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=300
C.
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,
=1.8
MPa。
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
=596
35.86=21372.56kg;
封头质量
=438
2=876kg
裙座质量
=596
3.08=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
=
=0.785
4
75
70=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+2
100+400+257=2881mm
b:
=2024+2
100+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
=481
500+1161
（1000+1000）+7277
（1000+2000+500）+18521
（1000+2000+7000+5000）+25256
（1000+2000+7000+10000+5000）+33532
（1000+2000+7000+10000+10000+5000）=2.1327
N.mm
2.6.2 对1-1截面
=
=1161
1000+7277
（1000+3500）+18521
（2000+7000+5000）+33532
（2000+7000+10000+10000+5000）=1.813
N.mm
2.6.3 对2-2截面
=7277
3500+18521（7000+5000）+31226.06
（7000+10000+4550）+25256
（1000+10000+5000）+33532
（7000+10000+10000+5000）=2.1056
N.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
=0.457
0.5
0.092
892115.39
9.81
40000=7.6010
N.mm
=1.25
=1.25
7.6010
=9.5013
N.mm
对于1-1截面
=
=7.29
N.mm
=1.25
=1.25
7.29
N.mm
对于2-2截面
=
=6.759
N.mm
=1.25
=1.25
6.759
=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
=
=21.056
0.7848
=21.8401
N.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。
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