臥式容器計算1.臥式容器的強度計算1.1支座反力按下式計算：F=墮2式中：F一每個支座的反力，N；m—容器質(zhì)量（包括容器自身質(zhì)量、充滿水或充滿介質(zhì)的質(zhì)量、所有附件質(zhì)量及隔熱層等質(zhì)量），Kg；g一重力加速度，取g=9.81m/s21.2圓筒軸向應(yīng)力1.2.1圓筒軸向彎矩計算圓筒軸向最大彎矩位于圓筒中間截面或鞍座平面上。圓筒中間橫截面上的軸向彎矩，按下式計算:1+2（紡*）4A

— 圓筒中間橫截面上的軸向彎矩，按下式計算:1+4h? L3L式中：M1—圓筒中間處的軸向彎矩，N?mm；F—每個支座的反力，N；L—封頭切線間的距離，mm；R一圓筒的平均半徑，R=R+5/2h一封頭曲面深度，mm；A—鞍座底板中心線全封頭切線的距離，mm鞍座平面上的軸向彎矩，按下式計算:M=—鞍座平面上的軸向彎矩，按下式計算:M=—FA2R2—h2

ai

2AL44h1+—襯3L式中：M2—支座處圓筒的軸向彎矩，N?mm；F一每個支座的反力，N；A—鞍座底板中心線全封頭切線的距離，mm；L—封頭切線間的距離，mm；R—圓筒的平均半徑，R=R+8/2a ainh—封頭曲面深度，mm；1.2.2圓筒軸向應(yīng)力計算1.2.2.1圓筒中間橫截面上，由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力，按下面兩式計算:1） 最高點處：b]=P^8a-314R8e ae式中：b1—圓筒中間處橫截面內(nèi)最高點的軸向應(yīng)力，MPa；p—計算壓力，MPa；R一圓筒的平均半徑，R=R+8/2a ain8—圓筒有效厚度，mm；A—鞍座底板中心線全封頭切線的距離，mm；M—圓筒中間處的軸向彎矩，N-mm；2） 最低點處：b2=pR+3]M28由上面可得：e ae1.2.2.2鞍座平面上，由壓力及軸向彎矩引起的軸向應(yīng)力，按下面兩式計算：1）當(dāng)圓筒在鞍座平面上或靠近鞍座處有加強圈或被封頭加強（即A<RJ2）時，軸向應(yīng)力七位于橫截面最高點處；當(dāng)圓筒未被加強時，七位于靠近水平中心線處：b=PcR-M2328 3.14%R28式中：b3一支座處圓筒橫截面內(nèi)最高點出的軸向應(yīng)力，MPa；p—計算壓力，MPa；R一圓筒的平均半徑，R=R+8/2a ain8—圓筒有效厚度，mm；M2—支座處圓筒的軸向彎矩，N?mm；%—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-1查得:K=1）在橫截面最低點處的軸向應(yīng)力C:4"4=Pga+314KR&由上面可得:e 1ae1.2.3圓筒軸向應(yīng)力的校核對于操作狀態(tài)下應(yīng)滿足下條件：1）計算得到七?氣，取出最大拉應(yīng)力（最大正值）:式中：8—焊縫接頭系數(shù)，此處取。=b］一設(shè)計溫度下殼體材料的許用應(yīng)力，MPa；2）計算得到七?b4，取出最大壓應(yīng)力（最小負(fù)值）:minb,b,b,b}|<bl1 2 3 4’ac式中：Uc—設(shè)計溫度下殼體材料的軸向許用壓縮應(yīng)力，取lb］、B中較小者，MPa；對于操作狀態(tài)下應(yīng)滿足下條件:1）充滿水未加壓時計算得到七?b4，取出最大壓應(yīng)力（最小負(fù)值）:|min*b,b,b,b［〈b］式中：L］a-常溫下容器殼體材料的軸向許用壓縮應(yīng)力，取0.9R^氣o2）、B0中較小者，MPa；2）加壓狀態(tài)下計算得到七?氣，取出最大拉應(yīng)力（最大正值）:mair,b,b,b}<0.98R（R ）T1T2T3T4 elP0.2式中：8—焊縫接頭系數(shù)，此處取8=Rt氣」一圓筒材料在試驗溫度下的屈服強度或0.2%規(guī)定非比例延伸強度，MPa；1.3切向剪應(yīng)力

