强度计算
第11章压力容器的强度计算
本章重点要讲解内容：
（1）理解内压容器设计时主要设计参数（容器内径、设计压力、设计温度、许用应力、焊缝系数等）的意义及其确定原则；
（2）掌握五种厚度（计算壁厚、设计壁厚、名义壁厚、有效壁厚、最小壁厚）的概念、相互关系以及计算方法；能熟练地确定腐蚀裕度和钢板负偏差；
（3）掌握内压圆筒的厚度设计；
（4）掌握椭圆封头、锥形封头、半球形封头以及平板封头厚度的计算。
（5）熟悉内压容器强度校核的思路和过程。
第一节设计参数的确定
1、我国压力容器标准与适用范围
我国现执行GB150－98 “钢制压力容器”国家标准。该标准为规则设计，采用弹性失效准则和稳定失效准则，应用解析法进行应力计算，比较简便。
JB4732-1995《钢制压力容器—分析设计标准》，其允许采用高的设计强度，相同设计条件下，厚度可以相应地减少，重量减轻。其采用塑性失效准则、失稳失效准则和疲劳失效准则，计算比较复杂，和美国的ASME标准思路相似。
2、容器直径（diameter of vessel）
考虑压制封头胎具的规格及标准件配套选用的需要，容器筒体和封头的直径都有规定。对于用钢板卷制的筒体，以内径作为其公称直径。
表1 压力容器的公称直径（mm）
如果筒体是使用无缝钢管直接截取的，规定使用钢管的外径作为筒体的公称直径。
表2 无缝钢管制作筒体时容器的公称直径（mm）
3、设计压力（design pressure）
（1）相关的基本概念（除了特殊注明的，压力均指表压力）
?工作压力P W：在正常的工作情况下，容器顶部可能达到的最高压力。
①由于最大工作压力是容器顶部的压力，所以对于塔类直立容器，直立进行水压
试验的压力和卧置时不同；
②工作压力是根据工艺条件决定的，容器顶部的压力和底部可能不同，许多塔器顶
部的压力并不是其实际最高工作压力（the maximum allowable working pressure）。
③标准中的最大工作压力，最高工作压力和工作压力概念相同。
?设计压力指设定的容器顶部的最高压力，与相应的设计温度一起作为设计载荷条
件，其值不低于工作压力。
①对最大工作压力小于0.1Mpa 的内压容器，设计压力取为0.1Mpa；
②当容器上装有超压泄放装置时，应按“超压泄放装置”的计算方法规定。
③对于盛装液化气体的装置，在规定的充满系数范围内，设计压力由工作条件下，
可能达到的最高金属温度确定。（详细内容，参考GB150-1998，附录B（标准的附
录），超压泄放装置。）
?计算压力P C是GB150-1998 新增加的内容，是指在相应设计温度下，用以确定元
件厚度的压力，其中包括液柱静压力，当静压力值小于5％的设计压力时，可略去
静压力。
①注意与GB150-1989 对设计压力规定的区别；
《钢制压力容器》规定设计压力是指在相应设计温度下，用以确定容器壳壁计算厚度的压力，亦是标注在铭牌上的设计压力，取略高或等于最高工作压力。当容器受静压力值大于5％设计压力时，应取设计压力与液柱静压力之和进行元件的厚度计算。
使许多设计人员误将设计压力和液柱静压力之和作为容器的设计压力。
②一台设备的设计压力只有一个，但受压元件的计算压力在不同部位可能有所变化。
③计算压力在压力容器总图的技术特性中不出现，只在计算书中出现。
4、设计温度（Design temperature）
设计温度是指容器在正常工作情况下，在相应的设计压力下，设定的受压元件的金属温度。主要用于确定受压元件的材料选用、强度计算中材料的力学性能和许用应力，以及热应力计算时设计到的材料物理性能参数。
●设计温度不得低于元件金属在工作状态可能达到的最高温度；
●当设计温度在0℃以下时，不得高于元件金属可能达到的最低温度；
●当容器在各部分工作状态下有不同温度时，可分别设定每一部分的设计温度；
5、许用应力(Maximum allowable stress values)
许用应力是以材料的极限应力除以适当的安全系数，在设计温度下的许用应力的大小，直接决定容器的强度，GB150-1998 对钢板、锻件、紧固件均规定了材料的许用应力。
表3 钢制压力容器中使用的钢材安全系数
6、焊接接头系数（Joint efficiency ）的影响
（1）焊接接头的影响
焊接接头是容器上比较薄弱的环节，较多事故的发生是由于焊接接头金属部分焊接影响区的破裂。一般情况下，焊接接头金属的强度和基本金属强度相等，甚至超过基本金属强度。但由于焊接接头热影响区有热应力存在，焊接接头金属晶粒粗大，以及焊接接头中心出现气孔和未焊透缺陷，仍会影响焊接接头强度，因而必须采用焊接接头强度系数，以补偿焊接时可能产生的强度消弱。焊接接头系数的大小取决于焊接接头型式、焊接工艺以及焊接接头探伤检验的严格程度等。
（2）焊接接头系数的选取：由接头形式和无损探伤的长度确定
●双面焊对接接头和相当于双面焊的全焊透对接接头：
100％无损探伤，φ ＝1.00； 局部无损探伤， φ ＝0.85；
●单面焊的对接接头，沿焊接接头根部全长具有紧贴基本金属的垫板：
100％无损探伤， φ ＝1.00； 局部无损探伤， φ ＝0.8；
●无法进行探伤的单面焊环向对接焊缝，无垫板： φ＝0.6；
第二节 内压容器筒体与封头厚度的设计
1、内压圆筒（cylindrical shell ）的厚度设计
（1）理论计算厚度δ（required thickness ）
GB150-1998 定义：按各章公式计算得到的厚度，为能安全承受计算压力P C （必要时尚需计入其他载荷）。
内压圆筒壁内的基本应力是薄膜应力，由第三强度理论可知薄膜应力的强度条件为： t r ][3σσσθ≤= ，t r PD ][23σδσ≤=
（1） 式中： t ][σ--制造筒体钢板在设计温度下的许用应力；
考虑到焊接接头的影响，公式（1）中的许用应力应使用强度可能较低的焊接接头金属的许用应力，即把钢板的许用应力乘以焊缝系数。
φσδ
σt r PD ][23≤=，则有：i t PD 2[]δσφ≥ 式中D 为中径，当壁厚没有确定时，则中径也是待定值，利用D=D i +δ则有：
c i t c
P D =2[]-P δσφ （2） 公式（2）一般被简化为：c i t P D =2[]δσφ
（3） （2）设计壁厚d δ（design thickness ） 计算壁厚δ与腐蚀余量C 2之和称为设计壁厚。可以将其理解为同时满足强度、刚度和使用寿命的最小厚度。
2d C δδ=+ （4）
C 2为腐蚀裕度 根据介质对选用材料腐蚀速度和设计使用寿命共同考虑。
C 2=k· a ， mm ；
k —腐蚀速度（corrosion rate ），mm/a ； a —设计年限（desired life time ）。
对碳素钢和低合金钢，C 2≥ 1mm ；对于不锈钢，当介质腐蚀性能极微时，取C 2＝0。
（3）名义厚度d δ（normal thickness ） 设计厚度d δ加上钢板负偏差C 1后向上圆整至刚才标准规格的厚度，即标注在设计图样上的壳体厚度。
1n d C δδ=+?+ （5） C 1—钢板负偏差。任何名义厚度的钢板出厂时，都允许有一定的负偏差。钢板和钢管的负偏差按钢材标准的规定。当钢板负偏差不大于0.25mm ，且不超过名义厚度的6％时，负偏差可忽略不计。
(4) 有效厚度e δ
名义厚度n δ减去腐蚀裕量和钢材厚度负偏差，从性质上可以理解为真正可以承受介质压强的厚度，成为有效厚度。数值上可以看作是计算厚度加上向上钢材圆整量。 12e n C C δδ=-- （6） 厚度系数β：圆筒的有效厚度和计算厚度之比称为圆筒的厚度系数。
（5）最小厚度min δ
为满足制造、运输及安装时刚度要求，根据工程经验规定的不包括腐蚀裕量的最小壁厚。 ○
1碳素钢和低合金钢制造的容器，最小壁厚不小于3mm ； ○2高合金钢制容器，（如不锈钢制造的容器），最小壁厚不小于2mm 。
当筒体的计算厚度小于最小厚度，应取最小厚度作为计算厚度，这时筒体的名义厚度可以分为两种不同的情况分别计算。
（1） 当min 1->C δδ，n min 2=+C +,()δδ??可以等于零
（2） 当min 1-C δδ<时，必须考虑钢板负偏差，n min 21=+C +C +δδ?
