卧式容器
JBT4731-2005钢制卧式容器讲稿
JBT 4731-2005 钢制卧式容器讲稿1.适用范围JB/T 4731—2005《钢制卧式容器》相对于原来GB l50—1989第8章作了部分修订，如：取消圈座支承，增加鞍座轴向弯曲强度校核及附录A《有附加载荷作用时卧式容器的强度汁算》等。
JB/T 4731适用于设计压力不大于35MPa，在均布载荷作用下，由两个对称的鞍式支座支承的常压及受压卧式容器，它不适用于：——直接火焰加热及受核辐射作用的卧式容器；——经常搬运的卧式容器；——带夹套的卧式容器；一一作疲劳分析的卧式容器：卧式容器设计是先根据操作压力(内压、外压)确定壁厚，再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校核轴向、剪切、周向应力及稳定性，卧式容器设计还包括支座位置的确定及支座本身的设计。
2.术语和定义.操作压力.设计压力.计算压力.试验压力设计温度工作温度试验温度计算厚度设计厚度名义厚度有效厚度3设计的一般规定3.1 设计压力的确定：（a）设计压力值应不低于操作压力；（b）装有超压泄放装置时，设计压力按GB150附录B确定设计压力；(c)液化气体，液化石油气的卧式容器，按《容规》规定确定设计压力；(d)真空容器的设计压力按承受外压考虑，当装用安全控制装置时，设计压力取 1.25倍的最大内外压差或0.1Mpa两者的较低值；当无安全控制装置时，设计压力取0.1Mpa。
3．2设计温度的确定：(a)设计温度不低于元件金属在工作时可能达到的最高温度。
对于0度以下的金属温度,设计温度不应高于元件金属在工作时可能达到的最低温度。
铭牌上应标志设计温度。
(b)低温卧式容器的设计温度按GB150附录C规定确定。
3．3元件金属温度确定（a）传热计算；(b)在已使用的同类容器上测定；(C)在使用过程中，金属温度接近介质温度时按内部介质温度确定。
3．4 对于有不同工况的卧式容器，应按最苛刻的工况设计，并在图样或技术文件中注明各工况的操作压力和操作温度。
3.5设计载荷（a）.长期载荷设计压力——内压、外压；液体静压力；容器质量载荷——自身质量，容器所容纳的物料质量，保温层、梯子平台、接管等附件质量载荷。
卧式容器资料重点
一、主 要变化
1、适用范围的变化
NB/T47024
JB/T4731-2005
二、材料
三、强度计算
双鞍座卧式容器可简化为对称分布的承受均布载荷的双铰支点外伸梁。当 外伸长度等于两支点间距离为0.207L时，其支座处和两支点间的中间点的 弯矩相等，故鞍座设置时要求A不宜大于0.2L。
加强圈靠近鞍座平面内时，对内加强圈σ8位于鞍座截面靠近水平线加 强圈内环处，对外加强圈σ8位于鞍座截面靠近水平线加强圈外环处，主 要影响因素：加强圈的形状及尺寸、筒体有效厚度δe；
“加强圈位于鞍座平面内”---加强圈位于图中所示“鞍座平面”两侧各 小于或等于b2/2的范围内，b2=b+1.56(Ra.δn)1/2,
加强圈靠近鞍座平面内时，对内加强圈σ7位于鞍座截面靠近水 平线加强圈外壁处，对外加强圈σ7位于鞍座截面靠近水平线筒体 内壁处，主要影响因素：加强圈的形状及尺寸、筒体有效厚度δe； σ8---加强圈在鞍座平面内时，对内加强圈σ8位于鞍座截面加强圈 内环处，对外加强圈σ8位于鞍座截面加强圈外环处，主要影响因 素：加强圈的形状及尺寸、筒体有效厚度δe；
3.圆筒周向应力
σ5---鞍座处圆筒横截面的最低点处，影响因素： L(A) 、鞍座包 角、鞍座轴向宽度和有效厚度δe ；
σ6---垫板不起加强作用时，在鞍座边角处，影响因素： L(A) 、 鞍座包角、鞍座轴向宽度、筒体有效厚度δe ；
σ6’---垫板起加强作用时，鞍座垫板边角处，影响因素：L(A) 、 筒体有效厚度δe、鞍座包角、鞍座轴向宽度、垫板厚度；
2.圆筒切向应力τ及封头应力τh
