度校核计算根据建立的强度校核模型，进行校核计算。

应用适当的计算方法和理论模型，如梁理论、板理论、杆件理论等，计算结构的应力、应变分布以及结构的承载能力。

2.6 判断结构的安全性通过对强度校核计算结果的分析和比较，判断结构的安全性。

如果结构的强度系数满足设计要求，即表明结构是安全的。

如果结构的强度系数不满足要求，需要重新优化结构或调整其参数，以满足安全性要求。

2.7 编写强度校核报告根据强度校核的计算结果，编写强度校核报告。

报告应包括结构的主要参数、计算过程、分析结果以及结论等。

同时，还应提供有关结构安全性和稳定性的建议。

3. 结论强度校核是工程设计和施工中的重要环节。

通过对结构的强度特性进行计算和分析，可以评估结构的安全性和稳定性。

强度校核引言强度校核是工程领域中的重要工作之一，旨在确保所设计的结构或部件能够承受所施加的力和负载，并保持其稳定性和安全性。

强度校核常用于建筑、机械、航空航天等领域，对于设计和制造过程中的安全性和可靠性具有至关重要的影响。

本文将介绍强度校核的基本概念和常见方法，并提供了一些实例来说明强度校核的应用场景。

强度校核的背景在设计和制造过程中，各种结构或部件都必须经过强度校核的评估。

强度校核的目的是确保结构具有足够的强度和稳定性，能够承受所施加的力和负载。

强度校核通常分为静态强度校核和疲劳强度校核两种类型。

•静态强度校核：主要针对结构在静态负载作用下的强度进行评估，包括承受静力载荷时的受力分析和强度计算等。

•疲劳强度校核：主要针对结构在循环负载作用下的强度进行评估，包括疲劳分析和寿命预测等。

强度校核的基本原理强度强度是指结构或部件能够承受的最大力或应力。

通常使用材料的抗拉强度、抗压强度、抗剪强度等物理性质来衡量。

在强度校核中，我们需要根据结构的设计要求和材料的强度参数来确定结构的实际承载能力。

载荷载荷是指作用在结构上的外力或负载。

在强度校核中，我们需要准确确定结构所承受的外力或负载的大小和方向。

受力分析受力分析是强度校核中的重要环节，通过对结构的受力进行分析，可以确定结构中各个部位所受到的力和应力分布情况。

受力分析包括静力学和动力学两个方面。

•静力学：主要关注结构在静态负载作用下的力学行为，通过受力平衡方程和力的平衡条件等进行分析和计算。

•动力学：主要关注结构在动态负载作用下的力学行为，考虑到质量、加速度和惯性力等因素，通过分析结构的动态响应来评估结构的强度。

强度计算强度计算是根据受力分析的结果，通过结构力学和材料强度理论进行计算，确定结构的承载能力。

在强度计算中，常用的方法包括弹性计算、塑性计算、疲劳计算、极限强度计算等。

强度校核的方法强度校核的方法多种多样，根据具体的应用场景和需要选择合适的方法。

强度校核的主要方法•静态强度校核方法：包括静态应力法、弹性力学法、有限元法等。

K3 ——笼式扶梯当量宽度，当无确切数据时可取
K3 =400mm K4——操作平台当量宽度，
K4
2 l0
A
mm；
l——操作平台所在计算段长度，mm；
∑A——第i段内平台构件的投影面积（不计入空档的 投影面积），mm2
d0 ——塔顶管线外径， mm ；
ps ——管线保温层厚度， mm。
（2）风弯矩的计算：
下：
M e me • g • le (N • m)
le——偏心质量中心至容器中心线的距离，即偏心距 me——偏心质量
６、最大弯距：容器任意危险截面I-I的最大弯矩按下 式计算：
M max
M M
w
E
Me
0.25M
w
取其中较大的 Me
二、筒体应力校核：
1、筒体轴向应力计算： 圆筒任意计算截面I-I处的轴向应力计算，如下：
H——塔总高 m
mi——塔设备的第i段的质量
Hi——第i段塔高 m
xi——第i段中心到地面的距离m
E——塔体材料的弹性模量 N/m2 m——塔变截面段数
Ji——第i段塔体截面惯性矩 m4 n——塔分段数
Ii 8
Di ei
3 ei
(圆形薄壁容器的惯性矩)
Dei——塔设备计算段的有效直径 m
当笼式扶梯和塔顶进出口管线布置成180º时：
一遇，10分钟时距的平均最大风速作为计算风压，得出
该地区的基本风压q0。
q1 P1
q1
Pn qn
Hn
Pi
qi
Hi H
hi
P3
q3
H3
P2 q2
H2
h1
h1
P1 q1
H1