表5 钢板的常用厚度表
表6 几种厚度之间的相互关系
2、内压球壳（sphere ）的厚度设计
球壳的任意点处的薄膜应力均相同，且m σσθ=，根据薄膜应力第三强度条件： []4t r PD θσσσφδ
==≤ 采用内径表示：, 4[]4[]c i c i c P D P D mm P δδσφσφ=
=-或者简化为 (7) 其他的厚度计算与筒体一样。
3、内压封头的厚度设计
（1）半球形封头（hemispherical head ）
半球形封头的厚度采用球壳的壁厚设计公式进行计算。
图1 半球形封头示意图 图2 椭圆形封头示意图
（2）标准椭圆形封头（ellipsoidal head ）
如图所示，由半个椭球和一段高为h 0的圆筒形筒节（称为直边）构成，封头曲面深度4
i D h =，直边高度与封头的公称直径有关。
对于标准椭圆封头，最大的薄膜应力位于椭球的顶部，大小和圆筒的环向应力完全相同，其厚度和圆筒形的计算一样。但是和下面的GB150-1998 规定的不太一样，主要是因为在简化是产生的，影响不大。
K 2[]0.5c i t c
p D p δσφ=- （8） K 为椭圆封头形状系数，??
????+=
2)2(261i i h D K 标准椭圆封头为K=1.0 2[]0.5c i t c
p D p δσφ=- 应当注意，承受内压时椭圆封头的赤道处为环向压缩应力，为了避免失稳，规定标准椭圆的计算厚度不得小于封头内径的0.15%。
（3）碟形封头
又称带折边球形封头，有三部分组成，以R i 为半径的球面壳体、半径为r 的圆弧为母线所构成的环状壳体（折边或过渡圆弧）。
● 球面半径R i 一般不大于筒体直径D i ；
● 折边半径r 在任何情况下不得小于球面半径的10%，其应大于三倍的封头厚度。
图3 碟形封头
碟形封头厚度的计算公式：
2[]0.5c i c
Mp R p δσφ=- （9） 式中：M —碟形封头形状系数
134M ?=+ ? 碟形封头的厚度如果太薄，则会出现内压下的弹性失稳，所以规定：
i e D M %15.0,34.1≥≤δ；
i e D M %3.0,34.1≥>δ
（4）球冠形封头（没有折边）
封头的结构，为了进一步降低凸形封头的高度，将碟形封头的过度圆弧和直边部分去掉，将球面部分直接焊接到圆柱壳体上，如下图所示。
图4 球冠形封头
○
1作容器的端封头； ○
2用作容器中两个相邻承压空间的中间封头。 封头的厚度（凹面受压时）：
2[]c i t c
QP D P δσφ=- （10） Q 为系数主要和球形半径和筒体内径之比、压力和许用应力及焊缝系数有关，可以根据图表查得。
在任何情况下，与球冠形封头连接的圆筒厚度应不小于封头厚度。否则，应在封头与圆筒间设置加强段过渡连接。圆筒加强段的厚度应与封头等厚；端封头一侧或中间封头两侧的加强段长度L
均应不小于。
（5）内压锥形封头（cone head ）
锥形封头和椭圆形、半球形封头相比强度较差。在工业生产中，但当操作介质含有固体颗粒或当介质粘度很大时，采用锥形封头有利于出料，亦有利于流体的均匀分布。此外，顶角较小的锥壳还可用来改变流体的流速，另外锥形壳体用来连接两个直径不等的圆筒，作变径段。因此，锥形封头仍得到广泛应用，一般锥形封头有三种形式：
图5 锥形封头示意图
○
1不带折边锥形封头的壁厚 锥形封头的最大薄膜应力位于锥体的大端：
11,4cos 2cos m PD PD θσσδαδα=
?=? 根据第一或第三强度理论，并以内径表示可得： 12[]cos 2[]cos c i c i c t t c c P D P D P P δσφασφα
=≈?-- （11） 由于无折边锥形封头与筒体的连接处曲率半径突变，所以存在着较大的边界应力，如果利用（11）计算的壁厚满足边界应力不得超过3倍时，则可以直接使用，否则需要增加连接处的壁厚，因此无折边封头的计算公式写为：
2[]c i c t c
QP D P δσφ=- （12）
图6 锥壳大端与圆筒连接处Q 值图
● Q 值随着[]c t c P σφ的增大而减少，水平直线代表α
cos 1=Q ； ● 采用加强的壁厚焊接比较繁琐、成本也较高，是否可以整体采用加强后计算的壁
厚，目前还没有定论；
● 教材中采用此图目的是不用进行判断，与GB150-1998存在差异，实际设计时严格
按照GB150-1998。
● 在任何情况下，加强段的厚度不得小于相连接的锥壳厚度。锥壳加强段的长度L 1
应不小于 圆筒加强段的长度L
应不小于 ○
2 折边锥壳 分为锥壳大端有折边以及锥壳大端、小端均有折边两种。此处只讲解大端部分，小端的计算方法详见GB150-1998的第7部分。
大端的壁厚应同时计算过渡段厚度和与其相连接的锥壳厚度，取二者大值。
过渡部分的壁厚：2[]0.5c i c
KP D P δσφ=-； （13） D i — 连接筒体内直径； K — 过渡部分形状系数。K 系数由表4所示。
表8 系数K 值
过渡段与相连接处的锥壳厚度：[]0.5c i t c
fP D P δσφ=- （14） f —锥形封头形状系数，()121cos /2cos i
r f D αα-=-，其值列于表5。 ● 教材中，认为折边部分与锥体部分厚度相同时，折边内的压力总是小于锥体部分
的压力，所以只对大端进行计算，然后取折边和大端等厚度，所以只给出了一个
计算公式，而且其系数由于公式的改变是GB150-1998的两倍，有点欠妥。
● 学生可以采用二者之一的公式，但是必须注意公式和系数的准确性。
表9 系数f 值
（6）平板封头（circular flat heads ）
圆形平板作为封头承受压力时，处于受弯的不利状态，而且造成筒体在边界处产
生较大的边界应力，所以一般不使用平板封头。但是压力容器的人孔、手孔等为平板。
在实际工程中，可把圆形平盖简化为受均匀分布横向载荷的圆平板，最大弯曲应
力公式为：
2
max 2PD K σδ=
应用第一强度理论，结合实际工程经验，其设计公式为：
B D δ= （15） 式中：K —结构系数，从相关的表中查取；
c D --计算直径，一般为筒体内直径；
B δ--平板的计算厚度。
第三节 压力试验与在用压力容器的强度校核
1、压力试验（hydrostatic test pressure ）
容器制造时，钢板经过了弯卷、焊接、拼装等工序以后，会存在以下的问题：
● 是否能够承受规定的工作压力？是否会发生过大变形？
● 在规定的工作压力作用下，焊缝等处是否会发生局部渗漏？
因此需要进行压力试验，试验的项目和要求应在图样中注明。
压力试验可以选用液压和气压。由于气压试验的危害性大，故一般都采用液压试验，只有不易做液压试验的容器才采用气压试验。
（1）液压试验 试验介质，一般用水，试验压力为：t
t P ][][25P .1σσ= （16） t ][σ—设计温度下材料的许用应力，MPa ；
][σ—试验温度下材料的许用应力，MPa 。
液压试验方法：液压试验时，压力应缓慢上升，达到规定试验压力时，保持30分钟，然后将压力降至规定试验压力的80％，并保持足够长时间以便对所有焊缝和连接部位进行检查。实验结果以无渗漏和无可见的残余变形为合格。
（2）气压实验
不适合做液压实验的容器，例如由于工艺要求，容器内不允许有微量残留液体，或由于结构原因，不能充满液体的容器，才允许用气压实验。凡采用气压实验的容器其焊缝需进行100％的无损探伤，且应增加实验场所的安全措施，并在有关安全部门的监督下进行。
试验介质，○
1干燥气体或者○2洁净的空气、氮气、惰性气体。 试验压力为：t t P ][][15P
.1σσ= （17）
气压试验方法：试验时压力应缓慢上升，至规定试验压力0.1P ，且不超过0.05MPa ，保压5分钟，检查焊接接头部位。若存在泄漏，修复，重新进行水压实验。合格后，方可重新进行气压实验。
2、强度校核的思路
（1）许用应力校核 即根据有效厚度计算出容器在校核压力下的计算应力，判断其是否小于材料的许用应力。
t ][σσ≤
在用容器在校核压力P ch （P W ，P k or P ）作用下的计算应力为：
e
i ch D KP δσ2= （18） 式中：K —形状系数，其值根据受压元件形状确定，对于圆柱形筒体和标准椭圆形封头，K=1.0；对于球壳与半球壳封头，K=0.5；碟形封头，K=M α；无折边封头锥形封头，K=Q ；折边锥形封头，K=0f 。
e δ筒体或者封头的有效厚度，对于新容器筒体：21C C n e --=δδ
对于使用多年的容器：λδδn C e ?-=2min
式中：λ--实测的年腐蚀率，㎜/a ；min C δ--受压元件的实测最小厚度；n —检验周期。
（2）在用容器最大允许工作压力
i
t ][2][D KP P ch e φσδ= （19） 但是在工程实际中，应该严格按照GB150-1998或者JB4732-1995进行校核。
例题1：有一圆筒计量罐，内装浓度为99％的液氨，筒体内径mm D i 2200=，筒高3200㎜，一端采用标准椭圆封头，一端采用半球形封头，操作温度不超过50℃。罐顶装有安全阀，安全阀的开启压力M pa P 2.2=，材料选用16MnR ，在t ＝50℃时的机械性能Mpa Mpa b s 500,330==σσ。氨对材料的腐蚀速度/1.0mm K a <年，若设计寿命为15年，不计液体静压力，试计算：
（1） 钢材16MnR 在操作条件下的许用应力[σ]t ?
