[发明专利]确定除尘器箱体双肢组合截面柱轴压稳定承载力的方法

说明书

本发明提供一种确定除尘器箱体双肢组合截面柱轴压稳定承载力的方法，属于除尘器结构技术领域。包括如下步骤：除尘器箱体立柱截面为两肢H型钢柱，在两肢间用加劲钢板制作的连接墙板连接；组合截面柱两侧连接除尘器箱体加劲钢板墙板；以除尘器箱体双肢组合截面柱轴压稳定系数为基础，计算双肢组合截面柱轴压稳定承载力N_r，公式为：其中的计算公式为：本发明的方法适用范围广，使用方便，可靠性较好，相对误差平均不超过4％，最大相对误差不超过9％，可供设计、生产单位参考。

技术领域

本发明涉及一种确定除尘器箱体双肢组合截面柱轴压稳定承载力的方法，属于除尘器结构技术领域。

背景技术

除尘器是广泛应用于电力、冶金、化工、建材等行业中用以消除烟尘的重要环保装备。烟尘颗粒的捕捉收集均在除尘器箱体内部完成，因此箱体是最重要的工艺部件。中大型的除尘器箱体围护结构一般采用加劲钢板墙板—H型钢立柱结构体系。为保证密闭性，墙板与H型钢立柱一侧翼缘连续焊接连接，组成共同工作的结构整体。箱体顶部设有支承梁，用于悬挂阴极线、阳极板以及附着的积灰，这些工艺设备和积灰自重形成的竖向荷载由箱体顶梁传递到立柱，使得立柱承受轴向压力。由于放电距离方面的工艺要求以及承担较大荷载时的强度与稳定性设计方面的考虑，某些除尘器箱体顶部支承梁会设计为较宽的截面，因此顶梁下方的箱体支承立柱也相应设计为较宽的截面。为了减少用钢量，此类立柱会采用双肢H型钢组合截面，两肢间采用带角钢加劲肋的连接墙板连接。为了减小立柱长细比，提高其刚度，在箱体内部设有垂直于墙板方向的横向支撑。在布置横向支撑的高度位置，两肢H型钢柱间采用连接槽钢相连，支撑杆件通过与连接槽钢连接间接形成对H型钢柱的垂直墙板方向约束。这种立柱截面异形，且需要考虑墙板为立柱分担荷载和提供约束的受力蒙皮作用，因此关于其在轴向压力作用下稳定承载力没有可靠的定量的确定方法。

鉴于以往研发成果未涉及确定除尘器箱体双肢组合截面柱的轴压稳定承载力的方法，本发明在考虑初始缺陷的情况下，研究了各参数对箱体立柱在轴向压力作用下稳定性的影响规律后，提出了除尘器箱体双肢组合截面轴心受压柱稳定承载力的确定方法，为此类立柱的结构设计提供了技术依据。

发明内容

本发明的目的在于针对目前除尘器箱体围护体系中一种双肢组合截面柱轴压稳定承载力设计方法的空缺，提出一种确定除尘器箱体双肢组合截面轴心受压柱稳定承载力的方法，在考虑墙板—立柱结构体系的初始几何缺陷以及墙板与立柱焊接过程中产生的残余应力影响的情况下，对各参数的影响规律进行定量研究，得出以多项结构几何参数表征的双肢组合截面轴心受压柱的稳定承载力。

本发明提供的确定除尘器箱体双肢组合截面柱轴压稳定承载力的方法，包括以下步骤：

步骤一：确定墙板及连接墙板的壁厚t，H型钢立柱绕弱轴的长细比λ_Hy，H型钢立柱的腹板高度h_w，H型钢立柱的腹板厚度t_w，H型钢立柱的翼缘宽度b_f，H型钢立柱的翼缘厚度t_f，上述的数值均以mm为单位；

步骤二：根据如下公式得到除尘器箱体双肢组合截面柱轴压稳定系数：

其中，β为折减系数；

步骤三：以除尘器箱体双肢组合截面柱轴压稳定系数为基础，得到双肢组合截面柱轴压稳定承载力N_r，具体公式为：

式中，为除尘器箱体双肢组合截面柱轴压稳定系数，A_H为单肢H型钢立柱的截面积，单位为mm²，f为钢材强度设计值，单位为N/mm²。

在一种实施方式中，确定除尘器箱体双肢组合截面柱轴压稳定系数的公式中不再体现墙板与立柱焊接连接残余应力的影响，统一折减系数β为0.97。