《钢制塔式容器》PPT课件.ppt

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1、钢制塔式容器（JB/T4710-2005）教材培训中心教材培训中心 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班 2009.6.12 郑州 塔式容器设计概论塔式容器设计概论:塔式容器设计的基本要求塔式容器设计的基本要求:满足工艺要求：满足工艺要求：生产能力、生产效率和操作弹性生产能力、生产效率和操作弹性;工作安全、稳定、可靠。工作安全、稳定、可靠。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 塔式容器设计的基本内容塔式容器设计的基本内容:工艺设计工艺设计:塔

2、径、塔高、塔板（型式、数量、塔径、塔高、塔板（型式、数量、塔板布置等）、填料及其高度。塔板布置等）、填料及其高度。机械设计机械设计:结构和强度、刚度、稳定性。结构和强度、刚度、稳定性。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-20051、适用范围、适用范围 设计压力设计压力p35MPa 高度高度H10m、且且H/D5 裙座自支承的塔式容器。裙座自支承的塔式容器。其中：其中：H 总高；总高；D 塔塔壳壳的的平平均均直直径径。对对等等直直径径塔塔为其公称直径；为其公称直径；对不等直径塔式容器：对不等直径塔式容器

3、：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005对塔器对塔器总高总高H的一点说明：的一点说明：适用范围是考虑下述因素制定的：适用范围是考虑下述因素制定的：a.塔式容器振动时只作平面弯曲振动；塔式容器振动时只作平面弯曲振动；b.高高度度小小的的塔塔式式容容器器截截面面的的弯弯曲曲应应力力小小，计算壁厚取决于压力或最小厚度；计算壁厚取决于压力或最小厚度；c.塔塔为为独独

4、立立的的塔塔，塔塔与与塔塔之之间间、塔塔与与框框架之间无关联；架之间无关联；d.塔设备为无夹套。塔设备为无夹套。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005本标准不适用于下列塔式设备：本标准不适用于下列塔式设备：a.带用牵拉装置的塔器；带用牵拉装置的塔器；b.由操作平台联成一体的排塔或塔群；由操作平台联成一体的排塔或塔群；c.带有夹套的塔器。带有夹套的塔器。2.2

5、.塔式容器应考虑的载荷塔式容器应考虑的载荷 a.压力（含液柱静压力）载荷；压力（含液柱静压力）载荷；b.重力载荷；重力载荷；c.风载荷：风载荷：顺风向载荷顺风向载荷 横风向载荷；横风向载荷；d.地震载荷：水平地震力地震载荷：水平地震力 垂直地震力。垂直地震力。需要时还要考虑其他外力载荷。需要时还要考虑其他外力载荷。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005质量载荷：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-200

6、5风载荷：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005地震载荷:河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005从载荷性质上分，载荷又可分为：从载荷性质上分，载荷又可分为：静载荷静载荷和和动载荷。动载荷。其其区别区别：a.载载荷荷大大小小、方方向向甚甚至至作作用用点点等等不不随随时时间间变化的是静载荷，随时间变化的是动载荷。变化的是静载荷，随时间变化的是动载荷。b.动动载载荷荷使使结结构构产产生生加加速速度度，引

7、引起起结结构构振振动。而静载荷不会引起振动。动。而静载荷不会引起振动。c.动动载载荷荷计计算算与与结结构构自自身身的的振振动动特特征征（如如自自振振频频率率或或周周期期、振振型型与与阻阻尼尼）有有关关，而而静静载载荷荷仅与载荷大小、约束条件有关。仅与载荷大小、约束条件有关。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-20053.3.塔式容器应考虑工况：塔式容器应考虑工况：a.水压试验工况；水压试验工况；b.操作工况；操作工况；c.检修工况（应包括安装工况）。检修工况（应包括安装工况）。河河 南南 省省 压压