（2） 筒体的壁厚1c S ？
（3） 椭圆封头的壁厚2c S ？
（4） 半球形封头的壁厚1c S ？
（5） 水压实验压力P T ？（30分）
解：（1）用应力MPa n b b
t 6.1663500][1===σσ，MPa n s s t 3.2066
.1330][2===σσ 取 [σ]t ＝166.6Mpa
（2）筒体壁厚S c1，筒体壁厚S c1按下式计算：
C P
D P S c
t i c c +-=φσ][21 式中：P ＝2.2Mpa ；，D i ＝2200mm ；[σ]t ＝166.6Mpa 。
由于工作介质为99％的液氯，属于中毒性介质，
3321076.262.32.242.2m MPa m MPa V P ?>?=???=?π
，划分为3类容器。
筒体拼版与筒节焊接采用双面对接焊，100％无损探伤，取焊缝系数1=φ 钢板的负偏差取：C 1＝0.8㎜；腐蚀裕度取：mm C 5.1151.02=?=
mm S C 9.163.22
.216.166222002.21=+-???=，取1C S ＝18㎜ （3）椭圆封头2C S
椭圆封头壁厚2C S 按下式计算：C P D P S C
t i C C +-=
5.0][22φσ 式中符号意义及数值同（2），解得： mm S C 87.163.22
.25.016.166222002.22=+?-???=，取2C S ＝18㎜ （4）半球形3C S ，半球形封头壁厚3C S 按下式计算：
C P
D P S C
t i C C +-=φσ][43 式中符号意义及数值同（2），解得：mm S C 586.93.22
.216.166422002.23=+-???=
取3C S ＝10㎜ （5）水压实验压力P T ：MPa P P T 75.225.1==
【思考题】
（1） 确定有效厚度时应注意什么问题？
（2） 厚度系数的含义、取值和用途是什么？
螺纹连接强度的计算
螺纹的连接强度设计规范 已知条件： d1= 旋合长度： L=23 旋合圈数： Z= 原始三角形高度：H=2P= 实际牙高：H1== 牙根宽：b== 间隙：B== 螺纹材料: 45 屈服强度360MPa 抗拉强度 600Mpa n=5(交变载荷) 系统压力P= 活塞杆d=28 缸套D=65 推力F=PA=47270N 请校核螺纹的连接强度： 1：螺纹的抗剪强度校验：[]τ 故抗剪强度足够。 2：抗弯强度校核：(σw) (σw)：许用弯曲应力为: *360(屈服极限)=144MPa 故其抗弯强度不足： 3: 螺纹面抗挤压校验(σp) []MPa p 1803605.05.0=??屈服强度为为σ MPa H d Kz F p 73.113)33.1581.0026.1914.356.0/(47270Z 12=????=????= πσ 故其抗挤压强度足够。 []()[]Mpa 960.18.0=-=στMPa Z b d Kz F s 4.84)33.1513.1376.1814.356.0/(472701=????=????=πτMPa Z b b d Kz FH 224)33.1513.113.1376.1814.356.0/(472703113w =??????=?????=πσ
4: 螺纹抗拉强度效验 (σ) [][]20Mpa 1=σb/5=σσ钢来说为许用抗拉强度，对于 dc 螺 纹 计 算 直 径: dc=( d+d1-H/6)/2=(20+ MPa dc F 325.165)08.1908.1914.3/(472704π42 =???== σ故其抗拉强度不足。 例1-1 钢制液压油缸如图10-21所示，油缸壁厚为10mm ，油压p =，D=160mm ，试计算上盖 的螺栓联接和螺栓分布圆直径。 解 (1) 决定螺栓工作载荷
照度计算公式
照度计算公式 E=(Φ×n×N×MF×UF)/A 式中，E=工作面的维护平均照度（lx)； Φ=灯初始光通量（lm） n= 每个灯具所含光源的数量 N=灯具数量 MF=设备维护系数 UF=设备利用系数 A=工作面的面积 一个灯具在给室内的利用系数UF是照射到工作面上所有光通量与设备中所有灯发出的光通量之比。这一系数包括反射光、相互反射光及来自灯具的直接光。它的值取决于房间的形状、高度、墙壁的反射率及灯具的光强分布。 MF=设备维护系数一般取之间。 UF=设备利用系数（由于范围更宽）一般取之间。 一般室内取，体育取 维护系数：一般取～ 实例：一个100平方米的办公室，层高3米，工程方要求的照度是
500lx，要用我公司的3*36W T8灯盘，请问要用多少套用上面的公司计算，取MF（设备维护系数）为，UF（设备利用系数）为，假设要用3*36W T8灯盘X套， 公式E=(Φ×n×N×MF×UF)/A 即：500=（3300×3×X××）/100 X= 约9套 照度计算方法 利用系数法计算平均照度 平均照度 (Eav) = 光源总光通量(N*Ф)*利用系数(CU)*维护系数(MF) / 区域面积(m2) (适用于室内或体育场的照明计算) 利用系数： 一般室内取，体育取 维护系数：一般取～ 举例 1：室内照明： 4×5米房间，使用3×36W隔栅灯9套 平均照度＝光源总光通量×CU×MF/面积 ＝(2500×3×9)××÷4÷5 ＝1080 Lux 结论：平均照度1000Lux以上 举例 2： 体育馆照明：20×40米场地， 使用POWRSPOT 1000W金卤灯60套 平均照度＝光源总光通量×CU×MF/面积
照度计算方法
利用系数法计算平均照度 平均照度(Eav) = 光源总光通量(N*Ф)*利用系数(CU)*维护系数(MF) / 区域面积(m2) (适用于室内或体育场的照明计算) 利用系数：一般室内取0.4，体育取0.3 维护系数：一般取0.7～0.8 举例 1：室内照明： 4×5米房间，使用3×36W隔栅灯9套 平均照度＝光源总光通量×CU×MF/面积 ＝(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5 ＝1080 Lux 结论：平均照度1000Lux以上 举例 2：体育馆照明：20×40米场地，使用POWRSPOT 1000W金卤灯 60套 平均照度＝光源总光通量×CU×MF/面积 ＝(105000×60)×0.3×0.8÷20÷40 ＝1890 Lux 结论：平均水平照度1500Lux以上 某办公室平均照度设计案例：
设计条件：办公室长18.2米，宽10.8米，顶棚高2.8米，桌面高0.85米，利用系数0.7，维护系数0.8，灯具数量33套，求办公室内平均照度是多少？ 灯具解决方案：灯具采用DiNiT 2X55W 防眩日光灯具，光通量3000Lm，色温3000K，显色性Ra90以上。 根据公式可求得： Eav = (33套X 6000Lm X 0.7 X 0.8) ÷ (18.2米X 10.8米) = 110880.00 ÷ 196.56 m2 = 564.10Lux 备注： 照明设计必须必须要求准确的利用系数，否则会有很大的偏差，影响利用系数的大小，主要有以下几个因素： *灯具的配光曲线 *灯具的光输出比例 *室内的反射率，如天花板、墙壁、工作桌面等 *室内指数大小 复杂的区域照明设计，需利用专业的照明设计软件，进行电脑模拟计算。 浅析照度计算的研究与探讨 照度计算是实现建筑光环境设计总体构想的重要手段。采用单位容量法计算,能较好平衡准确度与简便度,为照度计算的实际运用加大了可操作性。
螺纹强度计算
