塔设计说明书

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目录 1 设计条件 ............................................................................................. 1 2.1 按计算压力计算圆筒及封头厚度.................................................. 2 2.1.1 塔体厚度计算 ....................................... 错误!未定义书签。

2.1.2 封头厚度计算 ....................................... 错误!未定义书签。

2.2 筒体、圆筒、封头、裙座的质量................. 错误!未定义书签。

2.3 塔的基本自振周期的计算 ............................. 错误!未定义书签。

2.4 载荷及弯矩计算 ............................................. 错误!未定义书签。

2.4.1 风载荷计算示例 .................................... 错误!未定义书签。

2.4.2 地震弯矩的计算示例............................ 错误!未定义书签。

2.5 计算各界面的最大弯矩 ................................. 错误!未定义书签。

2.6 圆筒内力校核 ................................................. 错误!未定义书签。

2.7 裙座壳轴向应力校核 ..................................... 错误!未定义书签。

2.8 基础环厚度计算 ............................................. 错误!未定义书签。

2.9 地脚螺栓计算 ................................................. 错误!未定义书签。

3 裙座与塔壳对接焊封验算 ................................ 错误!未定义书签。

4 心得体会 ............................................................ 错误!未定义书签。

5 参考文献 ............................................................ 错误!未定义书签。

1、设计条件 (1)塔体内径 DI  2000mm ,塔高近似取 H  40000mm ; (2)计算压力 pc  0.9MPa ,设计温度 150℃; (3)设置地区:基本风压值 q 0 =300 N / m 2 ,地震设防烈度为 8 度,设计地震基本 加速度为 0.2g ,地震分组为第二组;场地土类型为Ⅰ类,地面粗糙度为 B 类。

(4)塔内装有 N=70 层浮阀塔盘,塔盘间距 450mm,每层塔板上存留介质高度为 h w =90mm ,塔盘上介质密度为 800 kg/m3 。

(5)塔壳外表面保温层 100mm,保温层材料的密度 300 kg/m3 。

(6)沿塔高每 10 层塔盘设一个人孔,人孔数为 7 个;相应在人孔处安装平台,平 台宽 1.0m,单位质量 150 kg / m 2 ,包角 180°。

(7)塔体与裙座间悬挂一台再沸器,其操作质量 me  3800kg ,偏心距 e=2000mm。

(8) 塔 体 与 封 头 材 料 选 用 Q345R , 其 中    170 MPa ,    170 MPa , t  s  345MPa ,   1 9 1 5 0MP ) a。

裙座材料选用 Q23-B。

(9)塔体与封头厚度附加量 C=3mm,裙座厚度附加量 3mm。

塔体与裙座对接焊缝, 塔体焊接接头系数   0.85 。

2.1 塔壳强度计算 需要添加内容(选材,静压) K=1 2.1.1 圆筒厚度计算  Pc Di 0.9  2000   6.25mm t 2[ ]   Pc 2 170  0.85  0.9 2.1.2 封头厚度计算  Pc Di K 0.9  2000 1   6.24 mm t 2[ ]   0.5Pc 2 170  0.85  0.9  0.5 取塔壳、裙座、封头的厚度均为 14mm 2.2 圆筒壳、裙座、封头质量 (1)圆筒壳、裙座和封头质量 4 (2)附属件质量 m01   (2.028 2  2.02 )  40  7.85 10 3  27814 .2 Kg ma  0.25  m01  0.25  27814 .2  6953 .6 Kg (3)内构件质量 4 (4)保温层质量 m03  m02    22  70  75  16493 .4 Kg  4 (5)平台、扶梯质量(笼式扶梯单位质量 40Kg/m) m04  40  40   (2.228 2  2.208 2 )  (40  3)  300  7420 .7 Kg  4  [( 2.028  2) 2  2.028 2 ] 150  180 0  7  6594 .2 Kg 360 0 (6)物料质量 4 (7)水压实验时质量 4 (8)塔器操作质量 mw  m05     2.02  0.009  800  70  15833 .6 Kg  2.02  (40  3) 1000  116238 .9 Kg m0  m01  m02  m03  m04  m05  ma  me  27814 .2  16493 .4  7420 .7  6594 .2  15833 .6  6953 .6  3800  84909 .7 Kg

