高中数学知识点公式卧式容器三鞍座支座反力计算方法浅析

2020年10月5日发(作者：杨西光)
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卧式容器三鞍座支座反力计算方法浅析

作者：陈斌 刘辉 陆炜

来源：《科学与信息化》2016年第32期

摘 要 本文利用材料力学的知识推导出卧式容器三鞍座支座反力的计算方法。
关键词 力平衡；力矩平衡；挠曲线方程
Abstract This article is to deduce the calculation method of the support reacting forces of the
horizontal vessels with three saddles by using the mechanics of materials knowledge
Keywords The balance of forces； Moment balance； Equation of deflection curve
1 前言
卧式容器通常情况下都是采用双鞍座支撑，当长径比很大时，壁厚较薄时，为避免跨距过
大，导致筒体产 生过度变形及较大应力时，则需要采用三鞍座。采用三鞍座支撑的卧式容器同
样需要校核筒体中各种应力 是否满足规范要求，在这之前就需要先计算出各个支座反力。在
HGT20582-2011《钢制化工 强度计算规定》有关于三鞍座支座反力的计算，但是它特指鞍座
布置时使得每个鞍座的支座反力都一样的 情况，并不能反映所有情况，事实上在实际工程设计
中因为各种原因鞍座布置时并不能保证每个鞍座的支 座反力都一样，这就需要计算出各个鞍座
实际的支座反力。本文即利用材料力学的知识推导出三鞍座支座 反力的近似计算方法。
2 推导过程
将三鞍座支承的卧 式容器简化为承受均布载荷三支点的外伸梁[如图1（a）所示]进行近似
分析，但与纯属受均布载荷的 梁不同，从图1（a）受力分析可知，除均布载荷外，在封头还
应考虑液体静压所引起的水平力矩，故其 弯矩也与纯属承受均布载荷三支点的外伸梁不同，且
封头部分的质量视为作用在其重心（重心位置距封头 切线的距离约为3h8）的集中力考虑
[1]。
由于卧式容器的受力分析是 按均布载荷的梁进行分析的，故需将容器的重量折算为作用于
容器上的均布载荷。对于凸形封头（椭圆形 ，蝶形，半球形等），根据容积相等的原则，得出
封头的容积近似等于直径相同，长为2h3圆筒形容积 ，故两端凸形封头的当量长度为4h3，
其外伸梁的折算长度为L+4h3。如卧式容器充满介质或水的 总载荷为2F，则单位长度载荷为
[1]：
根据静力平衡条件已得出公式（ 1）和公式（10）两个平衡方程，但未知的支座反力有三
个，很明显这是一个静不定问题，单凭静力平 衡条件是不能确定支座反力的，因此必须补充一
个变形条件才能求解，此处的变形协调条件即各种载荷在 支座Ⅱ处筒体产生的挠度和