最新容器支腿计算公式(支腿计算主要用于立式容器的支腿受力及地脚螺栓计算)[表格]
支腿计算书
法兰计算：（1）螺栓所受最大拉力的计算弯矩Mx 和My 使角点上的螺栓A 产生最大拉力，而垂直压力Q 则使螺栓中的拉力减少。
螺栓A 中的最大拉力Ta 计算如下： 高强度螺栓：][2·2·2max max t i i i i N zQ y m y Mx x m x My Ta ≤-+=∑∑ 1、 支腿强度和稳定性（1）支腿顶部截面（开始弯曲处）][σσ≤++=xtd y d td d I y M I x M A N （2）支腿上法兰截面][σσ≤++=xtf y f t d I y M I x M A N 式中，分母为支腿相应截面的几何性质，2、稳定性（1）整体稳定性 支腿两端与主梁、横梁刚接构成空间构架，计算支腿整体稳定性时，必须考虑主梁（横梁）对支腿端部的约束影响。
空间刚架的支腿稳定性计算十分复杂，为了简化可将空间刚架分解成两个互相垂直的平面刚架来计算，而忽略两个平面刚架的相互影响。
计算支腿整体稳定性时，必须先把变截面支腿转换成等效等截面构件，按其等效的惯性矩来计算单位刚度比和支腿长细比。
t 210l μμl =支腿的长细表：rl 0=λ 支腿整体稳定性按右式计算：][σφσ≤++=xtd y d td d I y M I x M A N20吨小车计算：钢丝绳的选择： （1） 钢丝绳的最大拉力：根据起重机的额定起重量Q=20吨，查起重机手册选取滑轮组倍率m=4，起升机构缠绕如图：钢丝绳最大拉力：组ηm G Q S 2max += kg 式中Q ——额定起重量，Q=20*103kgG ——钓钩组重量，G=364kgm ——滑轮组倍率 m=4组η——滑轮组效率，组η=0.975根据公式得到Smax=2610kg（2）钢丝绳的选择所选择的钢丝绳破断拉力应满足下式；max S *n S 绳绳≥而∑=丝绳αS S *式中；S 绳——钢丝绳破断拉力 ΣS 丝——钢丝绳破断拉力总和。
α——折减系数，对于绳6X37+1的钢丝绳α=0.82n 绳——钢丝绳安全系数，对于中级工作制度，n 绳=5.5由公式可得ΣS 丝=17511kg查钢丝绳样本钢丝绳直径为17.5mm2、滑轮与卷筒的计算（1）滑轮和卷筒最小直径的确定为确保钢丝绳具有一定的安全使用寿命，滑轮和卷筒名义直径应满足下式绳ed D ≥0 式中 e ——系数，对于中级工作制度e=25所以D0≥437mm ，取直径为D0=500 mm（2）卷筒长度的计算L 双=2*（L 0+L 1+L 2）+L 光 t n D m H L *).*(0max 0+=π 式中；H max ——最大起升高度，H max=10mn ——钢丝绳安全系数， n=2t ——绳槽节距，t=d 绳+（2~4）=20mmL1——根据结构确定卷筒空余部分，取L1=60mmL 光——根据钢丝绳允许偏斜角确定，L 光=120mmL0——卷绕部分长度 L0=550mmL 双=1500mm（3）卷筒轴上扭矩 卷η卷0max D S m =式中η卷=0.98 所以m 卷=1332kg*m（4）卷筒转速0D mvn π=3、根据静功率选择电动机起升机构静功率按下式计算：06120)(ηv G Q N += kw X X X N 98.349.061203.9)36410320(=+=查电动机样本得功率为4、减速器的选择（1）传动比根据传动比i=30.4，电动机功率N=30千瓦，电动机转速n=720转/分，工作制度=25%，查减速机样本选择ZQ650-31.5输入功率N=29千瓦。
JBT4712.2-2007-腿式支座载荷计算(带公式)
1422.2 2
20.752 2 3
263.6 85.6 147
2019/8/12
腿式支座计算
共6页码 第5页
序号
数值名称
符号 单位
公式
计算
σ bt ≤[σ bt]
2 地脚螺栓的剪切应力：
地脚螺栓的剪切应力： τ bt Mpa (FH-0.4W1)/(NnbtAbt) τ bt Mpa 当计算的值τ bt小于0时，其值填为0
2 6.70
16
1 支腿装配焊缝的弯曲应力：
每条装配焊缝的计算长度 hf1 ㎜ hf-10
钢管为2(hf-10)
350
焊缝的焊脚高度
