支承式支座计算

固定支座计算自由度
固定支座是一种常见的结构支承方式，通常用于支撑梁、柱等结构体的固定端。

在结构力学中，我们常常需要计算固定支座的自由度，以便确定结构的整体刚度和稳定性。

固定支座的自由度是指支承点在空间中的运动和转动的自由程度。

根据结构力学的基本原理，一个空间点的自由度总数为6，分别是三个平移自由度和三个转动自由度。

在固定支座的计算中，我们需要考虑以下几个方面：
1. 平移自由度：固定支承点在空间中的平移自由度包括沿x、y和z 轴的平移自由度。

如果一个支承点在空间中无法沿某个轴方向发生平移运动，则该方向的平移自由度为0，否则为1。

2. 转动自由度：固定支承点在空间中的转动自由度包括绕x、y和z 轴的转动自由度。

如果一个支承点无法绕某个轴发生转动运动，则该方向的转动自由度为0，否则为1。

在实际计算中，我们需要根据具体的支承结构形式和约束条件，确定固定支承点的自由度。

例如，对于一个悬臂梁，其固定支承点的平移自由度为0，转动自由度为0；而对于一个简支梁，其固定支承点的
平移自由度为1，转动自由度为0。

通过计算固定支承点的自由度，我们可以确定结构中的约束条件，进而计算整体刚度，分析结构的稳定性和受力性能。

这对于结构设计和工程实践具有重要意义。

4.3.6 支座及检查孔4.3.6.1支座■定义：用来支承容器及设备重量，并使容器固定在某一位置的附件。

■支座形式：立式支座：耳式、支承式、支腿、裙座卧式支座：鞍座、圈座、支腿式A、立式容器支座（1）耳式支座（悬挂式支座）■结构：垫板+筋板+支脚板垫板最好采用。

容器较大，壁厚较薄时必须用，以减小局部应力。

一般与容器采用相同的材料。

■优缺点：简单、轻便，但对器壁会产生较大的局部应力。

■应用：反应釜、立式换热器等直立设备中用。

■设计选型标准：JB/T4725-92《耳式支座》型式：按筋板宽度不同分为A 、B 型两种。

A 型（短臂）： 带垫板（A ）不带垫板（AN ）B 型（长臂）： 带垫板（B ）不带垫板（BN ）容器外表面有保温层和需悬挂在楼板上时，宜用B 型。

使用范围：D N ≤900mm ，δe ＞3mm ，1-垫板； 2-筋板； 3-支脚板高度/直径≤5，总高≤10m。

选型步骤：①设定支座数量和型号；②计算各支座载荷Q，并校核Q≤[Q]；（载荷Q包括：风载、地震载荷、偏心载荷、重量等，JB/T4725-92中给出了每个支座实际承受载荷Q、M的具体的计算公式、支座尺寸、允许载荷[Q]和许用外力矩[M]。