1.3.1圓筒切向剪應(yīng)力計算在圓筒支座處橫截面上的剪應(yīng)力，按下面兩式計算。1） 圓筒未被封頭加強（即A>R/2）時：圓筒在鞍座平面上由加強圈I如圖7-7b）］,其最大剪應(yīng)力T位于截面的水平中心線處A、B點見圖7-4a）］；在鞍座平面上無加強圈或靠近鞍座處有加強圈見圖7-7c）］，其最大剪應(yīng)力T位于靠近鞍座邊角處C、D點見圖7-4b）］。KFT=—3—RKFT=—3—R5aeL+4h3i式中：T一圓筒切向剪應(yīng)力，MPa；K3—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-2查得:K=F—每個支座的反力，N；R一圓筒的平均半徑，R=R+5/25—圓筒有效厚度，mm；L—封頭切線間的距離，mm；A—鞍座底板中心線全封頭切線的距離，mm；h一封頭曲面深度，mm；2） 圓筒被封頭加強（即A<R./2）時，其最大剪應(yīng)力T位于圓筒上靠近鞍座邊角處C、D點見圖7-4b）］。1.3.2封頭切向剪應(yīng)力計算圓筒被封頭加強（即A<Ra/2）時，封頭的最大剪應(yīng)力t巧按下式計算:T=K4Fh R5he式中：th一封頭切向剪應(yīng)力，MPa；K4—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-2查得:K4=F—每個支座的反力，N；R—圓筒的平均半徑，R=R+6/2，mm；5h—封頭有效厚度，mm；1.3.3切向剪應(yīng)力的校核圓筒的切向剪應(yīng)力不應(yīng)超過設(shè)計溫度下材料許用應(yīng)力的0.8倍，即匚＜0.8卜］。封頭的切向剪應(yīng)力，應(yīng)滿足下式的要求：th-1.25卜］-。上式中：U—設(shè)計溫度下殼體材料的許用應(yīng)力，MPa；氣一由內(nèi)壓在封頭中引起的應(yīng)力（封頭受外壓，可不計算。「。橢圓形封頭按下式計算：。h=k料he上式中：K一橢圓形封頭形狀系數(shù)，K」2+［巳］6L"2*力p—計算壓力，MPa；D—筒體內(nèi)直徑，mm；6h—封頭有效厚度，mm；h—封頭曲面深度，mm；1.4圓筒圓周應(yīng)力1.4.1無加強圈圓筒1.4.1.1無墊板或墊板不起加強作用時，其周向應(yīng)力見圖7-7a）］，按下式計算:kKF1）在橫截面的最低點處：。5=一e2式中：。5一支座處圓筒橫截面最低點的周向應(yīng)力，MPa；k—系數(shù)。當(dāng)容器不焊在支座上時，取k=1；當(dāng)容器焊在支座上時，取

K5—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:K5=F一每個支座的反力，N；&一圓筒的有效厚度，mm；，mm；已一圓筒的有效寬度，取氣=b+1.56JR書"，mm；2)在鞍座邊角處：F 3KF當(dāng)L/R>8當(dāng)L/R>8時:當(dāng)L/R<8時:45b 252e2 e__F_12KFR