tf1 ㎜
12
焊缝的抗弯截面模量
Z ㎜3 2(hf12/6)(tf1/20.5)
346482.3
支腿装配焊缝的弯曲应力 σ f Mpa RL1/Z
35.70
焊缝系数
φ
0.49
地脚螺栓的内径
d1 ㎜
地脚螺栓的腐蚀裕量 Cbt ㎜
地脚螺栓的螺距
tb ㎜
一个螺栓的有效截面积 Abt ㎜2 π /4(d1-Cbt-0.866tb/6)2
地脚螺栓的拉应力
σ bt Mpa 1/(NnbtAbt)(4FHHC/Db-W1)
碳钢地脚螺栓许用应力 [σ bt] Mpa 常温下
182.54 235 通过
L1
㎜
H+hf/2+50
数值
1.04 63 通过
360 2130
壳体外壁至支柱形心的距离 e ㎜ 对H型钢支柱
W/2+垫板厚
102
㎜ 对钢管支柱
20
㎜ 对角钢支柱
容器支腿计算
垂直地震影 响系数α vmax=0.65 αmax
0.00
支腿系数tg θ=3/8*Do/h
593.78 5256.21
水平弯距引 起垂直力 FL1(N)=FH/2 tgθ
垂直最大受 拉力 FL(N)=FL1+ Fv/n-W/nFv'/n
63.91 158.79
地震影响系数衰 减系数γ =0.9+(0.05ξ)/(0.5+5ξ)
设备水平地震力 Fk1(N)=α1*η k1*W*g
当量质量 meq(Kg)=0.75*W
设备垂直地震力 (N)Fv0-0=α vmax*meqg
单根支腿的水平 反力 Q(N)=FH/n
垂直最大受压力 FY(N)=max(FL1+(F v+W+Fv')/n,Wt/n)
输入数据 筒体长度H(mm)
设备外径Do(mm)
设备质量W(kg) 支腿底板到设备 重心距离h(mm) 底板到支腿与壳 体焊接 支腿类型
支腿周向截面 的惯性矩x I1(mm4)
支腿截面积 AT(mm2)
壳体外壁到支腿 重心处的距离 e(mm)
支腿的弹性模量 E(MPa)
支腿材料的许用 拉弯 应力[σ]b,MPa
支腿与壳体焊缝 剪力τ (Mpa)=max(FY/Aw 1,FL/Aw1) 焊接接头弯曲应 力σ=QLw1/Zw1 支腿与底板焊缝 剪力τ(Mpa)
0.37
底板计算厚 度,δb （mm） =a0(3B/[σ])
0.5
4749.55
地脚螺栓根 径 db （mm）
14.04 σB≤[σ]
0.00
立式容器数据表
TZG5555555
格式1
太原重型机械集团有限公
司技术中心 立式容器数据表
项目号： 文件号： 修改： 第 1 页 共 1 页
项目名称 装置名称
修
改
设备名称 主 项
设备位号 设计阶段 项目地址 安装位置 数量 (台) 委托单位
简图：
管口表 编号 名称 件数 公称直径(mm) 公称压力PN/Class 法兰
标准
法兰密面型式 接管伸
出长度度(mm)
设计温度 (℃) 设计压力 [MPa(G)] 操作介质 环境温度(℃) 操作温度 (℃) 正常 最高 操作压力 [(MPa)(G)] 正常 最高 总流率 (kg/h) 实际流速 (m/s) 气相 液相 临界气速/实际气速 (m/s)
计算内径 (mm) 选用内径 (mm) 容器长度(切线/切线) (m) 容器体积 (m 3) 伴热介质 伴热面积 (m 2) 液体停留时间 (min) 设备类别(类) 备注：
封头型式 腐蚀裕度 (mm) 保温材料 保温厚度(mm) 设备支撑型式: 1裙座 2支腿 3支耳 设备材质: 壳体 头盖 内部构件 整体热处理: 1有 2无
版次
0 1
2
3
4
版次 0
1
2
3
4 提 出 人
容器设计员
所属产品主任设计师 容器审核员
提出单位专业所长 容器专业所长 提 出 日 期
接 受 日 期。
JB 4712.2支腿计算
支腿材料的屈服强度 设备重要度系数
ReL = η=
235.4 Mpa 1
单根支腿的轴向水平截面惯性矩
IX-X = 46104917 mm4
单根支腿的径向水平截面惯性矩
IY-Y = 16007509 mm4
单根支腿的横截面面积
A=
假定支腿与壳体的链接为固接，支腿端部为自由端。单根支腿内产生的最大
6208 mm2
2
mm
235 Mpa
=
5.8 mm
tf1 =
12 mm
每条装配焊缝的计算长度
=330-10 焊缝的抗弯截面模量