8、力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-20054.设计（计算）压力与设计温度设计（计算）压力与设计温度 对工作压力小于对工作压力小于0.1MPa的内压塔式容的内压塔式容器、设计压力取不小于器、设计压力取不小于0.1MPa；裙裙座座壳壳和和地地脚脚螺螺栓栓的的设设计计温温度度取取使使用用地区月平均最低气温的最低值加地区月平均最低气温的最低值加20。其他同其他同GB150。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 5.5.腐蚀裕量腐蚀

9、裕量 A.A.塔体：塔体：a)应应根根据据预预期期寿寿命命和和介介质质；利利用用金金属属材材料料的腐蚀速率确定腐蚀裕量；的腐蚀速率确定腐蚀裕量；b)各各元元件件受受到到腐腐蚀蚀程程度度不不同同时时，分分别别确确定定其腐蚀裕量；其腐蚀裕量；c)介介质质：压压缩缩空空气气，水水或或水水蒸蒸汽汽，材材质质为为碳素钢或低合金钢时，腐蚀裕量碳素钢或低合金钢时，腐蚀裕量 1mm。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 B.B.裙座和地脚螺栓裙座和地脚螺栓 a)裙座腐蚀裕量取裙座腐蚀裕量取C2 2mm；b)地

10、脚螺栓的腐蚀裕量，取地脚螺栓的腐蚀裕量，取C2 3mm。6.6.最小厚度最小厚度 A.A.容器壳体（不包括容器壳体（不包括c c2 2）a)碳碳素素钢钢、低低合合金金钢钢制制为为2/1000的的内内 直径、且直径、且 3毫米；毫米；b)高合金钢制，高合金钢制，2mm。B.B.裙座壳裙座壳 JB/T4710规规定定裙裙座座壳壳的的名名义义厚厚度度不不得得小于小于6mm。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005C.地脚螺栓地脚螺栓 地地脚脚螺螺栓栓小小径径，规规范范并并无无限限制制，但但工工程上一般不

11、小于程上一般不小于M24，最大不超过，最大不超过M100。D.D.基础环板基础环板 a a）板板式式螺螺栓栓座座：基基础础环环板板的的最最小小厚厚度度在在新新标标准准中中没没有有具具体体规规定定，但但老老标标准准中中规规定定16mm16mm。筋筋板板厚厚度度一一般般 2/32/3基基础础环环厚厚度度，盖板厚度一般盖板厚度一般 基础环板厚度。基础环板厚度。b）管管式式螺螺栓栓座座：标标准准中中基基础础环环板板的的最最小厚度一般小厚度一般 18mm18mm。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 7

12、.7.许用应力许用应力 A.A.塔式容器壳体（含裙座壳体）塔式容器壳体（含裙座壳体）按按GB150GB150材料一章选取。材料一章选取。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 8.8.压力试验压力试验 原则：原则：试验压力、温度和介质均按照试验压力、温度和介质均按照GB150。注意：注意：A A、当当塔塔器器铭铭牌牌上上规规定定有有最最大大允允许许工工作作压压力力时时，试试验验压压力力公公式式中中应应以以该该最最大大工工作作压压力力代代替替设计压力。设计压力。B B、塔塔器器卧卧置置压压力力试试

13、验验时时，试试验验压压力力应应计计入入试试验介质的液柱静压力。验介质的液柱静压力。C C、真空塔器：液压和气压、真空塔器：液压和气压 PT=1.25P 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 9 9载荷组合系数载荷组合系数K K 长期载荷效应与短期载荷效应不同。长期载荷效应与短期载荷效应不同。方法是在应力组合后，其许用应力方法是在应力组合后，其许用应力（强度或稳定）乘以一个等于（强度或稳定）乘以一个等于1.2的载荷组的载荷组合系数合系数K。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审

14、审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 10、裙座：裙座：A A、结构形式：、结构形式：圆筒形和圆锥形。圆筒形和圆锥形。优优先先选选用用圆圆筒筒形形裙裙座座；当当DNDN1 1mm且且H/DNH/DN2525，或或DNDN1 1mm 且且H/DNH/DN3030时时可选用圆锥形裙座。可选用圆锥形裙座。标标准准要要求求：圆圆锥锥形形裙裙座座的的半半锥锥顶顶角角1515，无无论论圆圆筒筒形形或或圆圆锥锥形形裙裙座座壳壳其其名义厚度不得小于名义厚度不得小于6 6mmmm。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班

