思考题

一. 塔式容器思考题

1. 塔式容器采用法兰连接时，应同时考虑（轴向力）和（外力矩）的作用，

以确定容器法兰的当量设计压力。

2. 设计地震基本加速度是指50年设计基准期超越概率为10％时的地震加

速度设计取值。

3. 塔式容器液压试验时允许采用立试或卧试。

4. 塔式容器下封头的设计温度大于或等于400℃时，在裙座上部靠近封头

处应设置隔气圈。

5. 在计算塔式容器自振周期时，如加大塔壳和裙座壳的厚度，则该塔的自

振周期会变小。

6. H/D大于5中的D对于不等直径的塔式容器是指各塔段直径的加权平均

值。

7. 等直径等壁厚塔式容器的自振周期是将其简化成弹性连续体得到的。 8. 基本风压的重现期为50年。

9. 基本风压值按《建筑结构载荷规范》选取，但不应小于300N/m。 10. 计算垂直地震力时，其沿塔体轴线的分配原则是倒三角形分配。 11. 如果想改变塔式容器的自振周期，可采取什么办法？为什么？

2

答：

① 改变塔式容器的抗弯刚度（如改变壁厚和增大直径）； ② 降低塔体高度（减小H/D值）； ③ 改变塔式容器的质量；

④ 在塔体上部设置径向限位支撑（如塔箍等）

自振周期 T?2?my，其中m为质量，y为塔的柔度。在质量m一定的前提下，要减小塔的柔度（即横向振动最大位移），主要是增刚度（EI值）。在工艺条件允许的条件下，可以降低塔体高度H或H/D。必要时，设计成框架塔，使悬臂梁力学模型变为单跨梁的力学模型，有效降低y值从而有效降低自振周期，但这不属于NB/T47041-2014的范围之内；

12. 塔式容器应校核的危险截面一般有哪些？ ① 裙座基础环板处裙座壳体的横截面； ② 通过裙座开孔水平中心线的裙座壳体截面； ③ 裙座与塔体封头连接处焊接接头横截面； ④ 不等直径塔变截面交界处塔壳横截面； ⑤ 等直径塔变壁厚交界处塔壳横截面。