）③校核Q作用于器壁的外力距M，M≤[M]。

如不能满足，则选大一号支座或增加支座数量，重新校核。

（2）支承式支座■定义：在容器封头底部直接焊上数根支柱，直接支承在基础地面上。

■优缺点：简单、方便，但对容器封头会产生较大局部应力。

■应用：容器高度不大（总高不大于10米，高度/直径≤5），安装位置距地面较近时用。

■结构型式：③校核Q是否大于封头允许的垂直载荷[F]。

如Q＞[F]，则增加支座数量，重新校核。

（3）腿式支座----支腿■定义：支柱与容器筒体外壁焊接，筒体与支腿间可带垫板，也可不带垫板。

■优缺点：结构简单，较轻，安装方便，底部空间大，便于维修。

但刚性较差，支腿高度要控制好，不能超过许用值。

支承式支座计算范文支承式支座是一种常见的结构支承方式，常用于建筑物、桥梁等工程中。

其基本原理是通过支座的设置来将结构的荷载传递到地基上，同时允许结构在受到外力作用时产生位移和变形，从而减小结构的受力和对地基的集中荷载，确保结构的稳定和安全。

1.载荷计算：首先需要确定结构的荷载和荷载组合。

根据结构的使用要求，荷载主要包括永久荷载（如自重、设备等）、可变荷载（如活载、风荷载等）以及温度荷载等。

根据规范和经验，可以计算出作用于支承式支座上的最大荷载。

2.推力计算：支承式支座在受到荷载作用时会产生推力，将结构的荷载传递到地基上。

该推力取决于支座的几何形状和材料参数，可以通过静力分析或者位置法等方法进行计算。

3.面积计算：支承式支座的底板与地基表面接触，其底面积需要经过计算，以保证在允许荷载下的最大承载力范围内。

4.地基反力计算：支承式支座将结构的荷载传递到地基上，地基通过反力来支撑结构的荷载。

通过静力平衡方程，可以计算出地基的反力和剪力分布。

5.摩擦力计算：支承式支座的摩擦部分具有抗滑的作用，可以减小结构位移和变形。

摩擦力的计算需要考虑材料的摩擦系数、载荷大小以及支承面积等因素。

支承式支座计算过程中，需要根据具体的结构和载荷情况选择合适的计算方法和规范。

通常需要进行静力平衡、弹性力学和摩擦力学的计算，考虑各种因素如载荷大小、结构变形、地基性质等。

计算结果通常需要与规范要求进行对比，以确定支承式支座的合理性和可靠性。

总之，支承式支座的计算需要综合考虑结构的荷载、推力、底板面积、地基反力和摩擦力等因素，以保证结构的稳定和安全。

同时，还需遵循相关的规范和标准，根据实际情况灵活应用各种计算方法和原理，确保计算结果的准确性和可靠性。

abaqus软件在立式容器支承式支座中的应用摘要：采用abaqus有限元分析软件，分析一台工程实际中立式容器支承式支座应力及应力分布，相较于传统机械设计中的强度校核计算，abaqus有限元分析可以更加直观的看出应力大小及应力分布范围，进行强度校核及材料许用应力校核，对不满足强度要求和材料要求的地方可以采取有效措施降低应力集中。

关键词：支承式支座；abaqus有限元分析；应力集中ABAQUS 是一套功能强大的工程模拟有限元软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线性问题，对于一些无法直接计算应力的设备或者采用常规方法计算应力较为复杂的设备可以通过模型模拟来研究应力分布及应力集中，然后根据应力分析结果探讨具体情况采取何种措施降低应力集中，以达到材料强度要求。

Abaqus软件在处理模型过程中更加直观形象的显示出应力分布，对研究人员采取措施有较好的指示功能。

支承式支座是一种立式容器经常使用的支撑结构，一般用于高度不大且距离基础地面或楼面较低的立式容器，分为由数块钢板焊制的A型支座和钢管与钢板焊制的B型支座两种型式。

由于支承式支座与设备下封头连接处会产生较大的局部应力，故在支座与封头之间需增设垫板焊接。

NB/T47065.4-2018《容器支座第4部分：支承式支座》给出了支承式支座的结构形式，选型参数，尺寸规格等，一般情况可以选用标准中的型号，然后按强度校核计算支座的强度，有些情况需要选用非标支座，这种情况无法直接查阅支座理论载荷，需通过计算来校核支座是否符合载荷及强度要求。

文献[2-5]提到一些计算方法，有的采用UG8.0有限元分析，有的采用传统计算方法，这些方法都展示了一定的优势与劣势。

本文采用abaqus有限元分析软件分析一台采用支承式支座的立式容器，对支座与封头焊接部位和支腿本体进行有限元分析，分析其应力与应力集中部位以及应力最大处应力大小，校核其强度和应力是否满足要求，为支承式支座的设计与选型提供参考。