15、班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班B B、筒体与裙座的连接型式、筒体与裙座的连接型式对接结构：对接结构：要求裙壳外径宜与塔壳外径相同。要求裙壳外径宜与塔壳外径相同。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班搭接结构：搭接结构：a）尺寸要满足要求，搭接接头的角焊缝要填满。）尺寸要满足要求，搭接接头的角焊缝要填满。b）当裙壳与圆筒搭接时，封头的环焊缝应磨平，）当裙壳与圆筒搭接时，封头的环焊缝应磨

16、平，并按并按JB/T4730要求要求100%无检合格。无检合格。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 C C.当当塔塔壳壳封封头头由由多多块块板板拼拼接接制制成成时时，拼拼接接焊缝处的裙座壳应开缺口，如图所示。焊缝处的裙座壳应开缺口，如图所示。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班 R R 和和L L的的尺尺寸寸与与封封头头名名义义厚厚度度有有关关，具体查表具体查表7-37-3。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005D D.当当塔塔式式容容器器下下封封头头的的设设计计温温度度大大于于或或等等于于400400时，应设置隔

17、气圈，如图所示。时，应设置隔气圈，如图所示。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 E.E.塔式容器裙座上应设置排气孔；在裙座有保温或塔式容器裙座上应设置排气孔；在裙座有保温或 防火层时，应改为排气管，如图所示。防火层时，应改为排气管，如图所示。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班排气孔和排气管的规格和数量见表排气孔和排气管的规格和数量见表7-47-4和和7-57-5。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压

18、力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005F.F.地脚螺栓座地脚螺栓座 由由基基础础环环、筋筋板板、盖盖板板和和垫垫板板组组成成，结结构构如如图图所所示示，该该结结构构适适用用于于予予埋埋地地脚脚螺螺栓栓和和非非予予埋埋地地脚的情况。脚的情况。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班图图7-9 7-9 地脚螺栓座结构图（地脚螺栓座结构图（a a）（标准释义图（标准释义图3-13-1）L2=B+C钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力

19、容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 下下图图为为中中央央地地脚脚螺螺栓栓座座结结构构，优优点点是是地地脚脚螺螺栓栓中心圆直径小，用于地脚螺栓数量较少，需予埋。中心圆直径小，用于地脚螺栓数量较少，需予埋。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班图图7-9 7-9 地脚螺栓座结构图（地脚螺栓座结构图（b b）（标准释义图（标准释义图3-23-2）钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训

20、 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班 对塔高较小的塔式容器，地脚螺栓座可对塔高较小的塔式容器，地脚螺栓座可简化成单环板结构。简化成单环板结构。优点：结构简单；优点：结构简单；缺点：地脚螺栓座整体刚度不足。缺点：地脚螺栓座整体刚度不足。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班G.G.引出孔引出孔详细尺寸见表详细尺寸见表7-67-6。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河

21、南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班1111、塔器强度计算和稳定性校核步骤、塔器强度计算和稳定性校核步骤 塔塔设设备备的的轴轴向向强强度度和和稳稳定定性性校校核核必必须须考考虑虑正正常常操操作作、停停工工检检修修、压压力力试试验验等等三三种种工工况况，基基本本计计算算步骤为：步骤为：按设计条件，初步确定塔的厚度和其他尺寸；按设计条件，初步确定塔的厚度和其他尺寸；计计算算塔塔设设备备危危险险截截面面的的载载荷荷，

22、包包括括重重量量载载荷荷、风载荷、地震载荷和偏心载荷等；风载荷、地震载荷和偏心载荷等；危险截面的轴向强度和稳定性校核。危险截面的轴向强度和稳定性校核。设计计算裙座、基础环板和地脚螺栓等。设计计算裙座、基础环板和地脚螺栓等。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-200512.12.塔器质量计算塔器质量计算 塔体、裙座质量：塔体、裙座质量：m m0101 塔内件（如塔盘、填料）质量：塔内件（如塔盘、填料）质量：m m0202 保温层质量：保温层质量：m m