=2*320^2*12/(6*SQRT(2)) 支腿装配焊缝的弯曲应力
=7250.4*2235/289630.9 焊缝的截面面积
=2*320*12/SQRT(2) 支腿装配焊缝的剪切应力
=ABS(-72808)/5430.6 设计温度下支腿材料的许用应力 支腿装配焊缝的当量应力
********************************************************************************************* **********************************************
☞ 水平风载荷
风压高度变化系数，按设备质心所处高度取
=SQRT(55.9^2+3*13.41^2) 焊缝系数 支腿装配焊缝的抗弯，抗剪许用应力
=1.5*105*0.49 支腿装配焊缝的弯曲应力验算：由于σf ≤ B，安全。 支腿装配焊缝的剪切应力验算：由于τ1 ≤ B，安全。 支腿装配焊缝的当量应力验算：由于σz ≤ B，安全。
= 320 mm
支腿
支腿-裙座的区别支腿-裙座的区别裙座应该是从承重量和受力以及稳定性上都要好于支腿，一般用于塔器或者比较大、重的立式容器。
支腿相对来说只能用于直径小重量轻的设备，支腿首选标准JB/T4713-92(不知道新标准是否开始执行)。
裙座要通过计算校核的细高形的塔器，较大且重的立式容器，一般都采用裙座。
它可承受较大的风载；设备和裙座的连接呈环状，应力均匀，稳定性好，连接可靠。
制作、安装较支腿难点。
一．支座设备支座用来支承设备重量和固定设备的位置。
支座一般分为立式设备支座、卧式设备支座和球形容器支座。
立式设备支座分为悬挂式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座四种。
卧式设备支座分为鞍式支座、圈式支座和支腿三种。
球形容器支座分为柱式、裙式、半埋式、高架式支座四种。
1．悬挂式支座（JB/T4725-92）悬挂式支座又称耳座，一般由两块筋板及一块底版焊接而成。
耳座的优点是简单，轻便；缺点是对器壁易产生较大的局部应力。
●耳座适用范围（JB/T4725-92）：适用于公称直径不大于4000mm的立式圆筒形容器。
●耳座数量一般应采用四个均布，但容器直径小于等于700mm时，支座数量允许采用2个。
●耳式支座标准中分为A、AN（不带垫板），B、BN（带垫板）四种; A、AN型用于一般立式设备，B、BN型用于带保温的立式设备。
●支座与筒体连接处是否加垫板，应根据容器材料与支座连接处的强度或刚度决定。
对低温容器的支座，一般要加垫板。
对于不锈钢制设备，当用碳钢制作支座时，为防止器壁与支座在焊接的过程中，不锈钢中合金元素的流失，也需在支座与筒连接处加垫板。
●JB/T4725-92特点：1.考虑支座弯矩对容器圆筒所产生的局部应力，避免筒体由于局部应力过大有可能引起失效。
局部径向弯矩包括设备自重、水平载荷（风载荷或地震载荷）及偏心载荷所产生的弯矩。
2.提出了支座的制造要求，以保证支座的制造质量。
若容器壳体有热处理要求时，支座垫板应在热处理前焊接在器壁上。
容器支座及其选用
支承式支座（ JB/T4712.4-2007代JB/T4724-92） 新标准的变化 适用范围：本标准适用于下列条件的钢制立式圆筒形容器 公称直径DN800～4000 圆筒长度L与公称直径DN之比L/DN≤5 容器总高度H0≤10000
结构型式 支腿 筋板（钢板焊制）、钢管 垫板 底板
与支腿相比：高度低、承载量大，支承在封头上
支座的标记 JB/T4712.2-2007 支座 ① ② － ③ － ④ —— 型式 —— 号数 —— 支承高度 H —— 垫板厚度（对于A、B、C型支座）
支座的选用
支腿设计条件（新标准已合并在适用范围内）
01
设计温度：200℃
02
设计载荷：基本风压值800Pa
03
地震设防烈度：8度（Ⅱ类场地土）
基础垫板
当容器基础为钢筋混凝土时，滑动鞍座底板下面必须安装基础垫板
01
基础垫板由设计者在图样上规定其供货关系
04
基础垫板必须保持平整光滑
02
垫板尺寸参照附录C确定
03
*