b6=—4Sb—L&2一e2 e式中：氣一無加強圈時鞍座邊緣處的圓筒周向應(yīng)力，MPa；F一每個支座的反力，N；5—圓筒的有效厚度，mm；b2—圓筒的有效寬度，取b2=b+L56Jrb,mm；K6—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:K=R—圓筒的平均半徑，R=R+5/2，mm；L一封頭切線間距離，mm；1.4.1.2墊板起加強作用時，其周向應(yīng)力見圖7-7a)］，按下面兩式計算。kKF1)在橫截面的最低點處：b5=—(5+&力ere2式中：七一支座處圓筒橫截面最低點的周向應(yīng)力，MPa；k—系數(shù)。當(dāng)容器不焊在支座上時，取k=1；當(dāng)容器焊在支座上時，取K=0.1；K5—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:K=F一每個支座的反力，N；5—圓筒的有效厚度，mm；8—鞍座墊板有效厚度，mm；b2—圓筒的有效寬度，取b2=b+L56JR8 ,mm；2）在鞍座邊角上：F_ 3KF4(8+8)b—2(82+82)ere2 e re當(dāng)L/R<8時：b-F-12KFR當(dāng)a時：6 4(8+8)b L(82+8a2)ere2 e re式中：b6一無加強圈時鞍座邊緣處的圓筒周向應(yīng)力，MPa；F一每個支座的反力，N；8—圓筒的有效厚度，mm；8—鞍座墊板有效厚度，mm；b2—圓筒的有效寬度，取b2=b+L56Jrb,mm；K6—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:K=R—圓筒的平均半徑，R=R+8/2，mm；L一封頭切線間距離，mm；3）鞍座墊板邊緣處圓筒中的周向應(yīng)力見圖7-7a）］，按下面兩式計算:當(dāng)L/R>8時：b'=-*-槳TOC\o"1-5"\h\z6 48b 282e2 eF 12KFR當(dāng)l/r<8時：b6=-48b一e2 e式中：b6一無加強圈時鞍墊板邊緣處的圓筒周向應(yīng)力，MPa；F一每個支座的反力，N；8—圓筒的有效厚度，mm；\o"CurrentDocument"b2—圓筒的有效寬度，取b2=b+L56Jr8 ,mm；K6—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:氣=R—圓筒的平均半徑，R=R+6/2,mm；a ainL—封頭切線間距離，mm；1.4.2有加強圈的圓筒1.4.2.1當(dāng)加強圈位于鞍座平面見圖7-7b）、圖7-8〕，在鞍座邊角處的圓筒的周向應(yīng)力按下式計算：?=-—8一+ _專——一7AI式中：?7—加強圈與圓筒組合截面上圓筒內(nèi)表面或外表面的最大周向應(yīng)力，MPa；K8—系數(shù)。由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:K=F一每個支座的反力，N；A0一一個支座的所有加強圈與圓筒起加強作用有效段的組合截面積之和，mm2；C4—系數(shù)。由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:。廣K7—系數(shù)。由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:K7=R—圓筒的平均半徑，R=R+6/2，mm；a aine一對內(nèi)加強圈，為加強圈與圓筒組合截面形心距圓筒外表面之距離，mm；對外加強圈，為加強圈與圓筒組合截面形心距圓筒內(nèi)表面之距離，mm；系數(shù)C、C、K、K值由表7-4查取。4 5 7 81.4.2.2當(dāng)加強圈靠近鞍座平面時見圖7-7c）、圖7-9〕，在橫截面最低點的周向應(yīng)力?:5kKF1）對無墊板或墊板不起加強作用的，按式?5=--^計算。e2式中：?5一支座處圓筒橫截面最低點的周向應(yīng)力，MPa；k—系數(shù)。當(dāng)容器不焊在支座上時，取k=1；當(dāng)容器焊在支座上時，取k=0.1；K5—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:K5=F一每個支座的反力，N；&一圓筒的有效厚度，mm；b一圓筒的有效寬度，取b2=b+L56JR8,mm；2)對墊板起加強作用的，按式b=rJF計算。5 (o+o)b式中：^5一支座處圓筒橫截面最低點的周向應(yīng)力，MPa；k—系數(shù)。當(dāng)容器不焊在支座上時，取k=1；當(dāng)容器焊在支座上時，取k=0.1；K5—系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:K=F一每個支座的反力，N；0—圓筒的有效厚度，mm；0—鞍座墊板有效厚度，mm；b2—圓筒的有效寬度，取b2=b+L56JR8 ,mm；1.4.3周向應(yīng)力校核周向應(yīng)力應(yīng)滿足下列條件：b|<b]b|<1.25b]6b'|<1.25b]b|<1.25b]7b1<1.25b]2.鞍座設(shè)計2.1腹板水平分力及強度校核支座腹板的水平分力F按下式計算：Fs=%F式中：%9一系數(shù)，由JB/T4731-2005鋼制臥式容器表7-3查得:K=F一每個支座的反力，N；鞍座腹板有效截面內(nèi)的水平方向平均拉應(yīng)力按下面兩式計算。F當(dāng)無墊板或墊板不起加強作用時：。9=Hbs0式中：%一鞍座腹板水品方向上的平均拉應(yīng)力，MPa；F當(dāng)墊板起加強作用是：b= ?s9Hb+bo式中：b9一鞍座腹板水品方向上的平均拉應(yīng)力，MPa；F一支座腹板的水平分力，N；sH一計算高度，取鞍座墊板地面全底板地面距離和R/3兩者中的較小值，mm；b0一鞍座腹板厚度，mm；b一鞍座墊板有效寬度，取b=b，mm；5一鞍座墊板有效厚度，mm；應(yīng)力應(yīng)按下式校核：b<2lb］，許用應(yīng)力lb］按5.4選取。9 3sa Sa2.2鞍座壓縮應(yīng)力及強度校核2.2.1當(dāng)?shù)卣疠d荷引起的水平地震力小于或等于鞍座底板與基礎(chǔ)間靜摩擦力(F^<mgl)時，在軸向彎矩及垂直載荷作用下，支座腹板與筋板組合截面內(nèi)產(chǎn)生的壓應(yīng)力按下式計算：b=-F-FH一fhsaA 2Z A(L-2A)2.2.2當(dāng)?shù)卣疠d荷引起的水平地震力大于底板與基礎(chǔ)的靜摩擦力(F^〉mgl)時，支座腹板與筋板組合截面內(nèi)產(chǎn)生的壓應(yīng)力按下式計算：

__F_（F-Ff）H_FH°sa——l-—EZ'—A（^L-2A）式中：。一由水平地震力引起的支座腹板與筋板組合截面的壓應(yīng)力，MPa；F一每個支座的反力，N；Asa一腹板與筋板（小端）組合截面積，mm2；f一鞍座底板對鋼基礎(chǔ)墊板的動摩擦系數(shù)，f=0.15oH一圓筒最低表面至基礎(chǔ)表面的距離，即鞍座高度，mm；Z一腹板與筋板（小端）組合截面的抗彎截面系數(shù)，mm3；「一考慮地震影響時，臥式容器產(chǎn)生的水平地震力，F(xiàn)^=amg，n；H一圓筒中心至基礎(chǔ)表面的距離，mm；L一封頭切線間距離，mm；A-鞍座底板中心線全封頭切線的距離，mm；a1—水平地震影響系數(shù)，按表7-6選取；2.2.