塔设备机械强度校核（一）已知条件：（1）塔体直径i D =800mm ，塔高H=29.475m 。

（2）设计压力p=2.3Mpa 。

（3）设计温度t=19.25O C ,（4）介质为有机烃类。

（5）腐蚀裕量2C =4mm 。

（6）安装在济南地区（为简化计算，不考虑地震影响）。

（二）设计要求（1）确定塔体和封头的厚度。

（2）确定裙座以及地脚螺栓尺寸。

（三）设计方法步骤A 材料选择设计压力p=2.3Mpa,属于中压分离设备，三类容器，介质腐蚀性不提特殊要求，设计温度19.25O C ，考虑选取Q235-C 作为塔体材料。

B 筒体、封头壁厚确定先按内压容器设计厚度，然后按自重、液重等引起的正应力及风载荷引起的弯曲应力进行强度和稳定性验算。

a 筒体厚度计算按强度条件，筒体所需厚度d δ=[]22it pD C pσ+Φ-= 2.3800420.85125 2.3?+??-=12.75 mm 式中[]t t σ——Q235-C 在19.25O C 时的许用应力。

查《化工设备机械基础》为125MpaΦ——塔体焊缝为双面对接焊，局部无损检测，Φ=0.85。

2C ——腐蚀裕量，取值4mm 。

按刚度要求，筒体所需最小厚度min δ=22800 1.610001000i D mm ?==。

且min δ不小于3mm 。

故按刚度条件，筒体厚度仅需3mm 。

考虑到此塔较高，风载荷较大，而塔的内径不太大，故应适当增加厚度，现假设塔体厚度n δ=20mm ，则假设的塔体有效厚度e δ=12n C C δ--=20-4.8=15.2mm式中1C ——钢板厚度负偏差，估计筒体厚度在8～25mm 范围内，查《化工设备机械基础》的1C =0.8mm 。

b 封头壁厚计算采用标准椭圆形封头，则[]2 2.3800421250.850.5 2.320.5id t pD C p δσ?=+=+??-?Φ- =12.71mm 。