13. 塔式容器设计时应考虑的危险工况主要由哪些？ ① 操作工况；

② 安装或停车检修工况； ③ 水压试验工况。

14. NB/T47041-2014规定，裙座壳体的名义厚度不应小于6mm。

15. NB/T47041-2014规定，裙座地脚螺栓的数量一般应是4的倍数，且不应

少于6个。

16. NB/T47041-2014规定，当塔式容器H/D>15，且H>20m时还应考虑高振

型的影响。

17. NB/T47041-2014规定，当塔式容器H/D>15，且H>30m时还应计算横风

向风振。

18. 塔式容器的圆锥形裙座的半锥顶角不应超过15°。

19. NB/T47041-2014规定，工作压力小于0.1MPa的内压塔式容器，设计压

力取不小于0.1MPa。

20. NB/T47041-2014规定的塔式容器的最小厚度不包括腐蚀裕度。 21. NB/T47041-2014的适用范围是：设计压力不大于35MPa，高度H大于

10m，且高径比H/D大于5的裙座自支承金属制塔式容器。对于H/D小于等于5的裙座自支撑塔器，可以参照该标准附录E设计。

二. 卧式容器思考题

1. NB/T47042-2014卧式容器的鞍座材料许用应力是如何确定的？

答：按材料的屈服强度除以安全系数ns=1.5所得

2. 卧式容器的支座设计时应注意些什么？

答：

（1） 卧式容器的支座通常应选用标准型钢制鞍式支座，必要时也可设计非

标准支座；

（2） 卧式容器设计时，应优先考虑双鞍座结构。当采用双鞍座支承时，支

座中心线位置至封头切线位置的距离A，应不宜超过0.2L（L——两端封头切线之间的距离），并尽可能时A≤0.5Ra（Ra——容器筒体的平均半径）；

（3） 支座的设置应考虑温度的影响，当采用双支座时，一侧为固定支座、

另一侧为滑动支座。固定支座端一般设在接管多、管口直径较大的一侧，工程设计中应由管道机械专业确定。当需设计三支座支承的卧式

容器时，中间支座为固定支座，两侧为滑动支座。

（4） 应在滑动支座底板下的基础面上加滑动平板（接触面为钢板或PTFE），

必要时设计成滚动（如滚珠等）支座结构。

3. 在双鞍座支承的卧式容器中，NB/T47042-2014为什么要规定支座中心到

封头切线的距离尽量满足A≤0.5Ra，且不宜大于0.2L（L——筒体两封头切线之间的距离）？ 答：

（1） 封头的刚性一般比筒体大，封头对筒体有局部加强作用。试验证明，

当A≤0.5Ra时封头对支座部分的筒体才有加强作用，以免鞍座部分筒体另设加强圈；

（2） 当A＞0.5Ra或鞍座截面或鞍座截面附近无加措施而刚性不足时，在周

向弯矩作用下，鞍座处筒体上将产生“扁塌”变形，从而起不到承载作用、成为无效区。这不但会使鞍座处筒体中的各种应力增大，而且还会使轴向组合应力、切向剪切应力和周向组合应力最大作用点下移（因为在出现“扁塌”现象时，支座截面上只有鞍座截面上下部的部分圆弧状筒体承受载荷）。

（3） 为了减小支座处筒体弯矩过大，应控制外伸段长度A不宜过长,以免

筒体上最弱的支座截面承受最大弯矩。A的最大值，按支座截面和鞍座跨距中面的弯矩绝对值相等的原则，推导出A=0.207L。为了保证鞍座处的弯矩不超过中间截面的弯矩，规定A≤0.2L；

4. 双支座与多支座卧式容器的优缺点：

答：

由支座支承的卧式容器，在受力分析中往往都是将其简化成承受均布载荷的两支点或多支点的外伸梁。由材料力学可知，具有一定几何尺寸和承受一定载荷的梁，采用多支座时梁内产生的应力小，因此从产生的应力大小考虑支座的数目应取多些，但对于大型卧式容器，由于地基不均匀沉降、基础水平度的误差或筒体不直、不圆等因素的影响，将造成支座反力分配不均匀，反而使容器的局部应力增大。因此，卧式容器一般多采用双鞍座支承结构。

仅当容器长度较长、且筒体直径较大、厚度较薄时，为避免由于支座跨距过大、导致筒体产生过度变形及较大应力时，才采用三鞍座或多支座支承卧式容器。

5. 卧式容器采用三支座设计时应注意什么？

答：

（1） 考虑三支座支承的卧式容器的计算方便，尽可能采用NB/T47042-2014

附录D推荐的对称设置三鞍座结构；

（2） 考虑三支座支承的卧式容器轴向力（轴向弯矩）分配的合理性，两端

悬臂段封头切线至外侧支座的距离应取A≤0.145L（L——容器两端封头切线之间的长度）；

（3） 为了充分利用封头对筒体的加强作用，应经可能将支座设置在靠近封

头位置。当A/Ra≤0.5时。可以认为封头对支座部分筒体起到加强作用。

（4） 在三支座支承的卧式容器的设计文件中，应包含支座最大允许垂直位

移的计算，并在图面上提出卧式容器三个支座高度的允许偏差以及支

座土建基础表面的相对平面度偏差以及最大允许的不均匀沉降要求。使得上述三项相对位移量的总和小于设计文件规定的计算值。或者，按上述三个影响支座垂直方向定位因素，按相应规范规定（容器的制造偏差、基础的施工偏差和沉降量）允许值进行叠加后，控制在NB/47042-2014附录D规定计算出的支座总位移许可量［e］范围之内。