τ---圆筒切向剪应力：当圆筒未被封头加强时,当在鞍座平面有加强圈时， 其最大剪应力位于截面的水平中心线处A、B点，当在鞍座平面上无加强 圈或靠近座截面有加强圈时，其最大剪应力位于靠近鞍座边角处C、D点， 影响因素L（或A）和筒体有效厚度δe 及鞍座包角。
卧式容器设计
目录第一章绪论 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计思想 (2)1.3设计特点 (2)第二章储罐简介 (3)2.1储罐的用途 (3)2.2储罐的分类 (3)第三章材料及结构的选择与论证 (4)3.1材料选择 (4)3.2结构选择与论证 (4)3.2.1.封头的选择 (4)3.2.2.法兰的选择 (4)3.3.液面计的选择 (5)3.4.鞍座的选择 (5)第四章结构设计 (6)4.1壁厚的确定 (6)4.2 封头厚度设计 (7)4.2.1 计算封头厚度 (7)4.3储罐零部件的选取 (8)4.3.1储罐支座 (8)4.3.2人孔的选择 (10)4.3.3接管和法兰的选择 (13)第五章强度校核 (14)5.1筒体强度校核 (14)5.2封头强度校核 (14)5.3鞍座受载分析和强度校核 (15)5.3.1双鞍座的筒体的轴向应力 (15)5.3.2筒体的轴向弯矩的计算 (16)5.3.3圆筒轴向应力计算及校核 (17)5.3.3切向剪应力的计算及校核 (18)5.3.4圆筒周向应力的计算和校核 (19)5.3.5 鞍座腹板应力校核 (20)5.4容器开孔补强 (20)5.4.1补强设计方法判别 (21)5.4.2有效补强范围 (21)5.4.3有效补强面积 (22)5.4.4补强面积 (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1设计任务针对化工厂中的储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并编写设计说明书。
1.2设计思想综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。
在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。
1.3设计特点容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。
常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。
卧式容器设计课件
目录第一章绪论 (2)1.1设计任务 (2)1.2设计思想 (2)1.3设计特点 (2)第二章储罐简介 (3)2.1储罐的用途 (3)2.2储罐的分类 (3)第三章材料及结构的选择与论证 (4)3.1材料选择 (4)3.2结构选择与论证 (4)3.2.1.封头的选择 (4)3.2.2.法兰的选择 (4)3.3.液面计的选择 (5)3.4.鞍座的选择 (5)第四章结构设计 (6)4.1壁厚的确定 (6)4.2 封头厚度设计 (7)4.2.1 计算封头厚度 (7)4.3储罐零部件的选取 (8)4.3.1储罐支座 (8)4.3.2人孔的选择 (10)4.3.3接管和法兰的选择 (13)第五章强度校核 (14)5.1筒体强度校核 (14)5.2封头强度校核 (14)5.3鞍座受载分析和强度校核 (15)5.3.1双鞍座的筒体的轴向应力 (15)5.3.2筒体的轴向弯矩的计算 (16)5.3.3圆筒轴向应力计算及校核 (17)5.3.3切向剪应力的计算及校核 (18)5.3.4圆筒周向应力的计算和校核 (19)5.3.5 鞍座腹板应力校核 (20)5.4容器开孔补强 (20)5.4.1补强设计方法判别 (21)5.4.2有效补强范围 (21)5.4.3有效补强面积 (22)5.4.4补强面积 (22)参考文献 (23)第一章绪论1.1设计任务针对化工厂中的储罐，完成主体设备的工艺设计和附属设备的选型设计，绘制总装配图，并编写设计说明书。
