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[原创] 常压矩形容器E型计算

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 楼主| 发表于 2022-6-15 09:24:10 显示全部楼层 |阅读模式
常压矩形容器E型的模型

常压矩形容器可以依据NB/T47003.1-2009 第8节和标准附录的算例进行设计,如果尺寸较大,一般采用垂直和横向联合加固型(E 型)结构。E型的计算步骤一般如下:

  • 先按照C 型计算垂直加固柱。此时,设计计算的矩形板如下中红色区域,故取A=Lp(需假定),B=H。计算的内容包含:加固柱的最大间距,同时核算Lp 值;加固柱所需截面系数;



                               
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2. 顶边加固件设计。顶边加固件型式:平顶/拉杆/敞口。若为平顶或拉杆型式,则Hc=总高,Lc=Lp,若为敞口型式,则由于中间的垂直加固件无支撑,所以不能起加强作用,Lc只能取总长。计算的内容:顶板加固件所需要的惯性矩。

3. 壁板设计。设计计算的矩形板如上图中蓝色区域,故取A=Lp,B=hi。计算的内容:横向加固圈所需的惯性矩、壁板计算厚度、壁板计算最大挠度、壁板许用挠度。

4. 顶板设计。若为平顶,则需要计算顶板厚度。其尺寸取最大的小方块的边长。若为拉杆支撑,则还需校核拉杆。计算的内容:顶板厚度、顶板加强筋。注意当所需惯性矩为负时,代表不需要加筋板。


                               
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5. 底板涉及。底板设计分为:整体支撑与型钢支撑。当底板整个表面被支撑时,底板最小厚度常用4mm~6mm(或与壁板等厚),同时考虑腐蚀裕量来确定。;型钢支撑时,需要计算底板厚度与型钢的最大跨距。


计算表格解析

E 型结构为垂直型(C 型)与横向型(D 型)综合体,需要根据具体结构确定计算公式中A 和B 取值,以保证计算的准确性。每次试算中需要多次查表得到系数α和β,手动计算比较繁琐。所以编写EXCLE表格求解比较方便。

计算表格对已知量进行总结,作为数据输入页。


                               
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  • 计算垂直加固件,其中a值是自动查找的。



                               
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2. 计算顶边加固件,根据顶边加固的三种形式,平顶,拉杆,敞口,分别显示或隐藏不同的计算。


                               
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3. 输入各层的加固圈个数以及各层的加固圈处板厚度。最多可以输入7层,基本可以满足大多数矩形容器。


                               
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4. 对各分段加固件及壁板做强度刚度分析。

所有参数查询均自动通过查表出来。无需要手动去查询表格数据。


                               
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5. 计算顶板的强度

                               
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6. 计算底板,底板分为2种,放置在平地上或者放置在型钢上。


                               
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此表格的有点是:

  • 针对顶边加固件型式-平顶/拉杆/敞口,底板为整体支撑与型钢支撑,均可用一个程序完成,适用性广泛。


2. 本计算书可计算最大到7层的矩形容器。当层数与模板不一致时,可在第三段采用拉单元的方法得到其他层数的计算。

3. 所需输入参数极少,自动查询并插值系数α和β。省却手动查找插值的麻烦。

4. 加固段推荐间距,加固圈数量等输入项都有推荐值。

5. 可格式完美的打印A4的计算书。


注意事项

  • 对于垂直加固件的高度B,理论上应该等于液柱高度H。


然而,有时候取液柱整体高度H的话,会导致加垂直固柱最大间距过小,甚至有时候,不太合理。

公式的来源见标准释义114页,计算原理是受三角形分布压力的简支梁


                               
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计算公式和实际模型的区别主要是两点:

a) 对于E型完全不考虑横向加固,结果偏保守,特别是横向加固柱惯性矩比较大且密度合适的时候。

b)组合梁的最大弯矩在顶部往下0.577H处,而此处的壁厚,未必为整个罐壁最薄处的厚度。


                               
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所以表格在此处为橙色,如果是加固柱间距不够,可以酌情手动改动。

2.  对于分段数与案例不同时,手动拉动或者删除,自动获得数据。

拉伸方法为选中拉伸单元格右下角,当光标为黑粗十字时往右拖动单元格。见下面图示:


                               
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第一列的标记蓝色字母的行,均可以通过拉伸获得更多的壁板加固方案。

3. 在NB47003.1中,型钢上的底板用的是材料的许用应力。


                               
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而在API650里的公式用的是屈服强度。


                               
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4. 在平盖加筋的计算分享后,有朋友发来邮件,询问矩形容器的计算公式来源问题。

顶板是否重量折算的压力进行了重复计算。


                               
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顶板公式用的是矩形板受均布载荷的计算方法。

由于重量折算的压力是根据厚度成比例的关系,而厚度又和压力成正比,所以这里需要解一个一元二次方程,所以最终公式会比较复杂点。


                               
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标准公式是对的。



EXCEL群可以先加我微信:13482432269,留言EXCEL。

本表格下载地址:
提取码:xd1f



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谢谢你的分享
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发表于 2022-6-15 09:24:10 显示全部楼层
矩形的竟然比圆筒形的还麻烦!
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发表于 2022-6-15 09:24:10 显示全部楼层
正在做一个矩形容器,学习了,谢谢!
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发表于 2022-6-15 09:24:10 显示全部楼层

这东西我收了!谢谢楼主!马后炮化工真好!
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这个好,只不过没看懂 要好好对着标准公式看下
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