这个与螺丝的材料、性能等级、热处理是有关的。 如果按粗牙、碳钢： M4 2900- 4500 N M5 4600- 7300 N M8 12000-19000 N M10 19000-30000 N M12 27000-43000 N M14 38000-59000 N M16 51000-81000 N 这是常见螺丝的抗拉强度。 钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺 栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如： 性能等级4.6级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.6； 3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级 性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到： 1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.9； 3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级 螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可。 强度等级所谓8.8级和10.9级是指螺栓的抗剪切应力等级为8.8GPa和10.9GPa 8.8 公称抗拉强度800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2 一般的螺栓是用"X.Y"表示强度的，X*100=此螺栓的抗拉强度，X*100*（Y/10）=此螺栓的屈服强度（因为按标识规定：屈服强度/抗拉强度=Y/10） 如4.8级
照度计算
照度计算方法利用系数法计算平均照度 平均照度(Eav) = 光源总光通量(N*Ф)*利用系数(CU)*维护系数(MF) / 区域面积(m2) (适用于室内或体育场的照明计算) 利用系数：一般室内取0.4，体育取0.3 维护系数：一般取0.7～0.8 举例1：室内照明：4×5米房间，使用3×36W隔栅灯9套 平均照度＝光源总光通量×CU×MF/面积 ＝(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5 ＝1080 Lux 结论：平均照度1000Lux以上 举例2：体育馆照明：20×40米场地，使用POWRSPOT 1000W金卤灯60套 平均照度＝光源总光通量×CU×MF/面积 ＝(105000×60)×0.3×0.8÷20÷40 ＝1890 Lux 结论：平均水平照度1500Lux以上 某办公室平均照度设计案例： 设计条件：办公室长18.2米，宽10.8米，顶棚高2.8米，桌面高0.85米，利用系数0.7，维护系数0.8，灯具数量33套，求办公室内平均照度是多少？ 灯具解决方案：灯具采用DiNiT 2X55W 防眩日光灯具，光通量3000Lm，色温3000K，显色性Ra90以上。 根据公式可求得： Eav = (33套X 6000Lm X 0.7 X 0.8) ÷ (18.2米X 10.8米) = 110880.00 ÷ 196.56 m2 = 564.10Lux 备注： 照明设计必须必须要求准确的利用系数，否则会有很大的偏差，影响利用系数的大小，主要有以下几个因素： *灯具的配光曲线 *灯具的光输出比例 *室内的反射率，如天花板、墙壁、工作桌面等 *室内指数大小 照度计算方法有利用系数法和逐点计算法(包括平方反比法、等照度曲线法、方位系数法等) 两大类，利用系数法用于计算平均照度与配灯数，逐点计算法用于计算某点的直射照度。现将这两种计算方法的特点及使用范围对比如下: 利用系数法利用系数计算此法考虑了直射光及反射光两部分所产生的照度计算结果为水平面上的平均照度计算室内水平面上的平均照度，特别适用于反射条件好的房间．查概算曲线一般生产及生活用房的灯数概略计算 逐点计算法平方反比法此法只考虑直射光产生的照度，可以计算任意面上某一点的直射照度采用直射照明器的场所，可直接求出水平面照度等照度曲线法方位系数法，使用线光源的场所，求算任意面上一点的照度 以上这两种计算方法，各文章都介绍的较多了，这里不再复述。从实际使用效果来看，以上两种方法都存在计算繁琐，建筑专业条件众多，适用范围较小等不足之处，主要体现在：
联接螺栓强度计算方法
联接螺栓的强度计算方法
一．连接螺栓的选用及预紧力： 1、已知条件： 螺栓的s＝730MPa 螺栓的拧紧力矩T= 2、拧紧力矩： 为了增强螺纹连接的刚性、防松能力及防止受载螺栓的滑动，装配时需要预紧。 其拧紧扳手力矩T用于克服螺纹副的阻力矩T1及螺母与被连接件支撑面间的摩 擦力矩T2。装配时可用力矩扳手法控制力矩。 公式：T=T1+T2=K* F* d 拧紧扳手力矩T= 其中K为拧紧力矩系数， F为预紧力N d为螺纹公称直径mm 其中K为拧紧力矩系数， F为预紧力N d为螺纹公称直径mm 摩擦表面状态K值 有润滑无润滑 精加工表面 一般工表面 表面氧化 镀锌 粗加工表面- 取K＝，则预紧力 F＝T/*10*10-3＝17500N 3、承受预紧力螺栓的强度计算： 螺栓公称应力截面面积As（mm）=58mm2 外螺纹小径d1=8.38mm 外螺纹中径d2=9.03mm
计算直径d3＝8.16mm 螺纹原始三角形高度h=1.29mm 螺纹原始三角形根部厚度b=1.12mm 紧螺栓连接装配时，螺母需要拧紧，在拧紧力矩的作用下，螺栓除受预紧力F0的拉伸而产生拉伸应力外，还受螺纹摩擦力矩T1的扭转而产生扭切应力，使螺栓处于拉伸和扭转的复合应力状态下。 螺栓的最大拉伸应力σ1(MPa)。 1s F A σ= =17500N/58*10-6m 2=302MPa 剪切应力： =1σ=151 MPa 根据第四强度理论，螺栓在预紧状态下的计算应力: =*302= MPa 强度条件： =≤*=584 预紧力的确定原则： 拧紧后螺纹连接件的预紧应力不得超过其材料的屈服极限s σ的80%。 4、 倾覆力矩 倾覆力矩 M 作用在连接接合面的一个对称面内，底板在承受倾覆力矩之前，螺栓已拧紧并承受预紧力F 0。作用在底板两侧的合力矩与倾覆力矩M 平衡。 已知条件：电机及支架总重W1=190Kg ，叶轮组总重W2=36Kg ，假定机壳固定， () 2031 tan 2 16 v T d F T W d ?ρτπ += = 1.31ca σσ≈[] 02 11.34F ca d σσ π =≤
光照度及计算
光照度 一、定义 光照度，即通常所说得勒克司度（lux），表示被摄主体表面单位面积上受到的光通量。1勒克司相当于1流明/平方米，即被摄主体每平方米的面积上，受距离一米、发光强度为1烛光的光源，垂直照射的光通量。光照度是衡量拍摄环境的一个重要指标。 二、计算 室内照明利用系数法计算平均照度： 在平时做照度计算时，如果我们已知利用系数“CU”，则可以方便的利用一个经验公式进行快速计算，求出我们想要的室内工作面的平均照度值。我们通常把这种计算方法称为“利用系数法求平均照度”，也叫流明系数法。 照度计算有粗略地计算和精确地计算2种。例如，假设像住宅那样整体照度应该在100勒克斯(lx)的情况，而即使是90勒克斯(lx)也不会对生活带来很大的影响。但是，如果是道路照明的话,情况就不同了。假设路面照度必须在20勒克斯(lx)的情况下，如果是18勒克斯(lx)的话，就有可能造成交通事故频发。商店也是一样，例如，商店的整体最佳照度是500勒克斯(lx)，由于用600勒克斯(lx)的照度,所以,照明灯具数量和电量就会增加,并在经济上造成影响。无论是哪一种照度计算都是重要的。虽然只是粗略地估算,也会有20%-30%的误差。所以建议在一般情况下最好采用专业的照明设计软件进行精确模拟计算，将误差控制在最小范围内。
