钢制球形储罐耳板和翼板的设计计算

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1、(##"，%"（!）王跃祖钢制球形储罐耳板和翼板的设计计算(%钢制球形储罐耳板和翼板的设计计算王跃祖!云南化工设计院有限公司昆明!"##$%摘要分析&’%())*+%,,-《钢制球形储罐》耳板和翼板的计算，并提出补充的计算方法。关键词钢制球形储罐耳板翼板计算"#"存在的问题!概述支座在球罐设计计算中占有重要的位置，考与相同容积的圆筒形容器比较，球形储罐因其虑的因素多、计算较为复杂。支座的受力主要包周向薄膜应力与经向薄膜应力相等，且仅为圆筒形括：!罐体和物料的重量（静载荷）；"风载荷容器周向薄膜应力的一半，故具有所需钢材较少，和地震载荷（动载荷）；#内压、温度作用下

2、球占地面积小和承载能力高等优点，而获得广泛的应壳膨胀而造成的支柱弯曲；$施工安装过程中出用。目前，钢制球形储罐的设计、制作和安装都已现的一些附加载荷等。上述第$项主要在施工安经较为成熟，但笔者认为，某些细节还可补充、完装中采取措施加以解决。支座有关部件的计算在善，并对&’%())*+%,,-《钢制球形储罐》耳板和&’%())*+%,,-《钢制球形储罐》中已详细阐翼板的设计计算提出一些看法，供读者参考。述，并有相关计算公式（公式,至公式*-），其"设计计算中包括耳板和翼板的计算公式，即公式!)和!$如下："#!范围01%./23［&］.球罐支座是用以支承球罐本体重量

3、和贮存物%%&5料重量的结构部件，支座的结构形式较多，可分%4/·(&65为柱式支座和裙式支座两大类。柱式支座以其受根据耳板和翼板受到销子挤压应力（该应力力均匀、弹性好、安装方便、施工简单、容易调不超过耳板或翼板材料的许用压应力），可算出整、操作和检修方便等优点而获得广泛应用。柱耳板和翼板的厚度。但笔者认为，设计时还应对式支座一般设计成赤道正切柱式支座，其组成部耳板和翼板的圆弧半径等相关尺寸按半环曲杆弯件包括：支柱、耳板、销子、翼板、长拉杆、短曲进行校核，才能得到完整和安全的结果。拉杆、盖板、调节螺母等，见图%。本文讨论赤"#$应力校核道正切柱式支座耳板和翼板的设

4、计计算。(7)7%受力模型因耳板和翼板用销子连接，故相互间不会产生作用力矩，仅受到来自拉杆的拉力01，耳板和翼板的受力可看作平面弯曲问题。下面以耳板为例进行计算，翼板的计算与耳板相同。（%）将耳板的形状适当简化，沿8+’剖为两半，因本系统为对称杆系结构，对称截面上的剪力为零，故8、’截面不产生剪力，仅受拉力图!耳板与翼板的连接结构98/9’/01:(和弯矩;8/;’/;<，见图(。!王跃祖：高级工程师。%,-"年毕业于武汉工程大学化工机械与设备专业，长期从事化工设备的设计，发表论文多篇。联系电话：（#-*%）))%%("!。!!#$%&’#()%*+’*%%,’*

5、+-%.’+*化工设计!..6，/6（@）轴向力：#$1+4*5"!剪力：#$2+578"!根据叠加原理，任一截面的正应力：翼板的内边)·9!1#/+,3:;-!&翼板的外边)·9/1#!+,3:;-/&图!外形简化后的耳板任一截面的剪应力：（!）因销子作用于耳板孔的挤压力在半圆周#$/#$+··578"上的分布较复杂，为简化计算，将此作用力看作!&集中作用于"点，且大小等于#$。要求出:;，首先需求出中性轴的曲率半径<。（%）因本系统为对称杆系结构，故变形协调翼板通常为矩形截面，故条件为&、’、"点截面的转角为零，所以把"<+9-/截面看成固定，如图%。=8-!

6、:;+&·（-.,<）&+%4（-/,-!）经以上分析可得：&最大应力可能出现在截面内边（或外边）最低点（"+.>）；’最大应力可能出现在截面内边（或外边）最高点（"+?.>）；(最大剪应力出现在最高点的截面上（"+.>）。最大应力的计算：当"+.>)+,.(/0!#$·-.1+.(6#$当"+?.>)+.(%/0#$·-.图"耳板的应力计算模型1+.耳板截面内边：!(%(!应力计算当"+.>根据变形协调条件可推导出：.(/0!#$·-.·9!.(6#$#/+3（/）//:;-!&)*+,#·$-.（,）!,.(/0!#·$-.!!当"+?.>在任意截面上，可以找

7、出弯矩)、轴向力1.(%/0#$·-.·9!..(%/0#$·-.·9!#/+,3+,（!）和剪力2。:;-!&:;-!弯矩：耳板截面外边：#当"+.>$)+)*3·-.（/,4*5"）!.(/0!#$·-.·9/.(6#$#!+,3（%）!,.(/0!#·$-.3.(6#·$-.（/,4*5"）:;-/&%##3，(3（=）王跃祖钢制球形储罐耳板和翼板的设计计算%’当!!"#$#&’()*+·,#·-(##&’()*+·,#·-("%!0!（2）./,(1./,(最大剪应力出现在!!"#$截面*+("#!·（3）%1以上各式中拉杆所受的最大拉力*+，可通过45(

8、%’’67