6. 在NB/T47042-2014的鞍座截面上的轴向应力（σ

3

和σ4）的计算（第

7.7.2.2.2款）公式中，系数K1和K2的意义时什么? 答：

系数K1和K2表示：在鞍座截面轴向弯矩应力计算中，计算承受弯矩的截面最高和最低点应力所用的抗弯截面系数与圆筒截面的抗弯截面系数的比值。

当A≤0.5Ra，或鞍座平面上有加强圈时，K1和K2等于1；当A＞0.5Ra，且鞍座平面上无加强圈时，K1和K2按表2选取。

7. NB/T47042-2014对卧式容器各项应力进行分析计算和校核的理论基础

是什么？ 答：

对对称布置双鞍座支撑的卧式容器，是以Zick的近似分析（解析法分析）和对大直径薄壁容器的实践经验（系数修正）为基础上推导出相关计算公式（包括许用应力的修正）；

对非对称布置双鞍座支撑、或有另一个或多个集中载荷和附属设备以及三鞍座支撑的卧式容器，任然可以沿用Zick的近似分析方法（即对Zick法的拓展应用）进行分析。

8. 按本标准的对称布置双鞍座支承卧式容器的鞍座截面应力计算中，对封

头切线至鞍座截面的距离A有何限制？为什么？在设计中应如何正确应用标准？ 答：

本标准的对称布置双鞍座支承卧式容器的计算中，应保证A≤L/4。因为，在鞍座截面两侧的剪力往往并不相等，Zick法分析中取其较大值。而一般情况（A≤0.2L）下支座内侧的剪力大于支座外侧（悬臂段侧）的剪力。如A＞L/4，就会出现支座外侧的剪力大于支座内侧的剪力，计算结果取了小值，就不安全。

同理，在本标准附录中的其他支撑形式和有集中载荷作用于外伸段的卧式容器中，如出现支座外侧的剪力比该支座内侧剪力大时（如：外伸有附属设备或集中载荷等），本标准与支座截面剪力有关的公式均不适用。

在卧式容器设计中，对只受均布载荷的对称双鞍座卧式容器，对A＞L/4时本标准中鞍座截面的切向剪应力和周向应力计算公式均不适用。对于本标准附录中的卧式容器的设计计算中，应注意靠外伸段支座截面两侧的剪力大小的对比，如出现外侧剪力大于内侧剪力时，不能直接应用本标准相关公式，应自行推导、修正计算公式。

9. 简答卧式容器的设计计算通常包含哪些内容？

答：

卧式容器的设计计算，除按常规设计（如GB150.3-2011）要求计算主要受压元件（筒体、封头、接管和法兰等）的强度（确定壁厚和补强结构等）外，还应按本标准进行筒体的轴向组合应力（σ1~σ4）、鞍座截面的切

向剪应力和周向应力以及封头剪应力的校核计算。还要进行鞍座的腹板水平拉应力和鞍座横截面的压缩应力校核计算，以及在地震载荷作用下的地脚螺栓拉应力和剪应力的校核计算。

10. NB/T47042-2014标准规定的鞍式支座包角的范围是多少？鞍座的宽度

一般应如何取？

答：鞍式支座包角的范围是120°~150°，钢制鞍座的轴向宽度一般应取

b?8Ra。当采用JB/T4712的鞍座时，b值取筋板大端宽度与腹板厚度之

和。

11. NB/T47042-2014标准规定起加强作用的鞍座垫板应满足什么条件？

答：应同时满足：鞍座垫板的厚度应δrn≥0.6δn；支座垫板的宽度b4≥b2（圆筒的有效宽度b2?b?1.56Ra?n，b为支座的轴向宽度）；垫板包角不小于（θ+12°），一般情况下δrn=δn。

12. 在鞍座的周向应力验算条件中，为什么圆筒截面最低点的zou向应力应

控制在不超过???t内。、而鞍座边角或垫板边角处的应力（?6或?＇6）和鞍座边角附件加强圈上的最大周响应力（σ7~σ8）应控制在不超过1.25???t内。？

答：因为鞍座截面圆筒最低的周向压应力为薄膜应力（沿壁厚均布），必须控制在不大于1.25???t内。；而鞍座边角（即附件）处筒体和加强圈上的周向应力，包含了轴向薄膜应力+轴向弯曲应力的成分，根据其应力的特征和实验测定的经验进行了修正，将其控制在不大于1.25???t内。

13. NB/T47042-2014标准中，“加强圈位于鞍座平面内”和“加强圈靠近鞍

座平面内”各位什么含义？

答：

“加强圈位于鞍座平面内”是指：加强圈位于鞍座截面两侧各小于等于b2/2的范围内；

“加强圈靠近鞍座平面内”是指：加强圈位于鞍座截面两侧各大于b2/2且小于Ra/2的范围内；

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