yuun 发表于 2023-9-18 19:35:55

加不加导向支架?

1. 加导向?某项目中,一台刚性环耳座支撑的,高度约30米,操作800多吨的设备,对于供应商的图纸,配管在审图的过程中,给出了一条加意见:
建议厂家加导向,并提供导向载荷给结构和校核导向的局部应力。

https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2k5AIibEtibrngsqEnf6aHJ0DZ68jHTboshdERhlPgmZApX2ykUBoAVfow37lzLoEN3yhMKjsmP00IQ/640?wx_fmt=png原因是,这台设备在框架内,穿过几层楼板安装,结构和应力为了让设备更稳定,降低挠度,想要加导向,让其不怎么晃动,然后顶部的管线也比较安全。
平台是现成的,连接一下即可,不增加什么材料。
好像一切都非常合理。

2. 业主反对
图纸审查的意见,最终要到业主那边汇总。业主工程师看到了这条,询问原因。
结构说了理由。
业主也给出了自己不加导向的原因。
1. 这台是高压设备,壁厚很厚(207mm),设备是自支撑的,无需要导向也是安全的。https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2k5AIibEtibrngsqEnf6aHJ0DK1JTUCqF2ZJEV4NmqBSlJRuWWGEoicbrLw53MwgHrMgaKjic4sGjwGoQ/640?wx_fmt=png
2. 设备操作重量达到885吨,它的晃动产生的载荷是很大的,如果要限位,那么导向处的载荷很大,框架需要承受非常大的载荷。限位越多,承受的载荷越大,限位少的话,又没有作用,没有必要性。3.管道顶部管口应力大,应该管道应力自己想办法解决,增加柔度。设备壁厚很厚,高度也不高,加不加导向,对于顶部位移影响较小。4. 设备筒体是多层的,不希望在上面焊接任何受力的部件。以前同类设备都没有加。
最终,导向并没有加。

3. 给我一个支点有时候加了导向,不一定只有好处没有坏处。
对于细长塔,重量也不重,在上部加上导向,能够极大的降低挠度,减少共振的概率,此时加导向是非常好的。
但是有时候加的位置不对,可能反而会有反效果。
比如:
一台80米的塔,由于结构平台只有20米,而且塔不在结构平台之中,而是在结构平台一侧,意味着如果需要搭建导向,只能在平台侧面引出一个框架。
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2k5AIibEtibrngsqEnf6aHJ0DH2dmW8214ecQ83jxW58ZV4xw18LgapqobDOJoQ9dx0zaerRp2ibia6dQ/640?wx_fmt=png此时会发生什么情况呢?
不妨粗略估算一下导向支架处的载荷。按照每段的风压折算的线载荷为3N/mm,设备总长80米,不加导向时,基础处的反力(剪切力)为24吨。https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2k5AIibEtibrngsqEnf6aHJ0DlSBj3EVXU2GOpwHcJZR4b2EItVJZ1apAZt952m5Bf6ibY7JhQqAFFUw/640?wx_fmt=png导向在20米的位置时:
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2k5AIibEtibrngsqEnf6aHJ0DkgQy6AjNiaUe9qYNiae4TlEBqyvMu6IMIPMsOWl6n6QTQU7qJSKEt72A/640?wx_fmt=png基础处的反力是-36.75吨,导向处是60.75吨。
因为在20米处加了导向,基础和导向都承受了比不加导向更多的水平力,甚至都大于总载荷!假如导向放在设备的上部,比如60米处,基础处RA=9.75吨,导向处RB=14.25吨。则两处的载荷都小于总载荷。从上述计算可以看到,导向加在设备的上部,相当于基础和导向共同承担了24吨的载荷,且方向一致。
有福同享,有难同当,岂曰无衣,与子同袍!
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2k5AIibEtibrngsqEnf6aHJ0DnbfriaPNlLkeyqmqFQibdmCQeialx5MmAoHbeYvRMfticv9sibqTu6yp2KQ/640?wx_fmt=png导向加在下部,虽然也是共同承担24吨,(-36.75+60.75=24吨)但是是反方向的,内讧的,互相拆台,尔虞我诈的。
从受力来说,已经不是风雨同舟共同承担了,而是给我一个支点,我可以翘起地球。而导向就是那个支点。
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2k5AIibEtibrngsqEnf6aHJ0DCvc2lpkzY19DQia0YOxJgRRicFIFdWryjHA91PhsxmwTMXMHkFpVBELQ/640?wx_fmt=pngGive me a lever long enough and a fulcrum on which to place it, and I shall move the world.-Archimedes导向的位置尤其重要,如果加在下方,那么后果可能比不加导向更为致命。
4. 导向的间隙SW6已经加入了带一个导向的计算,需要输入3个参数。
框架约束点离地面高度,就是导向的位置。
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_jpg/DVnwQibl2L2mF2IEqCxiaC5mMsicR173rlP9yv6zUj0axsm32iaBNSDibXfN86tAeFvRredIibOKJ4zuTNgmLK62NFSg/640?wx_fmt=jpeg框架约束点与塔体外壁的间隙,这个值是什么意思,又如何填写呢?具体可以参考如下论文:
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2mF2IEqCxiaC5mMsicR173rlPHnYicibKAquqjjMpOGYgASvKAk5JZzVibcLcof5pAmFJP83ngNrnQQkNg/640?wx_fmt=png通俗来说:
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2mF2IEqCxiaC5mMsicR173rlP3oU8u1Uk2pvJZadqkeWs36LWvfZaRz1VTAAOAymYVb7R6a7VKmcw6g/640?wx_fmt=png情况1:没有框架,或者框架刚度很小,在支点处,支点位移L1,支点的反力为P=0。情况2:框架刚度很大,此时支点处的位移为0,反力为最大。
情况3:框架和设备的刚度差不多,此时框架和设备的变形协调后的位移介于L1和0之间,此时按照这个位移,我们可以求出支点处的支反力P。
我们需要记住一点,支反力P和支点处的实际位移L1是一一对应的,每个支反力Pi对应一个唯一的位移Li.
在以筒体按照梁单元计算的分析过程中,在箭头所指的位置,添加载荷或者添加位移是完全等效的。
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2mF2IEqCxiaC5mMsicR173rlPJ9dMbP3b9z398Y03cE1ibBJDc1Sz6fZiaVDjO6dXwvaib5xUDpy14iazxw/640?wx_fmt=png甚至可以设置一个流程,将每个位移对应的支反力计算出来。比如下面的例子中,通过不断变化支反力Fy的 值(0-40.59吨),查询支持点处的位移量。为框架与设备间隙设计提供参考。
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2mF2IEqCxiaC5mMsicR173rlPnlb8fbCiayydjQ6ywlHaVoVPm4wibNMtmKZXnseQjSRpF3icsB1yUicJXQ/640?wx_fmt=png从表中可以看出,随着间隙的增加,支点处的反力是逐步减少的,直到间隙超过塔自身的在此处的挠度,支反力降为0.所以对于细高轻量级塔,保守的取法就是间隙输入0或者装配间隙(一般3~5mm),看能否承受。
如果不行,再和结构商量一下,他们的设计位移是多少,此处能承受的载荷是多少(载荷位移一一对应),设备和他基本保持一致即可。如果结构能够承受的载荷很小,那么只能将装配间隙加大,达到一定间隙后,再和框架相连,挡一挡。这个就需要详细计算了。对于设备本身重量特别重,刚度远大于框架,这时还是不要框架好,不要让设备与框架接触了。

