2026年压力容器支座计算试题含答案

2026年压力容器支座计算试题含答案一、单选题（共10题，每题2分，合计20分）（针对国内压力容器安全技术规范及相关行业标准，侧重实际工程应用）1.某石化厂新建一套3000m³常压储罐，采用裙式支座。当储罐设计高度为12m时，裙座与基础连接的螺栓数量应至少为多少个？A.16个B.24个C.32个D.40个2.压力容器支座的选型计算中，当容器重量较大且地基条件较差时，优先推荐采用哪种支座形式？A.槽式支座B.裙式支座C.弧形支座D.滑动支座3.对于水平卧式容器的鞍式支座，当支座高度与半径比（H/R）大于0.2时，需考虑哪些附加力矩？A.弯曲力矩B.切向力矩C.扭转载矩D.以上均需考虑4.某厂区压力容器支座采用高强度螺栓连接，螺栓材料的许用应力应如何确定？A.直接采用材料抗拉强度除以安全系数B.根据螺栓预紧力计算C.结合支座反力计算并考虑摩擦系数D.按照支座刚度折减系数计算5.裙式支座的抗风稳定性验算中，风载荷的计算公式应考虑哪些因素？A.容器高度、风速、地面粗糙度B.支座材料密度、抗拉强度C.基础刚度、支座直径D.容器内介质密度、温度6.压力容器支座的垫板厚度计算中，若采用Q345R钢板，当支座反力为500kN时，垫板厚度至少应为多少？A.10mmB.15mmC.20mmD.25mm7.某炼化厂卧式储罐采用滑动支座，当罐体温度变化±50℃时，滑动摩擦系数取值范围是多少？A.0.1～0.2B.0.2～0.3C.0.3～0.4D.0.4～0.58.裙式支座的抗倾覆验算中，抗倾覆力矩由哪些因素提供？A.支座自重、基础反力B.容器重量、基础摩擦力C.风载荷、地震力D.以上均需考虑9.压力容器支座的焊缝质量检测中，射线检测（RT）的适用性如何？A.仅适用于焊缝厚度小于30mm的情况B.仅适用于焊缝厚度大于30mm的情况C.适用于所有焊缝厚度，但需分段检测D.仅适用于全焊透焊缝10.某化工容器支座采用地脚螺栓固定，当支座反力为800kN时，螺栓直径应至少为多少？A.M24B.M30C.M36D.M42二、多选题（共5题，每题3分，合计15分）（针对压力容器支座设计中的常见问题和计算细节）1.影响压力容器支座选择的主要因素有哪些？A.容器重量与尺寸B.地基承载力C.容器内介质特性（如腐蚀性）D.运行温度范围E.安装场地限制2.裙式支座的抗倾覆验算中，需考虑哪些荷载组合？A.满载时的垂直力与风载荷B.空载时的垂直力与地震力C.支座自重与基础摩擦力D.支座材料重量与焊缝强度E.容器内介质静压力3.水平卧式容器鞍式支座的强度计算中，需考虑哪些应力分量？A.弯曲应力B.剪切应力C.扭转应力D.疲劳应力E.压应力4.压力容器支座的垫板设计需满足哪些要求？A.垫板与支座板间的接触面积应均匀分布B.垫板厚度需考虑基础刚度C.垫板材料应高于支座材料强度D.垫板边缘需进行坡口处理E.垫板与基础间需设置防滑层5.滑动支座的失效模式有哪些？A.螺栓剪断B.滑动面磨损C.基础开裂D.支座变形E.介质泄漏三、计算题（共3题，每题15分，合计45分）（结合实际工程案例，考察综合计算能力）1.某化工厂卧式储罐（内径4m，长度12m，材质16MnR）装满常温水（密度1000kg/m³），采用两支对称布置的鞍式支座（包角90°）。当地基承载力为200kPa，支座材料为Q345R，试计算：（1）每支支座的垂直反力；（2）支座与基础间的接触应力；（3）若基础倾斜角为1°，需校核抗滑稳定性（摩擦系数为0.3）。2.一球形储罐（直径6m，壁厚20mm，材质Q345R）采用裙式支座，支座外径2.5m，高度1.5m，支座自重100kN。