矩形容器变形超大的案例

案例发生

一天晚上，加班回家的路上，朋友L微信呼我：

最近我们院有台常压矩形容器10L*9W*5H，做盛水到4米时，变形太大，惨不忍睹。

我说：矩形水箱，没有好的加固很容易变形。

信息里有一篇关于矩形容器的计算，可以先看看。

常压矩形容器E型计算

还有个表格，可以发给你试算一下。

L说：E型的我们自己有编制程序，计算应该没有问题。

我说：那你们的立柱梁用的多大。

L回答道：横竖都是L75的角钢。

我说：虽然我不知道你们到底怎么取的值，但是L75的也小了。矩形容器有种非常激进的取值方式，就是用E型的小方格来计算,如下图的红色矩形，这样算出来的厚度和梁都会很小。表面上是计算都过了，但是实际上是不合格的。

你们这么小的梁的取值，应该是采用了最激进的取值。

图1：激进的取值

L说：这个梁高应该怎么取呢？

我说：先按照C型的，红色区域，按照整高H计算立柱以及Lp。再按照蓝色小区域，取A=Lp，B=hi。计算的内容：横向加固圈所需的惯性矩、壁板计算厚度、壁板计算最大挠度、壁板许用挠度。

图2：推荐的取值

规范虽然没有说的很明确，但是这样取是比较符合理论假设的。

证明这一点

如何证明这一点呢？

当然是做个分析了。

L说：帮个忙呗，请你吃大餐。

我说：我是看中大餐的人吗，明明是为了我们的友谊。

按照图纸建模，梁L75看上去的确比较小。

施加水压载荷，4.5m高：

结果分析

薄膜应力：336.5MPa，位移236.5mm。

Bottom的膜加弯：530.6Mpa。

TOP的膜加弯：515.9MPa。

最大点位置再边缘侧板与侧板连接处。

就是说，这个水箱最大位移为236.5mm，局部薄膜336.5MPa，膜+弯为530.6MPa。挠度远远超过规范要求，所以盛水时有肉眼可见变形是肯定。

修改方案

L说，我们准备把角钢改成22号的槽钢，把结构加强一下，能再算一下吗？

我说：shell和梁单元最麻烦的就是调整型钢方向，为了这个模型，调整型钢朝向，一根根选编号，我这钛合金 眼睛都花掉了。程序都六百多行了，角钢改成槽钢，我可不想再动程序。

这样，我用加大的角钢，L100的试试，梁位置都不变。计算结果可以参考。

反正，

所有的人都看脸，所有的梁都是看惯性矩。

薄膜应力：

底面的膜加弯

上表面的膜加弯

比较一下两次的结果：

可以看到，梁增加后，其位移和应力都大幅度降低，非常明显。

如果按照常规计算的正常取值法，计算出合适的梁，那么应该是安全的。

正应了那句古话：

少年强，则国强；

型钢强，则罐强。

结论

1. E型容器的计算，应该按照图2中的取法，不能按照图1的激进取值。

2. E型容器的梁对罐的强度非常重要，四个侧板与侧边连接处，用角钢做加强是很好的结构。

3. 没有事情是一顿饭解决不了的，如果有，两顿。

   
   

   
   

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矩形E型表格下载地址

链接：

https://pan.baidu.com/s/1TmtcMCXdaYjgm1s4RAjybQ

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