但有时我们由于情况特殊或场地条件所限，而不能采用照明软件模拟计算时，在计算地板、桌面、作业台面平均照度可以用下列基本公式进行，略估算出灯具：照度(勒克斯lx)=光通量(流明lm)/面积(平方米m2) 即平均1勒克斯(lx)的照度,是1流明(lm)的光通量照射在1平方米(m2)面积上的亮度。 用这种方法求房间地板面的平均照度时,在整体照明灯具的情况下,可以用 下列公式进行计算。 平均照度(Eav)= 单个灯具光通量Φ×灯具数量(N)×空间利用系数(CU)×维护系数(K)÷地板面积(长×宽) 公式说明： 1、单个灯具光通量Φ，指的是这个灯具内所含光源的裸光源总光通量值。 2、空间利用系数(CU)，是指从照明灯具放射出来的光束有百分之多少到达地板和作业台面,所以与照明灯具的设计、安装高度、房间的大小和反射率的不同相关,照明率也随之变化。如常用灯盘在3米左右高的空间使用，其利用系数CU可取0.6--0.75之间；而悬挂灯铝罩，空间高度6--10米时，其利用系数CU取值范围在0.7--0.45；筒灯类灯具在3米左右空间使用，其利用系数CU可取0.4--0.55；而像光带支架类的灯具在4米左右的空间使用时，其利用系数CU可取0.3--0.5。以上数据为经验数值，只能做粗略估算用，如要精确计算具体数值需由公司书面提供，相关参数，在此仅做参考。 3、是指伴随着照明灯具的老化，灯具光的输出能力降低和光源的使用时间的增加，光源发生光衰;或由于房间灰尘的积累，致
螺纹连接受力分析
螺纹连接受力分析 一、 螺纹强度校核 把螺母的一圈螺纹沿大径展开，螺杆的一圈螺纹沿小径展开，视为悬臂梁，如图。 相关参数： 轴向力F ，旋合螺纹圈数z （因为旋合的各圈螺纹牙受力不均，因而z 不宜大于10）； 螺纹牙底宽度b ，螺纹工作高度h ，每圈螺纹牙的平均受力为F z ，作用在中径上。 螺母——内螺纹，大径、中径、小径分别为D 、2D 、1D 。 螺杆——外螺纹，大径、中径、小径分别为d 、2d 、1d 。 1. 挤压强度 螺母一圈挤压面面积为2D h π，螺杆一圈挤压面积为2d h π。 螺母挤压强度2[]p p F F z A D h πσ= =≤σ 螺杆挤压强度2[]p p F F z A d h σσπ= =≤ p σ为挤压应力， []p σ 为许用挤压应力。 2. 剪切强度 螺母剪切面面积为Db π，螺杆剪切面面积1d b π。 螺母，剪切强度[]F F z A Db ττπ= =≤ 螺母的一圈沿大径展开 螺杆的一圈沿小径展开
螺杆，剪切强度1[]F F z A d b ττπ= =≤ []0.6[]τσ=，[]s n σσ= 为材料许用拉应力，s σ为材料屈服应力。 安全系数，一般取3～5。 3. 弯曲强度 危险截面螺纹牙根部，A -A 。 螺母，弯曲强度23[]b b M Fh W Db z σσπ= =≤ 螺杆，弯曲强度213[]b b M Fh W d b z σσπ= =≤ 其中，L ：弯曲力臂，螺母22D D L -= ，螺杆2 2 d d L -= M ：弯矩，螺母22D D F M F L z -=?= ?，螺杆2 2 d d F M F L z -=?=? W ：抗弯模量，螺母2 6 Db W π= ，螺杆2 16 d b W π= []b σ：螺纹牙的许用弯曲应力，对钢材，[]1~1.2[]b σσ= 4. 自锁性能 自锁条件v ψψ≤， 其中，螺旋升角22 arctan arctan S np d d ψππ==，螺距、导程、线数之间关系：S =np ； 当量摩擦角arctan arctan cos v v f f ψβ ==， 当量摩擦系数cos v f f β= f 为螺旋副的滑动摩擦系数，无量纲，定期润滑条件下，可取0.13～0.17； β为牙侧角，为牙型角α的一半，2βα= 5. 螺杆强度 1、 实心
螺纹强度计算.
M24螺纹轻度 计算 P=70Mpa Pmax=105Mpa 材料 60K [σs]≥414 [σb]≥586 螺栓受力分析： 设环境：当进行轻度试验时 液体进入阀体中，闸板密封作用。 关闭时阀杆中作用 在开启状态下，阀板关闭时的受力分析： 在开启状态时，介质通过进口端阀座受压端面作用在阀板的作用力为F1，通过出口端阀座受压端面作用在阀板的作用力为F2，由于进出口端阀座结构及尺度完全一致，而此时两阀座所受的液体压力衡定，即进出口端阀座所受的轴向压力相等，则：F1=F2。当要关闭闸阀，阀板下行时，必须克服阀板两密封面所产生的摩擦力，阀板才能运动。此时阀杆受压。 从以上两种受力分析可以看出，关闭闸阀时，阀板所承受的作用力比开启闸阀所承受的作用力小。所以在进行阀杆校核时，用关闭状态时，打开阀板产生的力作用在阀板的作用力为F1 F1=7004 )2.72.8(14.34) (2222?-=?-P d D πkg/cm2 =8462kg 机械设计手册 介质直接对阀板的作用力为F2 F2= kg cm kg P d 4.36948/70042.814.34222 =??=?π 表 5-88 序号2 《阀门设计手册》第2版 出口端阀座承受的作用力为F1+F2：F1+F2=8426+36948.4=45374kg 当要开启闸阀使阀板上行时，必须克服阀板两面的摩擦力F 。 F=[F1+（F1+F2）]f 表 3-26 密封面摩擦因素 《阀门设计手册》第2版 式中f 为阀板与阀座的摩擦系数取 f=0.06 F=[F1+（F1+F2）]f=[8426+45374] ×0.06=3228.34kg 阀杆与密封填料间的摩擦力Qr （N ） Qr=πdF1hR μP
螺纹连接强度计算
新产品最新动态技术文章企业目录资料下载视频/样本反馈/论坛技术使用 | 基础知识 | 外刊文摘 | 业内专家 | 文章点评投稿发表科技文章 螺纹联接设计：单个螺栓联接的强度计算 newmaker 螺纹联接根据载荷性质不同，其失效形式也不 同：受静载荷螺栓的失效多为螺纹部分的塑性 变形或螺栓被拉断；受变载荷螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂；对于受横向载荷的铰制孔用螺栓联接，其失效形式主要为螺栓杆剪断，栓杆或被联接件孔接触表面挤压破坏；如果螺纹精度低或联接时常装拆，很可能发生滑扣现象。 螺栓和螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部分都不需要进行强度计算。所以，螺栓联接的计算主要是确定螺纹小径d1，然后按照标准选定螺纹公称直径（大径）d，以及螺母和垫圈等联接零件的尺寸。 1. 受拉松螺栓联接强度计算
图15.3 松螺栓联接装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷前，除有关零件的自重（自重一般很小，强度计算时可略去。）外，联接并不受力。图1所示吊钩尾部的联接是其使用实例。当螺栓承受轴向工作载荷(N)时，其强度条件为 或 式中：d1--螺纹小径，mm； σ1--松联接螺栓的许用拉应力，Mpa。 2. 受拉紧螺栓联接的强度计算 根据所受拉力不同，紧螺栓联接可分为只受预紧力、受预紧力和静工作拉力及受预紧力和变工作拉力三类。 ①只受预紧力的紧螺栓联接