5. 导向结构设计导向可以通过与框架的梁相连的方式进行连接。
https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2mF2IEqCxiaC5mMsicR173rlPuDjSicEDjU1p06IwXzhe0ZSLcvYPOVYN1ZNqkmGQElsv9kYNjKIMkGQ/640?wx_fmt=png详细节点:https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2mF2IEqCxiaC5mMsicR173rlPPshg4HjDz30roj2puMHEMCoyfcUnvBekjCbKQ1eA1vr12eRZxediaRg/640?wx_fmt=png
当然也可以采用滑轮的方式限制塔器的位移。https://mmbiz.qpic.cn/sz_mmbiz_png/DVnwQibl2L2mF2IEqCxiaC5mMsicR173rlPAeo7bclqOSGc349zkcBrQ0OFe7S0gYOMFKERph9qibHibGecDeKk84IA/640?wx_fmt=png也有很多其他种类的抱箍形式,起到限位作用。

6. 总结对于框架内的细高塔,加上导向,效果是立竿见影的,螺栓减小,壁厚减小,挠度减小。同时也需要注意导向位置是否合理,一般要将导向放在上部。设备导向和框架的间隙与支持反力是一一对应的,如果载荷太大,可以考虑扩大间隙,由于框架刚度一般比设备大,变形协调的间隙一般接近于安装间隙。对于重型设备,一般不考虑导向,如果一定要考虑,需要做详细的计算。
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欢迎关注公众号:VCAD001, 一个压力容器人的自我修养。

sx2001 发表于 2023-9-18 19:35:55

写得真好,可以发篇论文了{:1110_559:}

ma730060 发表于 2023-9-18 19:35:55

看一下                        

gengboyuan1 发表于 2023-9-18 19:35:55

楼主计算有理有据,是个好文章

zhenxikan 发表于 2023-9-18 19:35:55

{:1110_553:}

qyf 发表于 2023-9-18 19:35:55

看来挺复杂的

smxbjf 发表于 2023-9-18 19:35:55

太精彩了,为楼主点个大大的赞!

silenthorse 发表于 2023-9-18 19:35:55

{:1110_550:}

wutuxiaoyuan 发表于 2023-9-18 19:35:55

{:1110_550:} 讲解很到位!

smxbjf 发表于 2023-9-18 19:35:55

精彩!!!

四月 发表于 2023-9-18 19:35:55

非常的NICE

qinsh0 发表于 2024-10-9 10:48:51

感谢楼主的等闲分享 感谢

Frank_2013 发表于 2024-10-9 11:44:23

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