1.2设计思想综合运用所学的机械基础课程知识，本着认真负责的态度，对储罐进行设计。
在设计过程中综合考虑了经济性，实用性，安全可靠性。
各项设计参数都正确参考了行业使用标准或国家标准，这样让设计有章可循，并考虑到结构方面的要求，合理地进行设计。
1.3设计特点容器的设计一般由筒体、封头、法兰、支座、接口管等组成。
常、低压化工设备通用零部件大都有标准，设计时可直接选用。
本设计书主要介绍了液罐的的筒体、封头的设计计算，低压通用零部件的选用。
卧式容器设计
L
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
(二) 载荷分析
(1)均布载荷q、支座反力F 假如容器总重量为2F，则作用在外伸梁 上(梁全长仍为L)单位长度的均布载荷为：
对于平封头，H＝0，则 由静力平衡条件，对称配置的双鞍座中 每个支座的反力就是F，或写成：
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
卧式容器设计 前言
卧式容器广泛应用在石油化工、医药、食品等工业
领域，卧式是相对于立式而言的，其筒体轴线一般 为水平。设计所卧式容器设计的特点
卧式压力容器的设计由于其支承方式的特点决 定了其设计的特殊性，按JB/T4731-2005 《钢制卧式容器》，其设计步骤为： 1）卧式容器设计是先根据操作压力(内压、外 压或常压)确定壁厚； 2）再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校 核轴向、剪切、周向应力及稳定性；
(二) 载荷分析
(2)竖直剪力V 和力偶M 封头本身和封头中物料的重量为 (2/3H)q，此重力作用在封头(含物 料)的重心上。对于半球形封头，可 算出重心的位置e=3/8H，e为封头 重心到封头切线的距离。 按照力线平移法则，此重力可用一 个作用在梁端点的横向剪力V和一个 附加力偶m1来代替，即：
圈座用于大直径薄壁容器。
鞍式支座，通常用于 较重的大设备。对于卧 式容器，除了考虑操作压力引起的薄膜应力 外，还要考虑容器重量在壳体上引起的弯曲， 所以即使选用标准鞍座后，还要对容器进行 强度和稳定性的校核。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
双鞍座的优点： 置于鞍座上的圆筒形容器与梁相似，当尺寸和载荷一 定时，多支点在梁内产生的应力较小，支座数目似乎 应该多些好。 但容器采用两个以上的鞍座时，支承面水平高度不等、 壳体不直和不圆等微小差异以及容器不同部位在受力 挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为各支点平均 分摊，导致壳体应力趋大，因此一般情况采用双支座。 双鞍座位置设置的原则： 采用双支座时，支座位置的选择一方面要考虑到利用 封头的加强效应，另一方面又要考虑到不使壳体中因 荷重引起的弯曲应力过大，所以按下述原则确定支座 的位置：
卧式容器设计..
(2)竖直剪力V 和力偶M 封头本身和封头中物料的重量为 (2/3H)q，此重力作用在封头(含物 料)的重心上。对于半球形封头，可 算出重心的位置e=3/8H，e为封头 重心到封头切线的距离。 按照力线平移法则，此重力可用一 个作用在梁端点的横向剪力V和一个 附加力偶m1来代替，即：
当鞍座邻近封头时，则封头对支座处简体有加强作用。 为了充分利用这一加强效应，在满足A≤0.2L下应尽 量使A≤0.5Ri(筒体内半径)。
注意这里的L为两封头切线之间的距离。 鞍座包角 的大小对鞍座筒体上的应力有直接关系， 一般采用120o、135o、150o三种。 双鞍座中一个鞍座为固定支座，另一个鞍座应为活动 支座。
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卧式容器设计