支腿-裙座的区别支腿-裙座的区别裙座应该是从承重量和受力以及稳定性上都要好于支腿，一般用于塔器或者比较大、重的立式容器。

支腿相对来说只能用于直径小重量轻的设备，支腿首选标准JB/T4713-92(不知道新标准是否开始执行)。

裙座要通过计算校核的细高形的塔器，较大且重的立式容器，一般都采用裙座。

它可承受较大的风载；设备和裙座的连接呈环状，应力均匀，稳定性好，连接可靠。

制作、安装较支腿难点。

一．支座设备支座用来支承设备重量和固定设备的位置。

支座一般分为立式设备支座、卧式设备支座和球形容器支座。

立式设备支座分为悬挂式支座、支承式支座、腿式支座和裙式支座四种。

卧式设备支座分为鞍式支座、圈式支座和支腿三种。

球形容器支座分为柱式、裙式、半埋式、高架式支座四种。

1．悬挂式支座（JB/T4725-92）悬挂式支座又称耳座，一般由两块筋板及一块底版焊接而成。

耳座的优点是简单，轻便；缺点是对器壁易产生较大的局部应力。

●耳座适用范围（JB/T4725-92）：适用于公称直径不大于4000mm的立式圆筒形容器。

●耳座数量一般应采用四个均布，但容器直径小于等于700mm时，支座数量允许采用2个。

●耳式支座标准中分为A、AN（不带垫板），B、BN（带垫板）四种; A、AN型用于一般立式设备，B、BN型用于带保温的立式设备。

●支座与筒体连接处是否加垫板，应根据容器材料与支座连接处的强度或刚度决定。

对低温容器的支座，一般要加垫板。

对于不锈钢制设备，当用碳钢制作支座时，为防止器壁与支座在焊接的过程中，不锈钢中合金元素的流失，也需在支座与筒连接处加垫板。

●JB/T4725-92特点：1.考虑支座弯矩对容器圆筒所产生的局部应力，避免筒体由于局部应力过大有可能引起失效。

局部径向弯矩包括设备自重、水平载荷（风载荷或地震载荷）及偏心载荷所产生的弯矩。

2.提出了支座的制造要求，以保证支座的制造质量。

若容器壳体有热处理要求时，支座垫板应在热处理前焊接在器壁上。

一、卧式容器的支座卧式容器的支座有三种：鞍座、圈座和支腿。

㈠鞍式支座鞍座是应用最广泛的一种卧式容器支座，常见的卧式容器和大型卧式贮槽，热交换器等多采用这种支座。

鞍式支座如上图所示，为了简化设计计算，鞍式支座已有标准JB/T4712-92 《鞍式支座》，设计时可根据容器的公称直径和容器的重量选用标准中的规格。

鞍座是由横向筋板、若干轴向筋板和底板焊接而成。

在与设备连接处，有带加强垫板和不带加强垫板两种结构。

鞍式支座的鞍座包角q为120°或150°，以保证容器在支座上安放稳定。

鞍座的高度有200、300、400和500mm四种规格，但可以根据需要改变，改变后应作强度校核。

鞍式支座的宽度b可根据容器的公称直径查出。

鞍座分为A型（轻型）和B型（重型）两类，其中重型又分为BⅠ～BⅤ五种型号。

其中BⅠ型结构如BⅠ型鞍座结构图所示。

A型和B型的区别在于筋板和底板、垫板等尺寸不同或数量不同。

BI型鞍座结构图鞍座的底板尺寸应保证基础的水泥面不被压坏。

根据底板上螺栓孔形状的不同，每种型式的鞍座又分为固定式支座（代号F)和滑动式支座（代号S)两种安装形式，固定式鞍座底板上开圆形螺栓孔，滑动式支座开长圆形螺栓孔。

在一台容器上，两个总是配对使用。

在安装活动支座时，地脚螺栓采用两个螺母。

第一个螺母拧紧后倒退一圈，然后用第二个螺母锁紧，这样可以保证设备在温度变化时，鞍座能在基础面上自由滑动。

长圆孔的长度须根据设备的温差伸缩量进行校核。

一台卧式容器的鞍式支座，一般情况下不宜多于两个。

因为鞍座水平高度的微小差异都会造成各支座间的受力不均，从而引起筒壁内的附加应力。

采用双鞍座时，鞍座与筒体端部的距离A可按下述原则确定（见上图）：当筒体的L/D较大，且鞍座所在平面内又无加强圈时，应尽量利用封头对支座处筒体的加强作用，取A≤0.25D；当筒体的L/D较小，d/D较大，或鞍座所在平面内有加强圈时，取A≤0.2L。

㈡圈座在下列情况下可采用圈座：对于大直径薄壁容器和真空操作的容器，因其自身重量可能造成严重挠曲；多于两个支承的长容器。