大型立式容器内支撑梁的设计.pdf

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1、大型立式容器内支撑梁的设计朱国栋，段瑞。曾小军(中国石化工程建设公司，北京100101)摘要：介绍了大型立式容器内支撑梁设计现状、典型结构及其特点和适用性。强调了钢结构设计理论和压力容器理论设计原则的不同，重点说明了钢结构理论应用在压力容器内主梁设计的适用性和差异，并给出了基本解决思路。关键词：支撑梁；钢结构；设计；计算中图分类号：TQ055．8文献标识码：B文章编号：1001—4837(2009)06—0009—04doi：10．3969／j．issn．1001—4837．2009．06．003DesignofSupportStructureUsedinLargeVerti

2、calVesselsZHUGuo—dong，DUANRui，ZENGXiao—jun(SINOPECEngineeringIncorporation，Beijing100101，China)Abstract：Thesituahonofdesign，typicalstructurewiththeircharactersandapplicabilityforsupportstructureinlargeverticalvesselsareintroducedinthepaper．Thedifferenceofdesigndisciplinebetweensteelstructur

3、eandpressurevesselisemphasized．Theapplicabilityofsteelstructuretheoryforsupportinvesselsispointedoutandbasicmethodsareshown．Keywords：support；steel—structure；design；calculation随着石化行业装置的大型化，设备直径的增加力学计算，设计时须结合钢结构的计算方法。目前，给大型立式容器(尤其是塔器)内件的设计增加了压力容器相关标准尚未提供钢结构设计的依据和方难度、提出了新的要求，作为内件主要支撑件(格法。而用于普通

4、钢结构设计的《钢结构设计规栅、H梁、桁架等)的设计凸现其复杂性和重要性。范》u由于材料、温度、理论体系与压力容器不同，原有的适用于小、中型容器的内支撑梁方案已难以不可以简单照搬应用，否则会给设计带来安全隐患。满足工艺、设备要求。大型支撑结构的设计计算给设备支撑梁的设计包括结构选择和构件安全性核工程设计人员提出了新的课题。算，文中分别对这两方面做一阐述，重点指出钢结构容器直径的增加，使梁的跨度随之加大，从而使的设计需重点关注的几个问题，希望能对类似工况支撑设计从原有的格栅、实腹梁等较简单的型式，向的工程设计有一定的指导意义。花梁、桁架梁等较复杂的结构发展。大跨度、大载荷支撑结构

5、设计不但需要考核结构强度，还必须重视1典型支撑结构结构整体稳定、局部稳定、局部屈服以及腐蚀问题等。容器内的典型支撑结构是梁、牛腿组合，梁上面大跨度梁的设计计算，不同于简单零件的材料铺有格栅等部件。首要要求是保证工艺流通面积，·9·大型立式容器内支撑梁的设计Vo126．N062oo9因此梁不宜太宽，一般要求翼宽≤120mm。(4)牛腿+桁架目前主要支撑结构(见图1)及特点：桁架作为钢结构的一种形式，普遍用于建筑结构领域，从力学角度来讲，桁架系二力杆系，由轴心受压和受拉的二力构件组成的格构式扩大构件j，f1)实腹梁●。。_●___。——充分利用了材料性能，用于承受横向载荷和跨越较

6、l大的空间情况。目前也是大型立式容器内部支撑的12)加长牛腿。’。_。—l主要选择方案，其与实腹梁相比有如下优点：l1)二力杆各截面主应力几乎均布，因此充分利／㈣用了材料的机械性能J。。_●_-_。’。——2)增加桁架高度的可行性大，但不影响工艺介loooooooooo7质的横向流动。桁架由各子构件构成，可以根据空问结构加大高度和作局部调整，因此，在抗弯情形下，可以形成很大的当量抗弯截面模量。图1主要支撑结构3)桁架结构灵活，可以在容器内组装，因此从(1)牛腿+H实腹梁安装、运输方面等都较实腹梁方便。常用结构，适用于较小载荷、较小跨度支撑，随缺点：对设计人员要求高，有较高的组

7、装精度要着梁的跨度增加，主梁腹板高度也急剧增加，不但笨求(图3为某桁架梁)。重，还会在容器内形成一定的封闭空问，影响工艺气相的流动。(2)加长牛腿+H实腹梁基于结构(1)存在的缺点，本结构缩短了梁的跨度，可以降低梁的重量和规格大小。但是无法从根本上解决问题，因为跨度减小，虽然可以降低梁的高度，但是造成2个长牛腿均为长悬臂梁，从具体设计结果看，牛腿非常笨重。更不利的是悬臂梁是焊在薄壳上，给壳体造成很大的局部应力。(3)牛腿+花梁图3平面桁架从力学分析上比实腹梁更节省材料，较(1)、牛腿作为常规结构，已经有