图为靠摩擦传递横向力F的受拉螺栓联接，拧紧螺母后，这时螺栓杆除受预紧力F`引起的拉应力σ=4F`/πd12外，还受到螺纹力矩T1引起的扭转剪应力： 对于M10～M68的普通螺纹，取d1、d2和λ的平均值，并取ρ`=arctan0.15，得τ≈0.5σ。由于螺栓材料是塑性材料，按照第四强度理论，当量应力σe为 故螺栓螺纹部分的强度条件为： 或 式中[σ]为静载紧联接螺栓的许用拉应力，其值由表1查得。 ②受预紧力和工作载荷的紧螺栓联接。
平均照度计算
平均照度(Eav)= 单个灯具光通量Φ×灯具数量(N)×空间利用系数(CU)×维护系数(K)÷地板面积(长×宽) 因为误差总是存在：20%-30%，所以建议使用专业的照明设计软件进行精确计算，而对于特殊或场地条件所限，而不能采用照明软件模拟计算时，在计算地板、桌面、作业台面平均照度可以用下列基本公式进行，略估算出灯具照度(勒克斯lx)=光通量(流明lm)/面积(平方米m^2) 即平均1勒克斯(lx)的照度,是1流明(lm)的光通量照射在1平方米(m^2)面积上的亮度。 公式说明： 1、单个灯具光通量Φ，指的是这个灯具内所含光源的裸光源总光通量值。 2、空间利用系数(CU)，是指从照明灯具放射出来的光束有百分之多少到达地板和作业台面,所以与照明灯具的设计、安装高度、房间的大小和反射率的不同相关,照明率也随之变化。如常用灯盘在3米左右高的空间使用，其利用系数CU 可取0.6--0.75之间；而悬挂灯铝罩，空间高度6--10米时，其利用系数CU 取值范围在0.7--0.45；筒灯类灯具在3米左右空间使用，其利用系数CU可取0.4--0.55；而像光带支架类的灯具在4米左右的空间使用时，其利用系数CU可取0.3--0.5。以上数据为经验数值，只能做粗略估算用，如要精确计算具体数值需由公司书面提供，相关参数，在此仅做参考。 3、是指伴随着照明灯具的老化，灯具光的输出能力降低和光源的使用时间的增加，光源发生光衰;或由于房间灰尘的积累，致使空间反射效率降低，致使照度降低而乘上的系数.一般较清洁的场所,如客厅、卧室、办公室、教室、阅读室、医院、高级品牌专卖店、艺术馆、博物馆等维护系数K取0.8；而一般性的商店、超市、营业厅、影剧院、机械加工车间、车站等场所维护系数K取0.7；而污染指数较大的场所维护系数K则可取到0.6左右。 此方法用于计算平均照度(光源光通量)(CU)(MF) /照射区域面积适用于室内，体育照明利用系数(CU)：一般室内取0.4，体育取0.3 1. 灯具的照度分布 2. 灯具效率 3. 灯具在照射区域的相对位置 4. 被包围区域中的反射光维护系数MF=(LLD)X(LDD)一般取0.7～0.8 举例1：室内照明，4×5米房间，使用3×36W隔栅灯9套计算公式:平均照度＝光源总光通×CU×MF/面积＝ (2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5 ＝1080 Lux 结论：平均照度 1000Lux以上举例2：体育馆照明，20×40米场地，使用POWRSPOT 1000W金卤灯60套平均照度＝光源总光通×CU×MF/ 面积＝(105000×60)×0.3×0.8÷20÷40 ＝1890 Lux 结论：平均水平照度1500Lux以上垂直照度1000Lux以上（视安装位置） 1）金属卤化物灯
LED路灯平均照度的计算公式或计算方法
LED路灯平均照度的计算公式或计算方法 照度(勒克斯lx)=光通量(流明lm)/面积(平方米m2) 即，平均1勒克斯(lx)的照度,是1流明(lm)的光通量照射在1平方米(m2)面积上的亮度。 用这种方法求房间地板面的平均照度时,在整体照明灯具的情况下,可以用下列公式进行计算:平均照度(Eav)= 单个灯具光通量Φ×灯具数量(N)×空间利用系数(CU)×维护系数(K)÷地板面积(长×宽)。 公式说明: (1)单个灯具光通量Φ,指的是这个灯具内所含光源的裸光源总光通量值。 (2)空间利用系数(CU),是指从照明灯具放射出来的光束有百分之多少到达地板和作业台面,所以与照明灯具的设计、安装高度、房间的大小和反射率的不同相关,照明率也随之变化。 如常用灯盘在3米左右高的空间使用,其利用系数CU可取0.6--0.75之间; 而悬挂灯铝罩,空间高度6--10米时,其利用系数CU取值范围在0.7--0.45; 筒灯类灯具在3米左右空间使用,其利用系数CU可取0.4--0.55; 而像光带支架类的灯具在4米左右的空间使用时,其利用系数CU可取0.3--0.5。 以上数据为经验数值,只能做粗略估算用,如要精确计算具体数值需由公司书面提供,相关参数,在此仅做参考。 (3)是指伴随着照明灯具的老化,灯具光的输出能力降低和光源的使用时间的增加,光源发生光衰;或由于房间灰尘的积累,致使空间反射效率降低,致使照度降低而乘上的系数。 一般较清洁的场所,如客厅、卧室、办公室、教室、阅读室、医院、高级品牌专卖店、艺术馆、博物馆等维护系数K取0.8; 而一般性的商店、超市、营业厅、影剧院、机械加工车间、车站等场所维护系数K取0.7; 而污染指数较大的场所维护系数K则可取到0.6左右。
螺栓强度计算
第三章 螺纹联接（含螺旋传动） 3-1 基础知识 一、螺纹的主要参数 现以圆柱普通螺纹的外螺纹为例说明螺纹的主要几何参数，见图3-1，主要有： 1）大径d ——螺纹的最大直径，即与螺纹牙顶重合的假想圆柱面的直径，在标准中定为公称直径。 2）小径1d ——螺纹的最小直径，即与螺纹牙底相重合的假想圆柱面的直径，在强度计算中常作为螺杆危险截面的计算直径。 3）中径2d ——通过螺纹轴向界面牙型上的沟槽和突起宽度相等处的假想圆柱面的直径，近似等于螺纹的平均直径，2d ≈ 11 ()2 d d +。中径是确定螺纹几何参数和配合性质的直径。 ４）线数n ——螺纹的螺旋线数目。常用的联接螺纹要求自锁性，故多用单线螺纹；传动螺纹要求传动效率高，故多用双线或三线螺纹。为了便于制造，一般用线数n ≤４。 ５）螺距P ——螺纹相邻两个牙型上对应点间的轴向距离。 ６）导程S ——螺纹上任一点沿同一条螺旋线转一周所移动的轴向距离。单线螺纹S ＝P ，多线螺纹S ＝nP 。 ７）螺纹升角λ——螺旋线的切线与垂直于螺纹轴线的平面间的夹角。在螺纹的不同直径处，螺纹升角各不相同。通常按螺纹中径2d 处计算，即 22 arctan arctan S nP d d λππ== （3-1） 8）牙型角α——螺纹轴向截面，螺纹牙型两侧边的夹角。螺纹牙型的侧边与螺纹轴线的垂直平面的夹角称为牙侧角，对称牙型的牙侧角β＝α/2。 9）螺纹接触高度h ——外螺纹旋合后的接触面的径向高度。 二、螺纹联接的类型 螺纹联接的主要类型有： 图3-1
1、螺栓联接 常见的普通螺栓联接如图3-2a所示。这种联接的结构特点是被联接件上的通孔和螺栓杆间留有间隙。图3-2b是铰制孔用螺栓联接。这种联接能精确固定被联接件的相对位置，并能承受横向载荷，但孔的加工精度要求较高。 图3-2 2、双头螺柱联接 如图3-3a所示，这种联接适用于结构上不能采用螺栓联接的场合，例如被联接件之一太厚不宜制成通孔，且需要经常拆装时，往往采用双头螺柱联接。 图3-3 3、螺钉联接 这种联接的特点是螺栓（或螺钉）直接拧入被联接件的螺纹孔中，不用螺母，在结构上
高强度螺栓连接的设计计算.