二、筒体的应力计算与校核
(一)筒体的轴向应力
2.支座截面上筒体的最大轴向应力 计算支座处筒体的轴向弯曲正应力时， 分两种情况进行： 鞍座平面上筒体有加强圈或已被封 头加强(A<0.5Ri)。由整个圆筒截面 承受弯矩，不存在扁塌效应。则该 截面的抗弯断面模数为 Ri2te 。
圈座用于大直径薄壁容器。
鞍式支座，通常用于 较重的大设备。对于卧 式容器，除了考虑操作压力引起的薄膜应力 外，还要考虑容器重量在壳体上引起的弯曲， 所以即使选用标准鞍座后，还要对容器进行 强度和稳定性的校核。
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卧式容器设计
一、鞍座结构及载荷分析
双鞍座的优点： 置于鞍座上的圆筒形容器与梁相似，当尺寸和载荷一 定时，多支点在梁内产生的应力较小，支座数目似乎 应该多些好。 但容器采用两个以上的鞍座时，支承面水平高度不等、 壳体不直和不圆等微小差异以及容器不同部位在受力 挠曲的相对变形不同，使支座反力难以为各支点平均 分摊，导致壳体应力趋大，因此一般情况采用双支座。 双鞍座位置设置的原则： 采用双支座时，支座位置的选择一方面要考虑到利用 封头的加强效应，另一方面又要考虑到不使壳体中因 荷重引起的弯曲应力过大，所以按下述原则确定支座 的位置：
卧式容器(JB4731-2005)
式常压容器；强度计算中增加周向应力考虑鞍座垫板增强作用；鞍座
设计考虑地震载荷；制造技术条件；附录A有集中载荷时强度计算。
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
二 内容说明（下面按标准中章节顺序号） 1。范围 本标准适用于设计压力不大于35MPa 是指 ---。-------------------------。-------------------------。--------------------------。--------------------
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
2）地震及地震影响系数 考虑地震主要是为校核鞍座的强度。（请参见JB/T4731 P44 2节）
1）σ9 增加垫板起加强作用，此时由垫板承受部分Fs力（使鞍座腹板分开的）， 即分母改为 Hsbo+brδre
这里有几点说明：
-地震力不考虑垂直地震力，取水平地震力； -地震力对鞍座的作用，其作用力取筒体轴线方向，因鞍座该方向抗弯性差； -卧式容器按放位置一般不高，风载相对地震较小，计算中没考虑，但对于按放
σ8 是当有外加强圈时加强圈外表面处的应力，
当有内加强圈时加强圈内表面处的应力。 见 JB4735 图7—7
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
《钢制卧式容器》JB/T 47312005
卧式容器的合理设计
一般的调节步骤：使A≤0.5Ra→增设鞍座垫板-→增加鞍座包角→增设加强圈。 1）A≤0.5Ra时封头对筒体有加强作用。 -M2抗弯断面为整圆。
对筒体的周向压缩力见图22.5.4-1a在边角处仍需考虑，即为F/4而产生的压缩应
力。第二项为周向弯矩产生的。当垫板起加强作用时，要考虑垫板的加强作用。 关于L/Ra>8时，抗弯有效断面长L=4Ra，W=2/3Raδe L/Ra<8时，抗弯有效断面长L=L/2 , W=Lδe/12
卧式容器
考虑的载荷 内外压及最大压差 容器及介质重量 支座反力 附属设备产生的集中力 附属设备受地震作用对地脚螺栓底部产生的弯矩（H＜10m）。 应力校核 1.圆筒轴向应力 2.圆筒切向应力及封头应力 3.圆筒周向应力 4.鞍座的设计计算 腹板水平拉应力 鞍座压缩应力(地震作用和温差应力) 地震引起的地脚螺栓应力
卧式容器 NB/T47042-2014
一、主 要变化
1、适用范围的变化
NB/T47024