23、0303 平台及扶梯质量：平台及扶梯质量：m m0404 操作时物料质量：操作时物料质量：m m0505 塔附件（人孔、接管、法兰等）质量：塔附件（人孔、接管、法兰等）质量：m ma a 水试时充水质量：水试时充水质量：m mW W 偏心（载荷）质量：偏心（载荷）质量：m me e 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005质量叠加：质量叠加：操作质量：操作质量：m0=m01+m02+m03+m04+m05+ma+me 最大质量：最大质量：mmax=m01+m02+m03+m04+ma+mw+me

24、最小质量：最小质量：mmin=m01+0.2m02+m03+m04+ma 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005说明：说明：a）当空塔吊装时，无保温层、平台和扶梯，）当空塔吊装时，无保温层、平台和扶梯，则最后一式中不计则最后一式中不计m03、m04。b）部分部件的经验质量：）部分部件的经验质量：C）附属件的质量一般取）附属件的质量一般取ma=0.25m0113.13.自振周期自振周期 如如果果把把塔塔设设备备视视为为具具有有多多个个自自由由度度的的体体系系，则则它它就就具具有有多多个个固固有有频

25、频率率（周周期期），其其中中最最低低的的频频率率1 1，称称为为“基基本本频频率率”，与与基基本本频频率率相相对对的的周期（周期（T T1 1=2/=2/1 1）就叫）就叫“基本周期基本周期”。频频率率从从低低到到高高排排序序，分分别别就就叫叫“第第一一、第第二二、第第三三振振动动频频率率（1 1、2 2、3 3）”等等，相相应应地地，与与其其相相对对应应的的周周期期分分别别叫叫“第第一一、第第二二、第第三三自振周期自振周期”。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力

26、 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班 对对应应于于任任意意一一个个频频率率，体体系系中中各各质质点点振振动动后后的的变变形形曲曲线线称称为为振振型型。与与塔塔设设备备前前三三个个振振动动频频率率相相对对应的振型见下图所示。应的振型见下图所示。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班A A、等直径、等厚度塔的固有周期、等直径、等厚度塔的固有周期 计算模型：计算模型：顶端自由、底部固定、质量沿高度顶端自由、底部固定、质量沿高度均匀分布的悬臂梁（弹性连续体），均匀分布的悬臂梁（

27、弹性连续体），如下图所示。如下图所示。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005B B高振型计算高振型计算 当当H/D15，且，且H20m时要考虑高振型影响。时要考虑高振型影响。按按JB/T4710附附录录B计计算算，对对等等直直径径、等等壁壁厚厚的的塔式容器，可近似取：塔式容器，可近似取：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班C.C.影响自振周期的因素影响自振周期的因素钢制塔式容器钢制塔式容器JB

28、/T4710-2005 与塔的总质量与塔的总质量m m0 0的的0.50.5次方成正比；次方成正比；与塔的高径比与塔的高径比H/D H/D 的的1.51.5次方成正比；次方成正比；与塔的壁厚与塔的壁厚e e的的0.50.5次方成反比。次方成反比。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班D D、变直径或变厚度塔的固有周期、变直径或变厚度塔的固有周期 质量折算法：质量折算法：将将一一个个多多自自由由度度体体系系用用一一个个折折算算的的集集中中质质量量来来代代替替，从从而而将将一一个个多多自自由由度度体体系系简简化化为为一一个个单单自自由由度度体系体系

29、。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班 自振周期自振周期T T1 1提高，脉动增大系数提高，脉动增大系数（随（随q q1 1T T1 12 2的增大而增大）增大，的增大而增大）增大，计算段的水平风计算段的水平风力力P Pi i 增大。增大。钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005E、自振周期对计算载荷的影响、自振周期对计算载荷的影响 a a）对风载荷的影响：）对风载荷的影响：当当H20mH20m时，时，K2i2i=1.7=1.7当当H H20m20m时，时，河河 南南 省省 压压