(9)塔器最大质量 mmax  m01  m02  m03  m04  mw  ma  me  27814 .2  16493 .4  7420 .7  6594 .2  116238 .9  6593 .6  3800  185315 (10)塔器最小质量 mmin  m01  0.2m02  m03  m04  ma  me  27814 .2  0.2 16493 .4  7420 .7  6594 .2  6953 .6  3800  55881 .4 Kg m01 塔设备壳体(包括裙座)的质量, Kg ; m02 :塔设备内构件质量, Kg ; m03 :塔设备保温层质量, Kg ; m04 :平台、扶梯质量, Kg ; m05 :操作时塔内物料质量, Kg ; 将全塔沿高分为 11 段。

其中裙座分为 2 段,筒体均匀分为 9 段,各段质量 见表 1。

表 1 筒体各段质量 段号 1 869.2 0 0 40 0 0 0 909.2 909.2 909.2 2 1738.4 0 0 80 0 0 3800 5618.4 5618.4 5618.4 3 2607.6 1337.3 601.68 120 0 9424.78 0 4666.58 14091.36 3596.74 4 4128.68 2117.4 952.66 903.46 2261.94 14922.56 0 10364.14 23024.76 6408.28 5 4128.68 2117.4 952.66 903.46 2261.94 14922.56 0 10364.14 23024.76 6408.28 6 4128.68 2117.4 952.66 903.46 2261.94 14922.56 0 10364.14 23024.76 6408.28 7 4128.68 2117.4 952.66 903.46 2261.94 14922.56 0 10364.14 23024.76 6408.28 8 4128.68 2117.4 952.66 903.46 2261.94 14922.56 0 10364.14 23024.76 6408.28 9 4128.68 2117.4 952.66 903.46 2261.94 14922.56 0 10364.14 23024.76 6408.28 10 4128.68 2117.4 952.66 903.46 2261.94 14922.56 0 10364.14 23024.76 6408.28 11 651.9 334.3 150.4 30 0 2356.2 0 1166.6 3522.8 899.16 m01  ma m02 m03 m04 m05 m06 me m0 mmax mmin 2.3 塔的基本自振周期计算 T1  90 .33 H m0 H 84909 .7  40000  10 3  90 .33  40000   1.63 s 3 t 1.90 10 5  11  2000 3 E  e Di H :塔设备总高度, mm ;

Di :塔体内直径, mm ; (符号说明) 2.4 载荷及弯矩计算 2.4.1 地震载荷及地震弯矩计算 将塔沿高度方向分为 11 段,视每段高度之间的质量为作用在该高度 1/2 处 的集中质量,各段集中质量对该载荷面所引起的地震力及地震弯矩见表 2 表 2 各段集中质量对该载荷面所引起的地震力及地震弯矩 塔段号 1 909.2 500 6 2 5618.4 2000 0.0894 3 4666.58 4500 0.3019 4 10364.1 8375 0.7664 5 10364.1 13125 1.5037 6 10364.1 17875 2.3898 7 10364.1 22625 3.4032 8 10364.1 27375 4.5293 9 10364.1 32125 5.7579 10 10364.1 36875 7.0811 11 1166.6 39625 7.8878 mi / k g hi / mm hi 1.5 /(10 ) 0.0112 mi hi 1.5 /(10 9 ) 0.0102 0.5025 1.4087 7.9435 15.5841 24.7687 35.2709 46.9423 59.6758 73.3891 9.2019 mi hi /(1014 ) 3 0.0011 0.4495 4.2524 60.88 234.33 591.93 1200.33 2126.16 3436.08 5196.72 725. 82 A/ B 2.023  107 0.0023 0.0181 0.0611 0.1551 0.3042 0.4835 0.973 1.519 0.050 1.013 6 1k γ 0.6885 0.9164 1.1650 1.4327 1.5959 2 1 F1 / N 50.066 11.237 140.347 21.000 791.403 86.800 1552.64 136.029 2467.68 185.259 0.104 63682.28 64904.98 3514.01 234.489 4676.83 283.718 5945.46 332.948 7311.70 382.178 916.776 46.227 mi hi /(10 ) 0.455  v max meq / k g Fv 00 /N 17.62 64905.0 435.65 66679.6 814.15 66243.9 3365.21 5273.83 Fvi / N Fv i i 7182.45 9091.08 10999.7 12908.3 14816.9 1792.19 /N 因为 H / Di  20  15 ,且 H>20,故考虑高振型的影响 (1)0-0 截面地震弯矩 16 00 ME 1m0 gH  9.557 108 ( N  mm) 1  1.25  35 (2)I-I 截面地震弯矩 81m0 g I I ME (10 H 3.5  14 H 2.5 h1  4h13.5 )  9.222 108 ( N  mm) 1  1.25  2.5 175H