JB/T4731-2005
二、材料
三、强度计算
双鞍座卧式容器可简化为对称分布的承受均布载荷的双铰支点外伸梁。当 外伸长度等于两支点间距离为0.207L时，其支座处和两支点间的中间点的 弯矩相等，故鞍座设置时要求A不宜大于0.2L。
3.圆筒周向应力
σ5---鞍座处圆筒横截面的最低点处，影响因素： L(A) 、鞍座包 角、鞍座轴向宽度和有效厚度δe ； σ6---垫板不起加强作用时，在鞍座边角处，影响因素： L(A) 、 鞍座包角、鞍座轴向宽度、筒体有效厚度δe ； σ6’---垫板起加强作用时，鞍座垫板边角处，影响因素：L(A) 、 筒体有效厚度δe、鞍座包角、鞍座轴向宽度、垫板厚度；
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JB/T4731-2005 <<钢制卧式容器>>1.适用范围JB/T 4731—2005《钢制卧式容器》相对于原来GB l50—1989第8章作了部分修订，如：取消圈座支承，增加鞍座轴向弯曲强度校核及附录A《有附加载荷作用时卧式容器的强度汁算》等。
JB/T 4731适用于设计压力不大于35MPa，在均布载荷作用下，由两个对称的鞍式支座支承的常压及受压卧式容器，它不适用于：——直接火焰加热及受核辐射作用的卧式容器；——经常搬运的卧式容器；——带夹套的卧式容器；一一作疲劳分析的卧式容器：卧式容器设计是先根据操作压力(内压、外压)确定壁厚，再依据自重、风、地震及其他附加载荷来校核轴向、剪切、周向应力及稳定性，卧式容器设计还包括支座位置的确定及支座本身的设计。
2.术语和定义.操作压力.设计压力.计算压力.试验压力设计温度工作温度试验温度计算厚度设计厚度名义厚度有效厚度3设计的一般规定3.1 设计压力的确定：（a）设计压力值应不低于操作压力；（b）装有超压泄放装置时，设计压力按GB150附录B确定设计压力；(c)液化气体，液化石油气的卧式容器，按《容规》规定确定设计压力；(d)真空容器的设计压力按承受外压考虑，当装用安全控制装置时，设计压力取1.25倍的最大内外压差或0.1Mpa两者的较低值；当无安全控制装置时，设计压力取0.1Mpa。
3．2设计温度的确定：(a)设计温度不低于元件金属在工作时可能达到的最高温度。
对于0度以下的金属温度,设计温度不应高于元件金属在工作时可能达到的最低温度。
铭牌上应标志设计温度。
(b)低温卧式容器的设计温度按GB150附录C规定确定。
3．3元件金属温度确定（a）传热计算；(b)在已使用的同类容器上测定；(C)在使用过程中，金属温度接近介质温度时按内部介质温度确定。
3．4 对于有不同工况的卧式容器，应按最苛刻的工况设计，并在图样或技术文件中注明各工况的操作压力和操作温度。
3.5设计载荷（a）.长期载荷设计压力——内压、外压；液体静压力；容器质量载荷——自身质量，容器所容纳的物料质量，保温层、梯子平台、接管等附件质量载荷。
(b).短期载荷风载、地震载荷(一般取地震载荷)，水压试验充水重。
(c).附加载荷在JB/T 4731的附录A中增加有卧式容器上的附加载荷。
这是考虑卧式容器上设有立式设备，如换热器、精馏柱、除氧头、液下泵、搅抖器等附属设备(高度均小于10m)时，它对卧式容器圆筒体产生附加弯矩及支座反力。
实质上，附加载荷也是一种长期载荷。
3.6 厚度附加量CC=C1+C2C1----钢材厚度负偏差，mm;C2----腐蚀裕量，mm.钢板或钢管的厚度负偏差按相应钢材标准的规定。
当钢材的厚度负偏差不大于0.25mm,且不超过名义厚度的0.6%时，在计算中负偏差可忽略不计。
3．6．1 腐蚀裕量C2为防止容器元件由于腐蚀、机械磨损而导致厚度削弱减薄,应考虑腐蚀裕量.具体规定如下：a）对有腐蚀或磨损的元件，应根据预期的设计寿命和介质对金属材料的腐蚀速率确定腐蚀裕量；b）卧式容器各元件受到的腐蚀程度不同时，可采用不同的腐蚀裕量；c）碳素钢或低合金钢卧式容器，腐蚀裕量不小于1mm。