30、力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班b b）对地震载荷计算的影响：）对地震载荷计算的影响：钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-20051414、地震载荷、地震载荷（1）名词术语：）名词术语：震震级级：表表示示地地震震大大小小的的尺尺度度，用用震震源源释释 放能量大小度量。放能量大小度量。烈烈度度：某某一一地地区区地地面面各各类类结结构构物物和和建建筑筑 物宏观破坏程度。物宏观破坏程度。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 基基本本烈烈度度：指指在在一一定定期期

31、限限内内，一一个个地地区区可可能能普普遍遍遭遭遇遇到到的的最最大大烈烈度度，基基本本烈烈度度为为50年超越概率为年超越概率为10%的烈度。的烈度。设设防防烈烈度度：按按国国家家规规定定的的权权限限批批准准作作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。为一个地区抗震设防依据的地震烈度。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 设设计计基基本本地地震震加加速速度度：50年年设设计计基基准准期期超超越越概率为概率为10%的地震加速度取值；的地震加速度取值；对对应应于于设设防防烈烈度度的的设设计计基基本本地地震震

32、加加速速度度和和max值见下表。值见下表。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005（2 2）水平地震力计算）水平地震力计算 a a）基本振型水平地震力）基本振型水平地震力 地震影响系数，见图地震影响系数，见图8-4基本振型参与系数，式基本振型参与系数，式8-10 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容

33、器钢制塔式容器JB/T4710-2005Tg：场地土的特征周期值。与场地土类别场地土的特征周期值。与场地土类别（、）和设计地震分组（共三组）有关。）和设计地震分组（共三组）有关。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005b）垂直地震力）垂直地震力 垂直地震只有在垂直地震只有在八度和九度区八度和九度区才需验算。才需验算。塔器底部截面处总的垂直地震力为：塔器底部截面处总的垂直地震力为：式中：式中：VmaxVmax垂直地震影响系数的最大值，垂直地震影响系数的最大值，取取VmaxVmax=0.65=0.65

34、maxmax；m meqeq塔设备的当量质量，塔设备的当量质量，取取m meqeq=0.75m=0.75m0 0，kgkg；m m0 0塔设备操作时的质量，塔设备操作时的质量，kgkg。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 任意质量任意质量i i处所分配的垂直地震力（沿塔处所分配的垂直地震力（沿塔高按倒三角形分布重新分配）为：高按倒三角形分布重新分配）为：任意计算截面任意计算截面I-II-I处的垂处的垂直地震力为：直地震力为：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员

35、员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005C C）地震弯矩：）地震弯矩：由由于于水水平平地地震震力力的的作作用用，在在塔塔设设备备的的任任意意计计算截面算截面I-II-I处，基本振型的地震弯矩为：处，基本振型的地震弯矩为：对等直径、等壁厚塔器在任意截面对等直径、等壁厚塔器在任意截面I-II-I和底和底截面截面0-00-0的基本振型地震弯矩分别为：的基本振型地震弯矩分别为：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005说明：说明：当当H/D15，且且H20m时时要要考考虑虑高高

36、振振型型影影响响。高高振振型型的的计计算算参参照照JB/T4710附附录录B，但但由由于于其其计计算算比比较较复复杂杂，一一般般是是按按第第一一振振型型的的计计算算结结果果估估算算（旧标中的规定旧标中的规定），即：），即：15.15.风载荷风载荷 （1）名词术语）名词术语风风压压：当当风风以以一一定定速速度度运运动动时时，垂垂直直于于风风向向的的平平面上所受到的压力。面上所受到的压力。基基本本风风压压：风风载载荷荷的的基基准准压压力力，按按我我国国荷荷载载规规范范规规定定为为十十米米高高度度处处五五十十年年一一遇遇十十分分钟钟的的最最大大平平均均风风速速，按按q0=1/2v02计计算算得得出出