当地风速30m/s，地面粗糙度为B类，试计算：（1）裙座顶部风载荷；（2）抗倾覆稳定性（假设储罐满载，介质重量500kN）；（3）若基础承载力为150kPa，需验算地基反力是否满足要求。3.某水平卧式反应器（直径2m，长度8m，壁厚18mm，材质15CrMoR）采用滑动支座，支座材料为Q345R，基础为混凝土。当反应器温度从20℃升至150℃时，需计算：（1）因温差引起的轴向推力（材料线膨胀系数12×10⁻⁶/℃）；（2）若滑动面采用青铜衬垫，摩擦系数为0.15，需校核最大推力下的摩擦力是否足够；（3）若需设置限位装置，试确定限位螺栓的预紧力范围（支座反力为300kN）。答案与解析一、单选题答案1.C解析：根据《压力容器安全技术规范》（TSG21-2016），裙式支座螺栓数量与直径需满足抗剪切与抗滑移要求。当储罐高度12m，重量约3.6×10⁴kg（假设水密度1000kg/m³），支座反力约180kN/支，采用M24螺栓（抗剪强度约80kN/个）需32个。2.B解析：裙式支座适用于大型、重载容器，且能有效分散地基应力。槽式支座适用于中小型容器，滑动支座仅适用于常温、无振动场合。3.D解析：H/R＞0.2时，鞍座需考虑弯曲、剪切及扭转复合应力。4.C解析：高强度螺栓连接需结合预紧力、摩擦系数及支座反力计算，而非简单折减材料强度。5.A解析：风载荷与容器高度平方成正比，受风速、地面粗糙度影响。6.B解析：根据垫板承压公式σ=Q/A≥σs，Q=500kN，A=πd²/4，Q/A≥155MPa，Q345R许用应力200MPa，垫板厚度需≥15mm。7.C解析：温度变化导致罐体伸缩，滑动支座摩擦系数通常取0.3～0.4。8.B解析：抗倾覆力矩由容器重量与基础摩擦力提供，需与风载荷等倾覆力矩平衡。9.D解析：射线检测适用于全焊透焊缝，但需分段检测以覆盖所有区域。10.C解析：根据螺栓强度公式P≤A×σs，800kN需M36螺栓（净截面积≈508mm²）。二、多选题答案1.A、B、C、D、E解析：支座选型需综合考虑重量、地基、介质、温度及安装条件。2.A、B、C解析：验算需考虑满载风载荷、空载地震力及支座自重对应的摩擦力。3.A、B、C解析：鞍座需考虑弯曲、剪切、扭转应力，疲劳应力为后续问题。4.A、B、C、D解析：垫板设计需均匀分布接触力、考虑基础刚度、匹配材料强度及坡口处理。5.A、B、C、D解析：滑动支座易因螺栓失效、磨损、基础开裂或变形失效，泄漏为介质侧问题。三、计算题答案1.鞍式支座计算（1）垂直反力：储罐总重G=πD²Lρ/4=π×4²×12×1000=1.88×10⁵N≈188kN，每支支座反力F=188/2=94kN。（2）接触应力：支座宽度b=0.5D=2m，接触面积A=b×L=2×12=24m²，σ=F/A=94/24≈3.92MPa＜σs=200MPa，满足要求。（3）抗滑稳定性：最大推力Ft=Flan=94×0.3=28.2kN＞支座摩擦力，需设置防滑措施。2.裙式支座计算（1）风载荷：Q=0.612×ρv²H（D²+H²）=0.612×1.25×30²×（6²+1.5²）≈1.85×10⁵N≈185kN。（2）抗倾覆稳定性：倾覆力矩Mw=Q×H=185×1.5=277.5kN·m，抗倾覆力矩Mc=500×（1.5+6/2）=900kN·m，Mc/Mw=900/277.5＞3.2，满足要求。（3）地基反力：P=（500+100）/π×2.5²≈300kPa＜150kPa，满足要求。3.滑动支座计算（1）轴向推力：ΔL=6×10⁻⁶×8×130=0.0064m，P=E