(3)Ⅱ-Ⅱ截面地震弯矩 8 m g II  II ME  1.25  1 02.5 (10H 3.5  14H 2.5h2  4h23.5 )  8.554 108 ( N  mm) 1 175H 2.4.2 风载荷和风弯矩计算 将塔沿高分成 11 段,经过计算得出表 3 表 3 风载荷和风弯矩计算参数表 塔段号 长度/ m q0 /( N / m 2 ) ) K1 1 0~1 300 0.7 1 2.459 0.72 0.02 1.035 1000 0 2708.000 588.817 2 1~3 300 0.7 1 2.459 0.72 0.02 1.035 2000 0 2708.000 1177.633 3 3~6 300 0.7 1 2.459 0.72 0.04 1.071 3000 0 2528.000 1705.429 4 6~10.75 300 0.7 1.02 2.459 0.725 0.083 1.145 4750 421.05 2949.053 3435.795 5 10.75~15.5 300 0.7 1.15 2.459 0.759 0.219 1.355 4750 421.05 2949.053 4585.307 6 15.5~20.25 300 0.7 1.25 2.459 0.791 0.348 1.542 4750 421.05 2949.053 5668.276 7 20.25~25 300 0.7 1.34 2.459 0.81 0.498 1.740 4750 421.05 2949.053 6859.737 8 25~29.75 300 0.7 1.42 2.459 0.829 0.591 1.848 4750 421.05 2949.053 7721.204 9 29.75~34.5 300 0.7 1.48 2.459 0.839 0.834 2.163 4750 421.05 2949.053 9415.218 10 34.5~39.25 300 0.7 1.55 2.459 0.849 0.973 2.311 4750 421.05 2949.053 10535.107 11 39.25~40 300 0.7 1.56 2.459 0.85 1 2.340 750 0.00 2528.000 1453.344 f i (B 类)  vi  zi K2 li / mm K4 Dei / mm P / N i 注: Pi  K1 K 2i q0 f i li Dei 10 6 因该塔 H / Di  20  15 , 且 H<30m,故考虑横风向风振。

(1)0-0 截面风距 l1 l l11 M w00  P  P2 (l1  2 )    P )  1.922 108 1 11 (l1  l2  l3    2 2 2 (2)I-I 截面风距 l l l11 M w I  I  P2 2  P3 (l2  3 )    P )  3.820 108 11 (l2  l3    2 2 2 (3)II-II 截面风距 l11 l l M w II  II  P3 3  P4 (l3  4 )    P )  6.238 108 11 (l3  l4    2 2 2 2.5 计算各截面的最大弯矩 (1)塔底截面 0-0 00 M max   M w00  M e M E 00  0.25 M w00  M e (取其中较大值)

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