37、的的，新新标标准准规规定定，不得小于不得小于0.3KN/m2（而旧标中规定（而旧标中规定0.25KN/m2）。）。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005（2 2）顺风向水平风力）顺风向水平风力 计算段的水平风力计算段的水平风力 Pi=K1 K2i fi qo li Dei 风振系数风振系数K K2i2i：对塔高对塔高H20m H20m 的塔设备，取的塔设备，

38、取K K2i2i=1.70=1.70。对塔高对塔高H H20m 20m 的塔设备，则的塔设备，则K K2i2i按下式计算：按下式计算：脉动增大系数脉动增大系数i i第第i i段的脉动影响系数段的脉动影响系数zizi第第i i段的振型系数段的振型系数fi fi 风压高度变化系数风压高度变化系数 高高度度变变化化系系数数：任任意意高高度度处处风风压压与与1010米米高高度度处处的的风风压压之之比比，它它是是与与高高度度和和地地面面粗粗糙糙度度有有关关的的系数，荷载规范规定为指数规律：系数，荷载规范规定为指数规律：f fi i=c c(h h/10)/10)脉脉动动增增大大系系数数i i：表表示示脉

39、脉动动风风作作用用下下塔塔式式容容器器的的振振幅幅与与将将脉脉动动载载荷荷以以静静力力方方式式作作用用在在塔塔式式容容器上所产生的位移之比。它就是动力放大系数。器上所产生的位移之比。它就是动力放大系数。脉脉动动影影响响系系数数i i：反反映映脉脉动动风风压压沿沿高高度度变变化化及及其其空空间间相相关关性性的的系系数数。振振型型系系数数zi塔塔式式容容器器的的顺顺风风向向计计算算公公式式仅仅考考虑虑了了第第一一振振型型风风振振，多多自由度体基本振型的顺风的风振。自由度体基本振型的顺风的风振。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔

40、式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 塔设备迎风面的有效直径塔设备迎风面的有效直径D Deiei：是该段所有受风构件迎风面的宽度总和。是该段所有受风构件迎风面的宽度总和。当笼式扶梯与塔顶管线布置成当笼式扶梯与塔顶管线布置成180180时：时：当当笼笼式式扶扶梯梯与与塔塔顶顶管管线线布布置置成成9090时时，D Deiei取下列两式中的较大值：取下列两式中的较大值：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容

41、器钢制塔式容器JB/T4710-2005风弯矩计算：风弯矩计算：II注：注：当当H/D15，且且H30m时时要要按按附附录录A A计计算算横横风风向向振振动动（而旧标中没有规定而旧标中没有规定）。）。（3 3）横风向风振）横风向风振 a）产生的原因：）产生的原因：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005产生的旋涡特性与流动的雷诺数有关：产生的旋涡特性与流动的雷诺数有关：ReRe5 5：则则塔塔体体后后流流线线是是封封闭闭的的，且且塔塔体体上上下下游的流线是对称的，边界层未发生分离现象；游的流线是对

42、称的，边界层未发生分离现象；5Re5Re4040：塔体背后出现一对稳定的旋涡；：塔体背后出现一对稳定的旋涡；40Re40Re150 150：塔塔体体背背后后两两侧侧，交交替替产产生生或或脱脱落落旋旋涡涡，在在尾尾流流中中有有规规律律的的交交错错排排列列两两行行旋旋涡涡，如图所示，这个现象在工程上称为如图所示，这个现象在工程上称为卡曼涡街卡曼涡街。300Re300Re3103105 5 ：旋旋涡涡以以一一确确定定的的频频率率周周期期性的脱落，该范围称为性的脱落，该范围称为亚临界区亚临界区；河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式

43、容器JB/T4710-2005 3103105 5 ReRe 3.5103.5106 6 ：尾尾流流无无规规律律且且都变成紊流，无旋涡出现，该范围称为都变成紊流，无旋涡出现，该范围称为过渡区过渡区；ReRe3.5103.5106 6 ：卡卡曼曼涡涡街街又又重重新新出出现现，该该范围称为范围称为超临界区超临界区。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005b b）升力的大小：）升力的大小：升力的大小由下式确定：升力的大小由下式确定：F FL L=C=CL L 2 2 A/2 A/2 式中：式中：C CL

