沉降槽的上错花轿嫁对郎
优质任务
一天领导对我说：
给你一个活，沉降槽，原先做过一个一样的设备，09年设计制造，已经运行8年了，图纸DWG、计算书时现成的，现在重新弄一台一模一样，管口稍微有些修改，标准可能有些修改。
图1：沉降槽现场俯视图
图纸量多，又有现成的图，用来冲业绩，KPI都要爆了。
“感谢领导！”
问题初现
打开图纸一看，沉降槽直径19米，顶部近10m，雄伟壮观，结构复杂，不忍多视。
图纸改完，常压设备，原来的计算书需要校核壁板，底部环梁加强筋，带肋拱顶，承压环，以及锥形封头的厚度。
其中锥形封头的厚度引起了我的注意：
原因是我原来做了一个大锥顶的厚度计算，参照的规范就是HG20582：
半顶角大于60°的锥壳的设计
这个正好可以用表格验算一下：
算下来需要103mm。
而实际使用的是14mm。
OH，MY GOD，怎么会这样！
差异的原因
为什么相差那么大呢？
查原因，原来是09年的计算书中的a取值为6.63度，此角度为锥壳大端和水平线的夹角。
而HG20582中的a为锥壳的半顶角，实际取值应该为90-6.63=83.37°。
也就是说，09年的计算书，套公式时，角度代入错了。
一瞬间，我只想唱一首歌：
在一瞬间 有一百万个可能
该向前走 或者继续等
这冬夜里 有百万个不确定
渐入深夜 或期盼天明
KPI不想了，这计算厚度相差这么远，计算书怎么出啊？
该向前走，还是放弃~
再分析
唱完歌，感觉冷静了下来。
虽然计算书不合格，但是设备已经安全平稳运行了了8年，还好好立在现场，说明实际情况远远好于计算工况。我们来分析一下，有哪些有利情况：
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设备锥壳和普通锥壳不同，它下面是有很多柱子支撑。
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锥壳柱子之间有周向和环向的型钢加强，相当于带肋的锥顶。
在这种情况下，还用光锥壳的算法来计算，是否合理？
从重新校核的EXCEL计算书来看，这种算法，是不合理的，因为是一个光壳顶，承受内压，需要的厚度要远高于受支撑的，带肋的锥顶。
解决方案
在计算锥壳上加强型钢时，采用的材料力学的等效均布载荷施加在简支梁上的方法。
实际上被梁和支柱支撑的板，不可能会损坏。
那么可以根据压力容器中经常用的，等效内接圆方法来求板的厚度。
比如GB/T150中，加筋的圆形平盖厚度。
有了思路，就可以试算一下：
最大内接圆为2066mm，经过计算，锥壳厚度为20mm厚。
已经降下来很多了，是否图纸上用这个厚度呢？
参考已有的设计
不，绝对不行！
原来项目用的14mm，现在加厚到20mm，业主问起来如何解释？
难道说原来厚度不够？
业主会说：14mm都用来8、9年了，你和我说不够，你诓我呢？一下加厚6mm，钱你出吧。
而且，这个也没法说服我们自己啊，为啥别人14mm好好的，没出问题。而现在加厚到20mm，就因为算法不一样。
设校审一商量，保持原来的厚度，再试试其它方法。
比如GB151的拉撑管板，采用当量圆平板公式：
其系数可以取0.45，比GB150的0.55小，可以取到17mm厚。
然而还不够。
考虑到此设备为常压容器，其许用应力按照GB/T150取值，比较保守，故将Q235B许用应力扩大到140MPa。这样，厚度可以降到16mm厚。
真没辙了，是不是取16mm呢？
真要保持14mm.
为了保持14mm，试算一下，将许用应力继续提高，提高到0.9*235=211MPa，可以计算通过。
但是这么高的许用应力不敢在计算书中体现，其出处难找。
最后将最大内接圆再缩小，在梁之间增加一圈扁钢，如图所示，其内接圆缩小到1341mm。
终于将厚度降到12.7mm，而加重的扁钢材料不多，不显眼。
终于在不断努力下，将厚度降到了最低，修正了这个计算的错误。
感想
此情此景，我感慨万千：
设计人员歪打正着，本来一个错误的计算，结果运行下来，情况良好。
9年后，第二次设计，发现了原来的代入数据错误，其错误是离谱的，但是现场情况是优秀的。
假若设计，校核，审核人员因为这个错误，导致这么大的沉降槽垮塌，锥顶撕裂，大挠度变形等等，那么设计人员难辞其咎。
假设当时没有计算错误，设计人员不可能取值么薄。
假如没有重新设计，这么多年来，也不会有人发现计算书错误所在。
而这么多年的平稳运行，也证明了，虽然计算错误，但是这个结果歪打正着，是可靠的。
代错公式用对板，上错花轿嫁对郎。
当然设计人员应该尽量避免这种错误，这次是喜剧，也许下次就是悲剧了。
对于常压的结构，设计人员也不能掉以轻心，应选择合适的模型进行计算。