第39卷第1期建筑结构2009年1月 高强度螺栓连接的设计计算 蔡益燕 （中国建筑标准设计研究院，北京100044） 1高强度螺栓连接的应用 高强度螺栓连接分为摩擦型和承压型。《钢结构 （G设计规范》B50017—2003）（简称钢规）指出目前制 造厂生产供应的高强度螺栓并无用于摩擦型和承压型连接之分”因高强度螺栓承压型连接的剪切变形比摩擦型的大，所以只适用于承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构”。因为承压型连接的承载力取决于钉杆剪断或同一受力方向的钢板被压坏，其承载力较之摩擦型要高出很多。最近有人提出，摩擦面滑移量不大，因螺栓孔隙仅为115?2mm,而且不可能都偏向一侧，可以用承压型连接的承载力代替摩擦型连接的，对结构构件定位影响不大，可以节省很多螺栓，这算一项技术创新。下面谈谈对于这个问题的认识。 在抗震设计中，一律采用摩擦型；第二阶，摩擦型连接成为承压型连接，要求连接的极限承载力大于构件的塑性承载力，其最终目标是保证房屋大震不倒。如果在设计内力下就按承压型连接设计，虽然螺栓用量省了，但是设计荷载下承载力已用尽。如果来地震,螺栓连接注定要破坏，房屋将不再成为整体，势必倒塌。虽然大部分地区的设防烈度很低，但地震的发生目前仍无法准确预报，低烈度区发生较高烈度地震的概率虽然不多，但不能排除。而且钢结构的尺寸是以mm计的，现代技术设备要求精度极高,超高层建筑的安装精度要求也很高，结构按弹性设计允许摩擦面滑移，简直不可思议，只有摩擦型连接才能准确地控制结构尺寸。总体说来，笔者对上述建议很难认同。2高强度螺栓连接设计的新进展 钢规的715节连接节点板的计算”中,提出了支撑和次梁端部高强度螺栓连接处板件受拉引起的剪切破坏形式（图1）,类似破坏形式也常见于节点板连接，是对传统连接计算只考虑螺栓杆抗剪和钉孔处板件承压破坏的重要补充。 1994年美国加州北岭地震和1995年日本兵库县南部地震，是两次地震烈度很高的强震,引起大量钢框架梁柱连接的破坏，受到国际钢结构界的广泛关注。
灯具照度简单计算
灯具照度简单计算一、光源单位lux与lx是怎么区分的？ 两个都是勒克斯，照度单位，通用的 勒克斯（lux，法定符号lx）照度单位，1勒克斯等于1流(lumen,lm)的光通量均匀分布于1㎡面积上的光照度。 二、计量方法 照度是反映光照强度的一种单位，其物理意义是照射到单位面积上的光通量，照度的单位是每平方米的流明（Lm）数，也叫做勒克斯（Lux）：1lx=1Lm/㎡上式中，Lm是光通量的单位，其定义是纯铂在熔化温度（约1770℃）时，其1/60平方米的表面面积于1球面度的立体角内所辐射的光量。 三、简单计算 为了对照度的量有一个感性的认识，下面举一例进行计算，一只100W的白炽灯，其发出的总光通量约为1200Lm，若假定该光通量均匀地分布在一半球面上，则距该光源1m和5m处的光照度值可分别按下列步骤求得： 1）半径为1m的半球面积为2π×1^2=6.28平方米距光源1m处的光照度值为：1200Lm/6.28平方米=191lx 2）同理、半径为5m的半球面积为:2π×5^2=157平方米距光源5m处的光照度值为：1200Lm/157平方米=7.64lx 可见，从点光源发出的光照度是遵守平方反比律的。
1lx大约等于1烛光在1米距离的照度，我们在摄像机参数规格中常见的最低照度（MINIMUM.ILLUMINATION），表示该摄像机只需在所标示的LUX数值下，即能获取清晰的影像画面，此数值越小越好，说明CCD的灵敏度越高。同样条件下，黑白摄像机所需的照度远比尚须处理色彩浓度的彩色摄像机要低10倍。 一般情况：夏日阳光下为100，000lx；阴天室外为10000lx；室内日光灯为100lx；距60W台灯60CM桌面为300lx；电视台演播室为1000lx；黄昏室内为10lx；夜间路灯为0.1lx；烛光（20CM远处）10～15lx。 四、一般灯具光照强度 白炽灯:12Lm/W 荧光灯:50Lm/W 金属卤化物灯：70-100Lm/W LED灯：90-100Lm/W 四代LED灯：160Lm/W
螺纹强度校核公式
计算公式计算值注释1.5设计给出517.5设计给出235260设计给出38设计给出4.23设计给出50设计给出11.8203309693h = 0.541p 2.28843 3227.60672.8899376194 345计算结果合格剪切强度计算公式计算值备注235260设计给出35.5设计给出41.78设计给出11.8203309693设计给出1.5设计给出4.23设计给出B = 0.75p 3.1725 517.5设计给出34556.280613618 207安全系数n材料屈服强度（MPA）轴向力F（n）螺距D2（mm）螺纹工作长度L（mm）连接螺纹齿Z螺纹工作高度h（mm）挤压面积a（mm2）挤压应力（MPA）的计算允许将挤压小直径D1（mm）用于外螺纹时使用的挤压直径（MPA）轴向力F（n），使用大直径D（mm）连接的螺纹数Z安全系数s间距P（mm）螺纹底部宽度b（mm）屈服强度（MPA）螺钉的允许拉伸应力（MPA），计算剪切应力（MPA）表示螺母，如果合格，则计算螺母（MPA）允许剪应力（MPA）的剪应力（MPA）；否则，不合格。弯曲强度计算项目计算公式计算值的计算结果备注28.58 28.52 24.22 26.82 0.85 71.8724621016 B = 0.75p 2.38125 138112 3.175 H = 0.541p 1.717675 9.26 1.5517.5345 178.2251152336 151.0361193477计算结果自锁性能检查计算螺母大直径D（mm ）当使
用大直径D（mm）螺丝外螺纹时，小直径D1（mm）外螺纹螺距直径D2（mm）弯曲臂L（mm）单圈外螺纹截面弯曲模数w（mm）螺纹底宽b （mm）轴向力F（n）螺距P（mm）螺纹工作高度h（mm）连接螺纹数Z安全系数s屈服强度（MPA）允许的拉应力（MPA）对于螺钉，计算弯曲应力（MPA）螺母，计算弯曲应力（MPA），允许弯曲应力（MPA），如果螺钉和螺母合格，则为不合格。备注：设计给出s = NP 30齿廓角150.15，螺丝对的当量摩擦系数为-0.19744950019，螺旋上升角为1.5617735831，当量摩擦角为-0.1949419593计算结果不合格的自锁性能检查计算项目计算公式计算值备注2.59807621141.5669872981 1.3333333333间距P（mm）导程s（mm）间距直径D2（mm）螺钉对滑动摩擦系数f 0.13-0.17轴向力F（n）外螺纹小直径D1（mm）间距P （mm）原始三角形高度h（mm）用于外螺纹DC（mm）普通螺纹螺栓断裂部分的安全系数s 屈服强度（MPA）允许拉应力（MPA）= 33 = 60梯形螺纹：矩形螺纹：锯齿线程：普通线程：NP = atan，如果＜，则表示合格，否则不合格。计算得出的拉应力为0.5187993114，计算结果合格。如果＜，则为合格，否则为不合格
灯光照度计算
