優(yōu)質任務

一天領導對我說：

給你一個活，沉降槽，原先做過一個一樣的設備，09年設計制造，已經運行8年了，圖紙DWG、計算書時現成的，現在重新弄一臺一模一樣，管口稍微有些修改，標準可能有些修改。

圖1：沉降槽現場俯視圖

圖紙量多，又有現成的圖，用來沖業(yè)績，KPI都要爆了。

“感謝領導！”

問題初現

打開圖紙一看，沉降槽直徑19米，頂部近10m，雄偉壯觀，結構復雜，不忍多視。

圖紙改完，常壓設備，原來的計算書需要校核壁板，底部環(huán)梁加強筋，帶肋拱頂，承壓環(huán)，以及錐形封頭的厚度。

其中錐形封頭的厚度引起了我的注意：

原因是我原來做了一個大錐頂的厚度計算，參照的規(guī)范就是HG20582：

半頂角大于60°的錐殼的設計

這個正好可以用表格驗算一下：

算下來需要103mm。

而實際使用的是14mm。

OH，MY GOD，怎么會這樣！

差異的原因

為什么相差那么大呢？

查原因，原來是09年的計算書中的a取值為6.63度，此角度為錐殼大端和水平線的夾角。

而HG20582中的a為錐殼的半頂角，實際取值應該為90-6.63=83.37°。

也就是說，09年的計算書，套公式時，角度代入錯了。

一瞬間，我只想唱一首歌：

在一瞬間 有一百萬個可能

該向前走 或者繼續(xù)等

這冬夜里 有百萬個不確定

漸入深夜 或期盼天明

KPI不想了，這計算厚度相差這么遠，計算書怎么出?。?/p>

該向前走，還是放棄~

再分析

唱完歌，感覺冷靜了下來。

雖然計算書不合格，但是設備已經安全平穩(wěn)運行了了8年，還好好立在現場，說明實際情況遠遠好于計算工況。我們來分析一下，有哪些有利情況：

1. 設備錐殼和普通錐殼不同，它下面是有很多柱子支撐。

2. 錐殼柱子之間有周向和環(huán)向的型鋼加強，相當于帶肋的錐頂。

在這種情況下，還用光錐殼的算法來計算，是否合理？

從重新校核的EXCEL計算書來看，這種算法，是不合理的，因為是一個光殼頂，承受內壓，需要的厚度要遠高于受支撐的，帶肋的錐頂。

解決方案

在計算錐殼上加強型鋼時，采用的材料力學的等效均布載荷施加在簡支梁上的方法。

實際上被梁和支柱支撐的板，不可能會損壞。

那么可以根據壓力容器中經常用的，等效內接圓方法來求板的厚度。

比如GB/T150中，加筋的圓形平蓋厚度。

有了思路，就可以試算一下：

最大內接圓為2066mm，經過計算，錐殼厚度為20mm厚。

已經降下來很多了，是否圖紙上用這個厚度呢？

參考已有的設計

不，絕對不行！

原來項目用的14mm，現在加厚到20mm，業(yè)主問起來如何解釋？

難道說原來厚度不夠？

業(yè)主會說：14mm都用來8、9年了，你和我說不夠，你誆我呢？一下加厚6mm，錢你出吧。

而且，這個也沒法說服我們自己啊，為啥別人14mm好好的，沒出問題。而現在加厚到20mm，就因為算法不一樣。

設校審一商量，保持原來的厚度，再試試其它方法。

比如GB151的拉撐管板，采用當量圓平板公式：

其系數可以取0.45，比GB150的0.55小，可以取到17mm厚。

然而還不夠。

考慮到此設備為常壓容器，其許用應力按照GB/T150取值，比較保守，故將Q235B許用應力擴大到140MPa。這樣，厚度可以降到16mm厚。

真沒轍了，是不是取16mm呢？

真要保持14mm.

為了保持14mm，試算一下，將許用應力繼續(xù)提高，提高到0.9*235=211MPa，可以計算通過。

但是這么高的許用應力不敢在計算書中體現，其出處難找。

最后將最大內接圓再縮小，在梁之間增加一圈扁鋼，如圖所示，其內接圓縮小到1341mm。

終于將厚度降到12.7mm，而加重的扁鋼材料不多，不顯眼。

終于在不斷努力下，將厚度降到了最低，修正了這個計算的錯誤。

感想

此情此景，我感慨萬千：

設計人員歪打正著，本來一個錯誤的計算，結果運行下來，情況良好。

9年后，第二次設計，發(fā)現了原來的代入數據錯誤，其錯誤是離譜的，但是現場情況是優(yōu)秀的。

假若設計，校核，審核人員因為這個錯誤，導致這么大的沉降槽垮塌，錐頂撕裂，大撓度變形等等，那么設計人員難辭其咎。

假設當時沒有計算錯誤，設計人員不可能取值么薄。

假如沒有重新設計，這么多年來，也不會有人發(fā)現計算書錯誤所在。

而這么多年的平穩(wěn)運行，也證明了，雖然計算錯誤，但是這個結果歪打正著，是可靠的。

代錯公式用對板，上錯花轎嫁對郎。

當然設計人員應該盡量避免這種錯誤，這次是喜劇，也許下次就是悲劇了。

對于常壓的結構，設計人員也不能掉以輕心，應選擇合適的模型進行計算。