44、 L升力系数，与升力系数，与ReRe有关；有关；空气密度，空气密度，Kg/mKg/m3 3；风速，风速，m/sm/s；A A沿风向的投影面积，沿风向的投影面积，m m2 2，等于塔径乘以塔高。，等于塔径乘以塔高。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 c）是否发生共振的判别）是否发生共振的判别:vvc1 不需考虑塔器共振不需考虑塔器共振 vc1vvc2 必须考虑第一振型振动必须考虑第一振型振动 vvc2 考虑一、二振型，取最大值。考虑一、二振型，取最大值。Vcn=D fcn/St=5D/Tcn

45、河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 如果发生共振，必须按附录如果发生共振，必须按附录A的方法计算的方法计算最大风弯矩最大风弯矩！河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 d d）防振措施）防振措施:（1 1）改变塔设备的自振周期；）改变塔设备的自振周期；（2 2）增加塔的阻尼；）增加塔的阻尼；（3 3）采用扰流装置。）采用扰流装置。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批

46、 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005轴向翅片轴向翅片 同圆周上的翅片夹角为同圆周上的翅片夹角为9090；相邻圆周上的翅片彼；相邻圆周上的翅片彼此错开此错开3030。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 螺旋形翅片螺旋形翅片 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-200516.偏心弯矩偏心弯矩Me=me gle 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审

47、审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-200517.最大弯矩最大弯矩 确确定定最最大大弯弯矩矩时时，偏偏保保守守地地假假设设MW、ME和和Me同时出现，且出现在塔设备的同一方向。同时出现，且出现在塔设备的同一方向。塔器任意计算塔器任意计算截面截面I-II-I处的最大弯矩为：处的最大弯矩为：塔底截面塔底截面0-00-0处的最大弯矩为：处的最大弯矩为：当当H/DH/D1515且且H H30m30m时要按附录时要按附录A A计算横风向振动！计算横风向振动！河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容

48、器JB/T4710-200518.18.塔壳强度计算和稳定性校核塔壳强度计算和稳定性校核 根据操作压力（内压或外压）计算塔体厚度根据操作压力（内压或外压）计算塔体厚度之后之后 对正常操作、停工检修及压力试验等工对正常操作、停工检修及压力试验等工况，分别计算各工况下相应压力、重量和垂直地况，分别计算各工况下相应压力、重量和垂直地震力、最大弯矩引起的筒体轴向应力震力、最大弯矩引起的筒体轴向应力 再确再确定最大拉伸应力和最大压缩应力定最大拉伸应力和最大压缩应力 进行强度进行强度和稳定性校核。和稳定性校核。如不满足要求，则须调整塔体厚度，重新进如不满足要求，则须调整塔体厚度，重新进行应力校核。行应力校

49、核。河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005说明：说明：P Pc c为计算压力；为计算压力；水压试验时用下式计算：水压试验时用下式计算：（1 1）由内压或外压引起的筒体轴向应力）由内压或外压引起的筒体轴向应力1 1：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005（2 2）由重力及垂直地震力引起的轴向应力：）由重力及垂直地震力引起的轴向应力：说明：说明：仅在最大弯矩为地震弯矩参与组合仅在最大弯矩为地震弯矩参与

50、组合时，才计入垂直地震力时，才计入垂直地震力FV。压力试验时：压力试验时：操作或非操作时：操作或非操作时：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005（3 3）由弯矩引起的轴向应力）由弯矩引起的轴向应力压力试验时：压力试验时：河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器 设设 计计 审审 批批 员员 培培 训训 班班*：括号为外压操作的塔式容器：括号为外压操作的塔式容器（4 4）应力组合及许用值）应力组合及许用值钢制塔式容器钢制塔式容器JB/T4710-2005 河河 南南 省省 压压 力力 容容 器器