当容器操作壁温与安装环境温度有较大差异时，应根据容器圆筒金属温度、两鞍座间距，按标准附录A核算螺栓孔长度L 螺栓孔应根据其不同膨胀形式，按下图要求进行安装
支座型式(老）
支座型式（新）
*
支座 Q235A 垫板材料 与筒体材料相同
JB/T4712.1-2007 鞍座 ① ② － ③ ——型号（A,BI,BII,BII,BIV,BV) ——公称直径 ——F或S
鞍座的材料
支座的标记
鞍座的选用
JB/T4712.1-2007的设计条件
校核支座处圆筒所受的支座弯矩ML，使ML≤[ML]，对衬里容器ML≤[ML]/1.5
立式容器支腿的设计与计算
立式容器支腿的设计与计算作者：丁天栋王奇来源：《价值工程》2013年第32期摘要：在立式容器支撑型式的设计中，由于现行腿式支座标准使用存在一定局限性，当设备使用条件超出标准支腿选用范围时，很多设计者束手无策；本文对支腿的设计计算方法进行了论述，以供设计人员在设计时参考。
Abstract： In the design of vertical vessel support type， because there are some limitations in the standard using of leg type support， when a device using conditions are beyond the standard leg choosing range， many designers do not have any idea. This paper discusses the design and calculation method of the leg in order to provide the reference for the designers.关键词：立式容器；支腿；使用范围；计算方法Key words： vertical vessel；leg；using range；calculation method中图分类号：TQ053.2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）32-0055-02作者简介：丁天栋（1980-），男，河北行唐人，工程师，主要从事化工设备设计工作。
0 引言在立式设备支撑设计中，支腿式支撑是常用的型式之一。
然而，在我国现行支腿标准JB/T4712.2-2007中，选用标准支腿有一定局限性，其局限性主要有以下几个方面：①工程直径限制；标准规定了公称直径DN1600以内的立式容器支腿系列，但在实际工程中，公称直径超界的情况时有发生，在一些大直径设备中，为了保证足够的底部空间，还得选用腿式支座。
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0.09
底板计算厚 度,δb （mm） =a0(3B/[σ])
0.5
6337.19
地脚螺栓根 径 db （mm）
8.04
σB≤[σ]
0.00
τ≤[τ]
1.47
支腿与壳体 焊角高 (mm)
底板厚度 (mm)
支腿与底板 焊角高 (mm) 风压高度变 化系数 fi 风振系数k2 基本振型参 与数ηk1 地震设防烈 度αmax
设备附加垂 直载荷 Fv'(N)(向下 为正）
5911.47
Q235A 3836 23300
3 2225 HK240C 242880000
输入数据 筒体长度H(mm)
设备外径Do(mm)
设备质量W(kg) 支腿底板到设备 重心距离h(mm) 底板到支腿与壳 体焊接 支腿类型
支腿周向截面 的惯性矩x I1(mm4)
支腿截面积 AT(mm2)
壳体外壁到支腿 重心处的距离 e(mm)
支腿的弹性模量 E(MPa)
支腿材料的许用 拉弯 应力[σ]b,MPa
1.52 0.03 6545.57 0.10
0.40 8160.96 6337.19
34.82 1.53 11.42 合格 合格 合格
最大压应 力,B(Mpa)=FY/a1* a2
最大拉应力 四、地脚螺栓计 算结果
地脚螺栓反 力,FL(N)=
单根地脚螺栓受 拉应力σ B(Mpa)=FL/(nb*A b) 地脚螺栓剪力 τ (Mpa)=[Q-μ *W/n]/nb*Ab 五、支腿焊缝强 度评定结果：