照度计算方法利用系数法计算平均照度平均照度(Eav) = 光源总光通量(N*Ф)*利用系数(CU)*维护系数(MF) / 区域面积(m2) (适用于室内或体育场的照明计算) 利用系数：一般室内取0.4，体育取0.3 维护系数：一般取0.7～0.8 举例1：室内照明：4×5米房间，使用3×36W隔栅灯9套平均照度＝光源总光通量×CU×MF/面积＝(2500×3×9)×0.4×0.8÷4÷5 ＝1080 Lux 结论：平均照度1000Lux以上举例2：体育馆照明：20×40米场地，使用POWRSPOT 1000W金卤灯60套平均照度＝光源总光通量×CU×MF/面积＝(10500 0×60)×0.3×0.8÷20÷40 ＝1890 Lux 结论：平均水平照度1500Lux以上某办公室平均照度设计案例：设计条件：办公室长18.2米，宽10.8米，顶棚高2.8米，桌面高0.85米，利用系数0.7，维护系数0.8，灯具数量33套，求办公室内平均照度是多少？灯具解决方案：灯具采用DiNiT 2X55W 防眩日光灯具，光通量3000Lm，色温3000K，显色性Ra90以上。根据公式可求得：Eav = (33套X 6000Lm X 0.7 X 0.8) ÷(18.2米X 10.8米) = 11088 0.00 ÷196.56 m2 = 564.10Lux 备注：照明设计必须必须要求准确的利用系数，否则会有很大的偏差，影响利用系数的大小，主要有以下几个因素：*灯具的配光曲线*灯具的光输出比例*室内的反射率，如天花板、墙壁、工作桌面等*室内指数大小 截光型灯具 full cut-off luminaire: 最大光强方向在0°～65°，其90°和80°角度方向上的光强最大允许值分别为 10cd/1000lm和30cd/1000lm的灯具。 半截光型灯具 semi-cut-off luminaire: 最大光强方向在0°～75°,其90°和80°角度方向上的光强最大允许值分别为 50cd/100lm和100cd/1000lm的灯具。 非截光型灯具 non-cut-off luminaire: 其在90°角方向上的光强最大允许值为1000cd的灯具。 总而言之，主要就是出光束（而非散射光等）的角度区别。
螺栓强度计算.doc
15.2.1 单个螺栓连接的强度计算 螺纹连接根据载荷性质不同，其失效形式也不同：受静载荷螺栓的失效多为螺纹部分的塑性变形或螺栓被拉断；受变载荷螺栓的失效多为螺栓的疲劳断裂；对于受横向载荷的铰制孔用螺栓连接，其失效形式主要为螺栓杆剪断，栓杆或被连接件孔接触表面挤压破坏；如果螺纹精度低或连接时常装拆，很可能发生滑扣现象。 螺栓与螺母的螺纹牙及其他各部分尺寸是根据等强度原则及使用经验规定的。采用标准件时，这些部 ，然后按照标准选定螺纹公称直分都不需要进行强度计算。所以，螺栓连接的计算主要是确定螺纹小径d 1 径（大径）d，以及螺母和垫圈等连接零件的尺寸。 1. 受拉松螺栓连接强度计算 松螺栓连接装配时不需要把螺母拧紧，在承受工作载荷前，除有关零件的自重（自重一般很小，强度计算时可略去。）外，连接并不受力。图15.3所示吊钩尾部的连接是其应用实例。当螺栓承受轴向工作载荷 F (N)时，其强度条件为 (15-6) （15-7） 或 ——螺纹小径，mm； 式中： d 1 [σ]——松连接螺栓的许用拉应力，Mpa。见表 15.6。 图15.3 2. 受 拉 紧 螺 栓 连 接 的 强 度 计 算 根
所受拉力不同，紧螺栓连接可分为只受预紧力、受预紧力和静工作拉力及受预紧力和变工作拉力三
。 ①只受预紧力的紧螺栓连接 右图为靠摩擦传递横向力F 的受拉螺栓连接，拧紧螺母后，这时
栓杆除受预紧力F`引起的拉应力σ=4 F` /π 2 d 1外，还受到螺纹力矩T1引起的扭转切应力：
对于螺栓 故螺栓 或 式 ② 受 预 紧 力 和 工 作 载 荷 的 紧 螺 栓 连 接 。 图 15 .5 所 示 压 力 容 器
照度的计算公式
照度的计算公式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
照度计算基本方法简介 照明计算是照明设计的重要内容,照度计算又是照明功能效果计算的重要组成部分。照度计算的目的是根据所需要的照度值,结合其它已知条件(如照明器型式及布置、房间各个面的反射条件及污染情况等)来决定灯泡的容量或灯的数量。 照度计算方法有利用系数法和逐点计算法(包括平方反比法、等照度曲线法、方位系数法等) 两大类,利用系数法用于计算平均照度与配灯数,逐点计算法用于计算某点的直射照度。现将这两种计算方法的特点及使用范围对比如下: 利用系数法利用系数计算此法考虑了直射光及反射光两部分所产生的照度计算结果为水平面上的平均照度计算室内水平面上的平均照度,特别适用于反射条件好的房间．查概算曲线一般生产及生活用房的灯数概略计算 逐点计算法平方反比法此法只考虑直射光产生的照度,可以计算任意面上某一点的直射照度采用直射照明器的场所,可直接求出水平面照度等照度曲线法方位系数法，使用线光源的场所,求算任意面上一点的照度 以上这两种计算方法,各文章都介绍的较多了,这里不再复述。从实际使用 效果来看,以上两种方法都存在计算繁琐，建筑专业条件众多，适用范围较小等不足之处，主要体现在： 利用系数法：1.对众多不同光照特性的控照器，仅仅靠顶棚空间比CCR中的hcc 简单划分成两种形式是远远不够的。 2．现有顶棚有效光反射比ρcc曲线不能满足当代建筑丰富多彩的室内装饰材料，而且维护系数的分类较粗糙。 3.它假设了工作面上所有计算点的照度均相同，无法满足一些特殊场合照度的计算。 逐点计算法：其计算结果仅为最小照度值，仅适用于大面积、高净空、维护结构反射比较低的室内空间。 在缺乏专门照明设计软件的条件下，以上方法很难做到高精确度。随着照明技术的发展、电子计算机的应用和建筑装饰的深入,照度计算已被人们广泛关注并为科学工作者所研究。从研究动向来看,照明计算主要向两个方面发展,其一是力求简单迅速,经常是将计算好的在各种可能条件下的结果编制成图表、曲线供设计人员查用,其二是力求准确。由于各种参数的不精确,计算结果有 20%至-1 0%的误差是允许的。针对非研究场合及一般施工设计,真正实用的方法应该是简便易算且有较高准确度的,比较而言,现推荐一种单位容量法或称为简化版利用系数法。 二、单位容量计算法的概念及步骤单位容量法适用于均匀的一般照明计算,它主要计算每单位被照面积所需的灯具安装功率: W=P/S P-全部灯具安装功率,瓦; S-被照面积,米2
螺纹连接的拧紧力矩计算
螺纹联接的拧紧力矩计算 M t ＝K ×P 0×d ×10－3 N.m K:拧紧力系数 d ：螺纹公称直径 P 0：预紧力 P 0＝σ0×A s A s 也可由下面表查出 A s ＝π×d s 2/4 d s :螺纹部分危险剖面的计算直径 d s ＝（d 2＋d 3）/2 d 3= d 1－H/6 H ：螺纹牙的公称工作高度 σ0 ＝（0.5～0.7）σs σs ――――螺栓材料的屈服极限N/mm 2 （与强度等级相 关，材质决定） K 值查表：(K 值计算公式略) σs 查表：
As查表： 通过计算得到螺栓联接拧紧力矩如下表所示： 钢结构连接用螺栓性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10余个等级，其中8.8级及以上螺栓材质为低碳合金钢或中碳钢并经热处理（淬火、回火），通称为高强度螺栓，其余通称为普通螺栓。 螺栓性能等级标号有两部分数字组成，分别表示螺栓材料的公称抗拉强度值和屈强比值。例如，性能等级4.6级的螺栓，其含义是： 1、螺栓材质公称抗拉强度达400MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.6； 3、螺栓材质的公称屈服强度达400×0.6=240MPa级 性能等级10.9级高强度螺栓，其材料经过热处理后，能达到 1、螺栓材质公称抗拉强度达1000MPa级； 2、螺栓材质的屈强比值为0.9； 3、螺栓材质的公称屈服强度达1000×0.9=900MPa级 螺栓性能等级的含义是国际通用的标准，相同性能等级的螺栓，不管其材料和产地的区别，其性能是相同的，设计上只选用性能等级即可
表面被氧化（无润滑）的螺纹联接的拧紧力矩值（单位：N.m）