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石油与化工设备
一 4一 2011年第14卷
填料支撑梁强度和整体稳定性的安全系数
关永祥,刘武 昌
(天津市创举科技有限公司,天津 300130)
[摘 要]为可靠经济地设计化工塔器的填料支撑梁,应确定合理的强度安全系数和整体稳性安全系数。本文对这两个安全
系数的影响因素做了较系统的分析,给出了强度安全系数值和整体稳性安全系数值。在此基础上,进一步给出了常用温度范
围内4J6.x_塔器在不同温度下的强度计算许用应力和整体稳性计算许用应力。
[关键词】填料支撑梁;强度安全系数;整体稳性安全系数;许用应力
目前,国内塔器设计标准 中尚未涉及填料支 最常用的型钢为工字钢 。为使讨论简单 明了,本
撑结构的内容 。因此,设计填料支撑梁时,其强 文只针对最常用的Q235A材质工字钢梁 。但其方
度和整体稳定性设计的许用应力如何选取,存在 法和部分数据也可用于其它型式梁。
一 定问题 。
1强度计算的安全系数
合理 的许用应力,可保证设计 的可靠性和
1.1首先确定填料支撑梁的承载极限状态。根据
经济性 。而合理的许用应力取决于合理的安全系
弯矩的大小,梁截面可能出现下面两种承载极
数,安全系数的确定至关重要。
限状态,见图1。
填料支撑梁可 由钢板拼制,也可采用型钢 ,
a a as
a b
图中 o为梁材料的屈服极限
图1 轧制普通工字钢梁受弯时正应力分布示意图
图1中a,表示当弯矩达到某个值时,梁截面 及挠度不允许太大,所以取图1中的a所示状态为
上下两端刚刚进入屈服状态。 填料支撑梁的承载极限状态,即采用弹性失效准
图1中b,表示弯矩增大,截面 内部出现部分 则。
屈服状态,但 中间还有部分区域处于弹性状态 。 承载极限状态确定后,便可得出许用应力表
此时梁仍能 [作 。 达式:b1:
以上两种情况,都可做为工程上的承载极限 /,/ (1)
状态。 屈服极 限0。已由材料标准给出。因此 ,由
由于化工设备 的重要性 、危险性 ,同时考虑
作者简介 :关永祥 (1946一),男,山东乐陵人,大专学历,
做为填料支撑梁 一般规格不太大,耗材不太多以 工程师,长期从事压力容器、塔内件的设计、制造工作 。
第3期 关永祥等 填料支撑梁强度和整体稳定性的安全系数 一15一
(1)式可知 ,要确定梁强度计算的许用应力[o] 量增加 1倍 ,为梁强度设计所允许 的波动量 。超过
, 必须首先确定安全系数n。 此限做为操作失误对待 。
1.2强度计算安全系数n的确定 由于每个塔的填料段高度不同,填料密度不
影响梁的实际强度偏离其计算值的因素有:
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