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)通常計算過程中所計算的設(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，實際的荷載會小于Q，而這個允許荷載Q 是跟容器公稱直徑密切相關(guān)的一個變量，當(dāng)我們知道了容器的公稱直徑后，這個容器的允許荷載、滑板長度和寬度、螺栓大小及間距等也會隨之確定，由此，我們可以通過控制容器的公稱直徑這個變量來達(dá)到設(shè)備支座規(guī)范化的目的。

1 計算方法分析

在實際計算中，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算起著很重要的作用。對于容器所處的高度，即是計算容器所受的風(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，風(fēng)載因高度的差異并不是很大，因此在做標(biāo)準(zhǔn)圖時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。

首先計算風(fēng)載和地震力，地震力的計算公式：Fek=αmax（GBK+0.5G’JK），計算結(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,得計算結(jié)果如圖3。

圖3 計算簡圖-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,得計算結(jié)果如圖4。

圖4 計算簡圖-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 計算得結(jié)果如圖5。

圖5 計算簡圖-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 得計算結(jié)果如圖6。

圖6 計算簡圖-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 得計算結(jié)果如圖7。

3 結(jié) 論

通過以上的計算分析， 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)計規(guī)范SH/T 3058-2005[S].