某改造項(xiàng)目中，需要對(duì)天圓地方的煙囪裙座作相應(yīng)修改，直通的煙囪需要在煙囪的裙座部分開2個(gè)大型的矩形孔。由于矩形孔開的比較大，故擔(dān)心其強(qiáng)度可能不足，想要對(duì)裙座部分進(jìn)行校核。

煙囪不受內(nèi)壓，只承受風(fēng)和地震載荷，本結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是一個(gè)梁受彎矩的模型，得到風(fēng)+地震總彎矩后，再核算截面的抗彎模量夠不夠。但是由于結(jié)構(gòu)是一個(gè)天圓地方，矩形孔開孔較大，且開到了過渡區(qū)，對(duì)比塔器錐形開圓孔，其局部結(jié)構(gòu)對(duì)于設(shè)備的安全影響不能忽略。

首先煙囪按照塔器規(guī)范計(jì)算。天方地圓可以簡化為錐體，方的部分保守采用采用內(nèi)切圓（內(nèi)切圓慣性矩肯定小于外面的方圓）。將參數(shù)代入SW6并生成計(jì)算書，可看到開1500*2300的孔沒有問題，且接管的厚度最小可以是20mm。SW6的計(jì)算書缺點(diǎn)是無法完全模擬煙囪，無襯里參數(shù)，無法考慮局部結(jié)構(gòu)不連續(xù)。但是由于模擬了煙囪的外形，重量，并對(duì)天圓地方部分進(jìn)行了保守計(jì)算，結(jié)果具有一定參考性。

再者，此模型可以參考塔器開長圓孔計(jì)算，塔截面上因開孔削弱的抗彎模量減去Zm（接管增加的抗彎模量）要符合要求。我們令削弱的=增加的，即bmDimδes/2=Zm，然后校核錐體各個(gè)截面上的抗彎模量，最大的削弱在最頂上的開槽削弱。缺點(diǎn)是：雖然塔器沒有規(guī)定長圓孔的長度有衰減范圍，但是實(shí)際上只有靠近塔器的部分才對(duì)裙座開孔起支撐作用。其余更長的部分不起作用。不過此結(jié)構(gòu)是一個(gè)抗彎模量夠不夠的問題，如果抗彎模量夠，那么結(jié)構(gòu)整體來說是沒有問題的，所以結(jié)果是有參考性的。

為了更精確的計(jì)算開孔造成的影響。我們建立有有限元模型，采用shell181單元。筒體裙座部分采用9mm（3mm腐蝕余量），接管采用24mm，下端外伸300mm。邊界條件是裙座底面固定約束，塔器上表面施加風(fēng)彎矩。為了得到可靠的風(fēng)彎矩，采用SW6計(jì)算，以及手算。SW6為1.38e9Nmm，手算為1.15e9Nmm，所以取1.4e9Nmm。在塔器上截面還施加50噸的重力載荷。

經(jīng)計(jì)算，薄膜應(yīng)力達(dá)到428MPa>1.5*114=171，膜加彎達(dá)到561MPa>3*114=342MPa。最大應(yīng)力點(diǎn)在矩形上轉(zhuǎn)角與裙座天圓地方過渡區(qū)，結(jié)構(gòu)非常不連續(xù)，故未經(jīng)加強(qiáng)容易造成局部破壞。

采用的加強(qiáng)措施是在上三面增加16mm厚，200mm寬的補(bǔ)強(qiáng)圈。

由于風(fēng)彎矩方向影響，所以一次將彎矩施加垂直于開孔方向，一次施加平行于開孔方向。

經(jīng)過比較，在加強(qiáng)后應(yīng)力值大幅度降低。

設(shè)備本身的抗彎模量已經(jīng)足夠了，經(jīng)過加強(qiáng)，設(shè)備局部地區(qū)的應(yīng)力保持在可控的范圍。

故推薦：此結(jié)構(gòu)的矩形管采用壁厚≥24mm,外伸長度≥450mm，補(bǔ)強(qiáng)圈為≥200*16mm，位置為上面和兩側(cè)面。接管與裙座需要采用全焊透結(jié)構(gòu)。

另外可以做等間距的筋板若干，均布在管口和裙座之間。筋板焊接雙面焊即可。