3．7 卧式容器筒体加工成形后不包括腐蚀裕量的最小厚度按下列规定：a）对碳素钢或低合金钢制卧式容器，不小于3 mm；b）对高合金钢制卧式容器，不小于2 mm。
3．8不锈钢复合钢板的许用应力：（a ）对于复层与基层结合率达到JB4733规定的B2级以上的复合钢板，在设计计算中，如需计入复层材料的强度时，其设计温度下的许用应力：212][1][][21δδδσδσσ++=t tt(b)对于未与卧式容器壳体壁连成整体的耐蚀衬里层，在设计计算中不考虑耐蚀衬里层的强度。
3．9 对于地震载荷与其他载荷组合时，壳壁的应力允许不超过1.2倍的许用应力。
3．10对于卧式容器，如需选用GB150以外的钢材，应符合GB150附录A 规定。
3．11 焊接接头系数对于卧式容器，焊接接头系数应根据受压元件的焊接接头的焊接工艺特点（单面焊或双面焊，有或无垫板）以及无损检测的长度比例确定。
3．12 压力试验与GB150-1998一致3．13 材料(a) 卧式压力容器材料应GB150规定；卧式常压容器材料应JB/T4735规定(b) 鞍座，焊在受压壳体上的重要内件，加强圈等非受压元件用钢应符合下列表中规定:(c)鞍座垫板材料应与壳体材料相同；(d)地脚螺栓宜选用符合GB/T700规定的Q235或符合GB/T1591规定的Q345。
如采用其他碳素钢，则ns=1,6; 如采用其他低合金钢，则ns≥2.0。
3．14 鞍式支座卧式容器支座采用JB/T4712标准鞍座时，在满足JB/T4712所规定的条件时，可免去对鞍座的强度校核；否则应按JB/T4731－7.4进行强度校核。
4 结构4．1支座形式卧式容器的支座大多为鞍式支座，三鞍座，很少使用圈座。
JB/T 4731主要对双鞍座对称布置情况作了规定。
卧式容器支座采用鞍座时，无论双、三或多鞍座，都必须只有一个为固定支座，其余为滑动支座，以减少圆筒体因热胀、冷缩或圆筒体及物料质量引起的对支座产生的附加载荷。
对双鞍座，固定端多选在容器接管较大、较多的一侧。
对三鞍座，固定端选在中间支座以减少滑动端的位移量。
滑动端支座下的基础面应埋设钢平板，对伸缩频率较高的可在鞍座底板与基础面平板间设滚动柱。
采用混凝土鞍座时，容器支座区应焊有衬板，并用定位板限制容器的转动：容器支座区的衬板或鞍座加强板与圆筒体焊接时，应采用连续焊，但在最低处，在板的两侧需留有50mm长不焊。
4．2 支座设置图4－1对于双鞍座上卧式容器的应力作精确的理论分析十分困难，目前国内外有关容器设计规范均采用Zick 在1951年在实验研究的基础上提出的近似分析和计算方法，按Zick 的假设及分析，置于鞍座上的卧式容器可简化为对称分布的承受均布载荷的双铰支点的外伸梁进行分析。
由材料力学可知，一全长为L 的双支点相同外伸的简支梁，当仅承受均布横向载荷且外伸长A =0.207L 时，其支座处及两支座中和处的弯矩绝对值相等从而使得由均布载荷引起的圆筒体的轴向弯曲应力(4321σσσσ，，，)绝对值为最小，但对大直径、薄壁卧式容器，起控制的应力往往是鞍座处的τσσσσσ，，，，，98766'等这些应力。
因此应当尽可能使A ≤0.5R a ，以有效地利用封头对圆筒体的加强作用，对L/D i 很大，如比值大于15且壁厚较薄的卧式容器，为避免支座跨距过大导致圆筒体产生严重变形及应力过大，可以考虑设置三个以上支座。
但三个以上支座有可能因支座高度偏差及基础的不均匀沉降而产生支座处的附加弯矩及附加支反力，因此尽量少用。
4.3 加强圈的设置（1）加强圈应是整圈或相当于整圈结构，加强圈与壳体连接应符合GB150的规定；（2）考虑卧式容器支座处局部应力时，可在鞍座平面或靠近鞍座平面处设置加强圈，见下图：图4－2图4－3(3) 考虑卧式容器外压失稳时，加强圈的设置和计算按GB150的规定。
5载荷分析和内力分析置于对称分布的鞍座上卧式容器所受的外力包括载荷和支座反力。
