案例發(fā)生

一天晚上，加班回家的路上，朋友L微信呼我：

最近我們院有臺常壓矩形容器10L*9W*5H，做盛水到4米時，變形太大，慘不忍睹。

我說：矩形水箱，沒有好的加固很容易變形。

信息里有一篇關(guān)于矩形容器的計算，可以先看看。

常壓矩形容器E型計算

還有個表格，可以發(fā)給你試算一下。

L說：E型的我們自己有編制程序，計算應(yīng)該沒有問題。

我說：那你們的立柱梁用的多大。

L回答道：橫豎都是L75的角鋼。

我說：雖然我不知道你們到底怎么取的值，但是L75的也小了。矩形容器有種非常激進(jìn)的取值方式，就是用E型的小方格來計算,如下圖的紅色矩形，這樣算出來的厚度和梁都會很小。表面上是計算都過了，但是實際上是不合格的。

你們這么小的梁的取值，應(yīng)該是采用了最激進(jìn)的取值。

圖1：激進(jìn)的取值

L說：這個梁高應(yīng)該怎么取呢？

我說：先按照C型的，紅色區(qū)域，按照整高H計算立柱以及Lp。再按照藍(lán)色小區(qū)域，取A=Lp，B=hi。計算的內(nèi)容：橫向加固圈所需的慣性矩、壁板計算厚度、壁板計算最大撓度、壁板許用撓度。

圖2：推薦的取值

規(guī)范雖然沒有說的很明確，但是這樣取是比較符合理論假設(shè)的。

證明這一點

如何證明這一點呢？

當(dāng)然是做個分析了。

L說：幫個忙唄，請你吃大餐。

我說：我是看中大餐的人嗎，明明是為了我們的友誼。

按照圖紙建模，梁L75看上去的確比較小。

施加水壓載荷，4.5m高：

結(jié)果分析

薄膜應(yīng)力：336.5MPa，位移236.5mm。

Bottom的膜加彎：530.6Mpa。

TOP的膜加彎：515.9MPa。

最大點位置再邊緣側(cè)板與側(cè)板連接處。

就是說，這個水箱最大位移為236.5mm，局部薄膜336.5MPa，膜+彎為530.6MPa。撓度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過規(guī)范要求，所以盛水時有肉眼可見變形是肯定。

修改方案

L說，我們準(zhǔn)備把角鋼改成22號的槽鋼，把結(jié)構(gòu)加強(qiáng)一下，能再算一下嗎？

我說：shell和梁單元最麻煩的就是調(diào)整型鋼方向，為了這個模型，調(diào)整型鋼朝向，一根根選編號，我這鈦合金 眼睛都花掉了。程序都六百多行了，角鋼改成槽鋼，我可不想再動程序。

這樣，我用加大的角鋼，L100的試試，梁位置都不變。計算結(jié)果可以參考。

反正，

所有的人都看臉，所有的梁都是看慣性矩。

薄膜應(yīng)力：

底面的膜加彎

上表面的膜加彎

比較一下兩次的結(jié)果：

可以看到，梁增加后，其位移和應(yīng)力都大幅度降低，非常明顯。

如果按照常規(guī)計算的正常取值法，計算出合適的梁，那么應(yīng)該是安全的。

正應(yīng)了那句古話：

少年強(qiáng)，則國強(qiáng)；

型鋼強(qiáng)，則罐強(qiáng)。

結(jié)論

1. E型容器的計算，應(yīng)該按照圖2中的取法，不能按照圖1的激進(jìn)取值。

2. E型容器的梁對罐的強(qiáng)度非常重要，四個側(cè)板與側(cè)邊連接處，用角鋼做加強(qiáng)是很好的結(jié)構(gòu)。

3. 沒有事情是一頓飯解決不了的，如果有，兩頓。

   
   

   
   

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