鋼結(jié)構(gòu)冷換框架上設(shè)備支座的規(guī)范化

劉見陽，王世成，楊宏春，李 勇, 李立濤

（1. 中國寰球工程公司遼寧分公司， 遼寧 撫順 113006； 2. 九三撫順市勘測設(shè)計(jì)事務(wù)所， 遼寧 撫順 113006）

通過查閱設(shè)備專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《容器支座》JB/T 4712.1-2007［1］中的容器支座部分，我們發(fā)現(xiàn)通常計(jì)算過程中所計(jì)算的設(shè)備自重、隔熱層重、充水重，附屬管線重等等加起來的總重量即為規(guī)范中的允許荷載Q，且一般情況下，實(shí)際的荷載會(huì)小于Q，而這個(gè)允許荷載Q 是跟容器公稱直徑密切相關(guān)的一個(gè)變量，當(dāng)我們知道了容器的公稱直徑后，這個(gè)容器的允許荷載、滑板長度和寬度、螺栓大小及間距等也會(huì)隨之確定，由此，我們可以通過控制容器的公稱直徑這個(gè)變量來達(dá)到設(shè)備支座規(guī)范化的目的。

1 計(jì)算方法分析

在實(shí)際計(jì)算中，我們知道除了容器的總重外，容器所處的高度以及支腿的高度都對計(jì)算起著很重要的作用。對于容器所處的高度，即是計(jì)算容器所受的風(fēng)荷載，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》［2］通過計(jì)算風(fēng)荷載的公式 Wk=βzμsμzWo，發(fā)現(xiàn)其中變的就是風(fēng)壓高度變化系數(shù)，通過選取最大的容器公稱直徑DN4000,在地面粗糙度為B 類，高度30 m 以下的情況下計(jì)算所得結(jié)果如表1 所示。

從表1 中可以看出，在B 類，30 m 高度以下時(shí)，風(fēng)載因高度的差異并不是很大，因此在做標(biāo)準(zhǔn)圖時(shí)可以忽略高度的因素，但值得注意的是在A 類情況下，因高度系數(shù)變化很大，風(fēng)載就不可以忽略了。

表1 DN4000 荷載表Table 1 DN4000 load table

通過上面的分析，就可以發(fā)現(xiàn)其中起控制的兩個(gè)主要變量就是容器的公稱直徑和容器支腿的高度了，所以制作容器支座標(biāo)準(zhǔn)圖是可行的[3]。

2 計(jì)算和分析

我們選取公稱直徑為DN1500 的容器，在B 類，30 m 范圍內(nèi)，分別計(jì)算其在支腿高度分別為 0～500，500～1 000，1 000～1 500，1 500～2 000 mm的情況下所需要的支腿型號。

首先計(jì)算風(fēng)載和地震力，地震力的計(jì)算公式：Fek=αmax（GBK+0.5G’JK），計(jì)算結(jié)果如表 2 所示。

表2 DN1500 荷載表Table 2 DN1500 Load table

其中彎矩是由水平力乘以容器半徑和鞍座的高度（由容器直徑?jīng)Q定）得出的，安平均分擔(dān)到每個(gè)支腿上，得出水平力 F=16.07 kN，彎矩 M=15.26 kN·m，在PKPM 中建模如圖1-2 所示。

圖1 恒載示意圖Fig.1 Constant Load schetch

在0～500 mm高度下，柱選用I25a，梁選用T270×200×16×12,得計(jì)算結(jié)果如圖3。

圖3 計(jì)算簡圖-1Fig.3 Calculation schetch-1

在500～1 000 mm 高度下，柱仍選用I25a，梁選用T270×200×16×12,得計(jì)算結(jié)果如圖4。

圖4 計(jì)算簡圖-2Fig.4 Calculation schetch-2

可以看出支腿和梁截面已經(jīng)不能滿足要求，此時(shí)由于滑板尺寸已定，柱截面不能再改大，我們考慮在下面加支撐 L63×5，并把柱截面調(diào)至 I20a 計(jì)算得結(jié)果如圖5。

圖5 計(jì)算簡圖-3Fig.5 Calculation schetch-3

可以看出由于支撐有效的傳遞了水平力，使得柱的截面也可以減小。

在1 000～1 500 mm 高度下，柱選用I20a，梁選用 T270×200×16×12,支撐選用 L75×5 得計(jì)算結(jié)果如圖6。

圖6 計(jì)算簡圖-4Fig.6 Calculation schetch-4

在1 500～2 000 mm 高度下，柱選用I20a，梁選用 T270×200×16×12,支撐選用 L90×6 得計(jì)算結(jié)果如圖7。

3 結(jié) 論

通過以上的計(jì)算分析， 我們可以看到，在確定容器的公稱直徑和容器的支腿高度后，我們就可以確定這個(gè)容器支座需要什么形式，需要多大的支腿和多大的支撐來承擔(dān)容器的荷載，同時(shí)滑板長度和寬度、螺栓大小及間距等尺寸也可以確定下來，這樣就可以制成容器支座的標(biāo)準(zhǔn)圖集，為以后繪制冷換框架的圖紙節(jié)省了大量的時(shí)間，提高工作效率。

［1］ 容器支座JB/T 4712.1-2007[S].

［2］ 建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范2006[S].

［3］ 石油化工冷換設(shè)備和容器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范SH/T 3058-2005[S].