为便于焊接，取封头与筒体等厚，即n δ=20mm 。

塔操作质量，kg m 0677532.973塔最大质量，kg m max 687711.773塔最小质量，kg m min 283255.3塔内径，mm D i 90009000塔体高度，mm H 130000烟囱高度，mm H 230000塔总高，mmH6000060000段号 项目代号12塔段长度h i 57008000厚度δe，i 2018壳体质量m 0125358.1832024.29内件质量m 0200保温层质量m 032428.23408平台、扶梯质量m 0426966241操作时塔内介质质量m 054352040液压试验时塔充液质量m w 3626700塔的操作质量m 0465686.3841673.29该段塔的最大质量m max 393152.3841673.29该段塔的最小质量m min30482.3841673.29代号12塔第i段操作质量，kg m i 465686.3841673.29第i段集中质量距地面高度，mmh i28509700一、塔基本参数二、分段质量1第i段当量集中质量49.90848251176.0837343塔顶部至第i段底截面高度，mm H i 6000054300第i计算段截面惯性矩，mm 4I i5.7638E+125.1840E+12第i段产生的挠度 1.9544E-04 1.6106E-04第i-1段产生的挠度1.4486E-04基本自振周期，sT 1代号12塔第i段操作质量，kg m i /m k 465686.3841673.29第i段集中质量距地面高度，mmh i /h k2850970070853421362398121278121.07802E+163.80341E+16基本振型参与系数0.0247540430.155430577地震影响系数曲线下降段的衰减系数γ地震影响系数曲线的阻尼调整系数η2对塔的基本振型自振周期T 1的地震影响系数α1集中质量m k 引起的基本振型水平地震力，NF 1k51927.2058129177.596721327206183404230913αmax取0.24垂直地震影响系数最大值αvmax 计算垂直地震力塔的当量质量m eq塔式容器底截面处垂直地震力任意质量i处所分配到的垂直地震力F vi158106.106948154.82082塔任意计算截面处得垂直地震力780869.2301622763.1232第2截面集中质量高度距截面处高h k -h①基本参数体型系数K 10.70.7基本风压,Pa/m2q 0450450q 0T 284.75516392代号12塔段长度，m0-5.7 5.7-13.757008000脉动增大系数ξ 1.842 1.842保温层厚度，mm δsi 100100笼式扶梯当量宽度，mm K 3400400操作平台当量宽度，mm K 412001200塔顶管线外直径d 0200200管线保温层厚度，mm δps 2018第i段计算长度，mml i 57008000第i段直径D oi 90009000风压高度变化系数f i 1.00 1.1036塔各段有效直径D ei1104011036脉动影响系数υi 0.41040.7459振型系数φzi 0.020.08264塔各计算段的风振系数（H>20m)K 2i 1.0151191361.102884239第i段计算长度，mml i 57008000水平风载荷P20122.0163533849.62446计算截面代号12塔壳有效厚度，mm δei 2018计算截面以上操作质量，kgm 0465686.3841673.29计算截面塔直径D 90009000计算截面横截面积，mm 2565486.668508938.0012计算截面断面模数，mm 312723450031145110503最大弯矩M max ，N·mm2.22472E+101.83749E+10B70461.2B 8455.21.2[σ]t159.6159.6操作时引起的轴向应力，Mpa 22.525M max 引起的轴向应力,Mpa 轴向压应力轴向拉应力30.5256439.01945经对比，明显，在任何截面地震弯矩>风弯矩允许轴向压应力m 0引起的轴向应力，Mpa是否满足条件是否满足条件七、裙座稳定校核由试验压力引起的周向应力，MPa σ69.2285由试验压力引起的轴向应力，Mpa σ128.125由质量引起的轴向应力，Mpa σ2 3.723717455由弯矩引起的轴向应力，Mpaσ35.2455591660.9R el R p0.2φ185.16825液压试验时最大组合拉应力29.64684171液压试验时最大组合压应力σ2+σ38.96927662基础环外径D ob 9300基础环内径D ib 8700基础环抗弯截面系数Z b1.8E+10基础环面积A b84823001.986781.156316181基础环无筋板时的厚度28.852628240.87561地脚螺栓的螺纹小径d 138.86928962地震载荷为控取地脚螺栓为M48，5混凝土基础上的最大应力σbmax地脚螺栓承受的最大拉应力σB取较大值八、立置液压试验时的应力校核九、基础环厚度计算十、地脚螺栓计算900090009000420042004200600006000060000600006000060000 345678 100006300294410000100007056 161414121212 35574.6519606.1717169.8912464.5512464.558795.00 33500129000000 42602683.82357.2000 5486.515001085104310431043 000000 000000 78821.1536689.9720612.0913507.5513507.559838.00 78821.1536689.9720612.0913507.5513507.559838.00 112321.1549589.9720612.09213507.5513507.559838 345678 78821.1536689.9720612.0913507.5513507.559838.00 1870026850314723794447944564722386.2384283287.9596232974.6875023416.2698466891.6882998202.619644463003630030000270561705670564.6049E+124.0266E+121.1241E-04 6.1950E-059.9849E-055.4171E-0534567878821.1536689.9720612.0913507.5513507.559838.001870026850314723794447944564722.0156E+11 1.61422E+11 1.15082E+1199836937667 1.41801E+11 1.32025E+115.15428E+177.10199E+17 6.42533E+177.37914E+17 1.4886E+18 1.77177E+180.416045920.7158059320.9083754151.202523371.7079700662.183376397147720.0019118303.588884341.7705673168.70675103923.103796758.850281473955505985125694.5648703759.4512530477.2647605977.25555715360.9727272731.519480519Tg取0.55αmax取0.240.459183488=⎪⎭⎫⎝⎛∑3H h m i i175587.9151117355.080477278.1405261056.224377147.3650166183.57703574608.3024399020.3873281665.3069204387.1663143330.94266183.577031.32644E+107.76087E+09 5.13160E+09 4.20123E+09 1.82857E+09 3.41365E+080.70.70.70.70.70.745045045045045045034567813.7-23.723.7-3030-32.94432.944-42.94442.944-52.94452.944-601000063002944100001000070561.842 1.842 1.842 1.842 1.842 1.8421001001001001001004004004004004004001200120012001200120012002002002002002002001614141212121000063002944100001000070569000900066004200420042001.3129 1.42 1.4752 1.592 1.6994 1.77110321102886286224622462240.156510251.9865780869.23010.80480.830.8360.8560.872940.880.22550.340.3990.621460.85176811.254619987 1.36606507 1.416502771 1.615507725 1.805934461 1.91579661100006300294410000100007056 57241.1904442452.922416719.6363850423.4132160169.6848846909.561876.43093E+09 3.97798E+09 2.74665E+09 2.25835E+099.35441E+08 1.65497E+081.32644E+107.76087E+09 5.13160E+09 4.20123E+09 1.82857E+09 3.41365E+086.43093E+09 3.97798E+09 2.74665E+09 2.25835E+099.35441E+08 1.65497E+08风弯矩，故该塔稳定及强度校核以地震弯矩控制345678161414121212 78821.1536689.9720612.0913507.5513507.559838.00 900090009000420042004200 452389.3344395840.6676395840.6676158336.267158336.267158336.267 1017876002890641502.1890641502.1166253080.4166253080.4166253080.41.32644E+107.76087E+09 5.13160E+09 4.20123E+09 1.82857E+09 3.41365E+084543433535355451.651.6424242159.6159.6159.6159.6159.6159.628.12532.1428571432.1428571417.517.517.52.97938895 1.917309299 1.222385593 2.127726251 1.742115137 1.0275242690.439062471-0.098756355-0.200739062-0.453958541-0.0683474280.1915366813.031488.71380 5.7616925.2701010.99871 2.0532916.0108710.63111 6.9840827.3978312.74082 3.0808138.1770938.9393436.6821640.6423826.7565918.52576校验合格（橙色的两行纵向对比）校验合格本塔无裙座，该项略合格取2.0MPa荷为控制载荷，故不需计算48，50个680335.98备注27385.45556材质弹性模量1917509.62393E+115.91526E+186554930045备注∑。