τ≤[τ]
0.24
τ≤[τ]
5.69 合格 31.67 合格 合格
合格
合格
设备的水平 力 FH(N)=Max( P1,Fk1)+Fh'
垂直地震影 响系数α vmax=0.65 αmax
17828.69 支腿系数tg θ=3/8*Do/h
2181.86 21870.53
水平弯距引 起垂直力 FL1(N)=FH/2 tgθ
垂直最大受 拉力 FL(N)=FL1+ Fv/n-W/nFv'/n
24738.31 71696.30 70749.46
0.03 0.97 6545.57 17475.00
支腿弯曲刚 度 Kg1(N/m)=3 nEATD2b/2L
3
质心高度修 正系数λ k=(h/L)2H/L+4 自振周期 T1(s)=2π (W/K)^0.5 阻尼调整系 数η 2=1+(0.05ζ)/(0.06+1. 7ζ) 水平地震影 响系数α 1=(Tg/T1)γ η2αmax
支腿底板长 度,a1(mm)
底板边缘到支腿 边缘 最大距离 ,ao(mm) 一个支柱上地脚 螺栓个数nb
地脚螺栓拉伸许 用应力， [σ]（MPa）
地板与基础的磨 擦系数,μ
支腿与壳体焊接 长度lw1(mm)
焊接材料设计温 度下的许用剪应 力[τ]w
支腿与底板焊缝 长度(mm) 基本风压值q （N/m2） 体型系数k1
63.91 158.79
1.10
支腿的柔度 λ=Lk/i (应 <=250） 系数γ =3/2+2/3 （λ/λc）2
支腿上最大 弯曲应力σ b(Mpa)=(Q* L+FY*e)/Zm in
87.70 0.11 0.32
σc/[σ]c+ σb/[σ]b ≤1
τ≤[τ]
σ≤[σ]
25752411.83 4.81 3.61
地震影响系数斜 率调整系数η 1=0.02+(0.05ζ)/8
地震影响系数衰 减系数γ =0.9+(0.05ξ)/(0.5+5ξ)
设备水平地震力 Fk1(N)=α1*η k1*W*g
当量质量 meq(Kg)=0.75*W
设备垂直地震力 (N)Fv0-0=α vmax*meqg
单根支腿的水平 反力 Q(N)=FH/n
657000.00
3878.00
78500
84
500 137 36 88.20
30 20 18 1 1.7 1 0.16
0
单根支腿弯曲刚 度 Kgc(N/m)=4E(I1+I 2)/L3
支腿剪切刚度 Kg2(N/m)=nKgc/(1 +LKgc/GAT))
水平刚度 K(N/m)=1/(λ c/Kg1+1/Kg2)
垂直最大受压力 FY(N)=max(FL1+(F v+W+Fv')/n,Wt/n)
二、单根支腿计 算结果 支腿截面的最小 惯性半径 i=(I/AT)0.5 支腿的临界柔度 λc=[π 2E/(0.6[σ]b)]0.5
受压支腿上最大 压缩应力 σc(Mpa)=FY/AT
许用压缩应力 [σ]c(Mpa)=[10.4(λ/λ c)^2]*[σ]/γ 支腿剪力 τ (Mpa)=Q/AT 支腿上最大拉应 力σ(Mpa)=FL/AT 三、底板计算结 果
地震烈度
场地土特征周期 Tg 一阶震型阻尼比 ξ
设备附加水平力 Fh'ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ(N)
一、载荷计算 设备水平风力 P1(N)=K1*K2i*q*f i*A*10-6
容器支腿计算
2590 3636 23300 3400 2225 H型钢 81520000
19960
121
210000
137
500
130 1
147 0.3
350 82.20 1496.00
500 0.7
8 0.4 0.01
0
支腿材料 设备最大外 径De （mm） 设备总重量 (试验Kg） 支腿数量 n纵=向(3,弯4)曲长 度Lk 型号 支腿径向 截面的惯 性矩y I2(mm4) 支腿最小截 面系数 Zmin(mm3)
支腿中心圆 直径 Db(mm)
支腿剪切弹 性模量 G(MPa) 支腿材料的 许用 抗剪应力 [τ],(Mpa) 支腿底板宽 度,a2 （mm） 底板材料许 用应 力,[σ]MPa 地脚螺栓公 称直径M 地脚螺栓剪 切许用应力 [τ](Mpa)= 0.6~0.8[σ]