腿式支座强度校核计算
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带有柱间支撑的腿式支座的设计计算王峰王亚军兰育文(北京蓝图工程设计有限公司)摘要提出一种带有柱间支撑的腿式支座结构,对该结构进行了受力分析和强度(稳定性)校核,并指出设计该结构时的注意事项$关键词腿式支座柱间支撑斜拉杆设计计算中图分类号TQ053.2文献标识码A文章编号0254-6094(2020)03-0371-04在工程设计中,因腿式支撑具有结构简单、轻巧,易于制造、安装,还能为容器下方留有较大空间,便于维修、布置元件等诸多优点而得到广泛的应用#然而,随着石油化工装置的大型化,容器的直径、高度、长径比及支腿高度等参数远远超出我国现有的相关标准的适用范围[1],带有柱间支撑的腿式支座(简称支腿)就是为了满足大型立式容器的“特需”而设计的。
对于立式容器支腿的计算方法主要有3种,桑如苞详细描述了支腿的受力并对3种方法进行了对比分析[2],工程设计中主要按照文献[1]的方法进行强度和稳定性计算*笔者根据球罐支腿的受力模型,结合文献[1]B型支腿支座的计算方法,提出对应的计算思路*1支腿的受力分析相比标准支腿,采用带有柱间支撑的支腿时,由于增加了斜拉杆的柱间支撑结构,使支腿受力情况发生了变化*支腿主要承受两个方向的作用力:一个是由重量构成的对支腿的正压力;另一个是由地震和风载荷引起的水平力*由于斜拉杆结构的设置,使得水平力下移至拉杆与支腿连接处,变为水平力和一个弯矩[3]*因此设计支腿时应考虑以下因素:a.垂直载荷作用;b.支腿偏心结构引起的偏心弯矩的影响;c.水平力及水平推力引起的弯矩作用;d.需校核斜拉杆在水平力作用下的稳定性计算*2设计计算2.1载荷与支反力水平风载荷按文献[1]附录A计算,地震载荷的水平力按文献[4]中的方法计算*有柱间支撑时,根据力线平移定理,单根支腿的垂直支反力的计算式为:"=+0—%式中&&支腿底板中心圆直径,mm;—水平推力,取(!)+0.25!”)与之中的较大值,N;(—Z—设备重心至斜拉杆与支腿连接点的距离,mm;%—支腿个数,个;"1—设备最大操作重力载荷,N*2.2单个支腿的弯矩单个支腿的弯矩他由偏心弯矩附加弯矩)2、地震载荷、风载荷水平力作用在支腿上的弯矩)3组成,即:)4=)[+)2+)32.2.1偏心弯矩根据无力矩理论基本方程[5]和胡克定律[6],求出圆筒在内压作用下的半径增量支腿顶端的偏心距e实际上就等于圆筒在内压作用下所产生的膨胀量与支腿中心至设备外壁的距离(此作者简介:王峰(1987-),工程师,从事化工静设备的设计工作,*****************值按文献规定取值为20mm)之和,即e$!"+20;支腿的偏心弯矩2.2.2附加弯矩圆筒膨胀A r,由于支腿底部受拉杆限制作用导致支腿顶部产生△"挠度的横向作用力,因而引起支腿的弯曲,弯矩%2可按图&的力学模型求得$图1支腿的受力简图假定圆筒是刚体,在支腿的&点产生挠度A",而转角!$0。