载荷除了操作内压或外压(真空)外，主要是容器的重量(包括自重、附件和保温层重等)、内部物料或水压试验充水的重量。
容器受重力作用时，双鞍座卧式容器可以近似看成支承在两个铰支点上受均布载荷的外伸简支梁，梁上受到如下外力的作用，见图（5－1）。
5.1均布载荷q 和支座反力F假设容器本身的重量和容器内物料的重量为mg ，沿容器长度均匀分布。
一般情况下容器两端为凸形封头，所以确定载荷分布长度时，首先要把封头折算成和容器直径相同的当量圆筒。
对于半球形椭圆形和碟形等凸形封头可根据容积相等的原则，折算为直径等于容器直径，长度为i32h (h i 凸形封头深度)的圆筒，故重量载荷作用的长度为L h L ,3/4i+为两端封头切线间距离。
容器总重量mg 应该与两个支座反力2F 相等，故作用在外伸梁上单位长度的均布载荷为：ii 34234h L Fh L mg q +=+=（1）由静力平衡条件，对称配置的双鞍座中每个支座的反力就是F ，或写成：234i ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=h L q F （2）5.2 竖直剪力V 和力偶M封头本身和封头中物料的重量为q h i32，此重力作用在封头(含物料)的重心上。
对于半球形封头，可算出重心的位置e R e ,83i=为封头重心到封头切线的距离，R i 为圆筒内半径。
这一关系也近似用于其他形式的凸形封头，即i83h e =。
按照力线平移法则，此重力可用一个作用在梁端点的横向剪力V 和一个附加力偶m 1来代替，即：q h V i 32=（3）和q h h q h m 483322ii i 1=⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛= （4）此外，当封头中充满液体时，液体静压力对封头作用一水平向外推力。
因为液柱静压沿容器直径呈线性变化，所以水平推力偏离容器轴线，对梁的端部则形成一个力偶m 2。
对液体静压力进行积分运算，可得到如下的结果:q R R qR m 44)(2aa i 2=⎪⎭⎫ ⎝⎛=（5）式中R a 为圆筒平均半径，并令aiR R ≈。
将式(4)的m 1式为(5)的m 2两个力偶合成一个力偶M ，即：)(42i 2a 12h R q m m M -=-= （6）因此，双鞍座卧式容器力学上简化为一受均布载荷的外伸简支梁，两梁的两个端部还分别受到横剪力V 和力偶M 的作用，如图所示，见表5-1。
5.3 弯矩和剪力和材料力学梁受弯曲分析相似，上述外伸简支梁在重量载荷作用下，梁截面上有弯矩和剪力存在，其弯矩图和剪力图如图所示。
由图5－1可知，最大弯矩发生在梁跨度中央的截面和支座截面上，而最大剪力在支座截面处，它们可按下述方法计算。
1.弯矩筒体在支座跨中截面的弯距，按图所示梁的平衡条件得到。
⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-+⎪⎭⎫ ⎝⎛--=422232)(42i 2a 1L L q A L F L q h h R q M i （7）以i1342h L Fq+=代入则得：⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡-⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=L A L h L h R FL M 4341)(214i 22i 2a 1 （8）M 1通常为正值，表示上半部筒体受压缩，下半部筒体受拉伸。
筒体在支座截面处弯矩为⎥⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+---=⎪⎭⎫ ⎝⎛---=L h AL h R L A FA A qA qA h h R q M i2i 2a i 2i 2a 2341211232)(4 （9）M 2一般为负值，表示筒体上半部受拉伸，下半部受压缩。