1.炉外墙钢板厚度
炉外墙钢板的厚度根据经验选取，一般取3～5mm。小型炉子取低限；炉墙高度大于6m的特大型炉子或采用不定形耐火材料捣打或浇注炉衬的大型炉子取高限。冲天炉炉体外壳钢板厚度随炉子规格而异：熔化率小于等于3t/h时，取6mm；熔化率为5～7t/h时，取8mm；熔化率≥10t/h时，取10mm。
2.拱顶水平推力
不同拱顶内表面所处温度及不同拱顶中心角度θ时，炉架侧支柱最大柱距间拱脚的水平推力F（图10-1）按式（10-1）计算。
F=0.005K1K2L（Vnρn+Vgρg） （10-1）
式中 F——拱脚的水平推力（kN）；
K1——温度系数，查表10-1；
K2——拱顶中心角θ的修正系数，查表10-2；
Vn、Vg——每米拱顶耐火材料及隔热材料的体积（m3），查表10-3～表10-5；
ρn、ρg——耐火材料和隔热材料的密度（kg/m3）；
L——侧支柱最大柱距（m）。
表10-1 温度系数K1
表10-2 拱顶中心角θ修正系数K2
表10-3 拱顶耐火层厚度116mm、隔热层65mm时的Vg和Vn值 （单位：m3）
（续）
① 国家标准GB/T 2992—1998《通用耐火砖形状尺寸》内无与此相应的标准拱脚砖，需要时60°拱用T-131拱脚砖代替，80°拱用T-132拱脚砖代替，特殊订货。
② 上述国家标准内无与此相应的标准拱脚砖，需要时特殊订货。
表10-4 拱顶耐火层厚度232mm、隔热层114mm时的Vg和Vn值 （单位：m3）
（续）
① 国家标准GB/T 2992—1998《通用耐火砖形状尺寸》内无与此相应的标准拱脚砖，需要时特殊订货。
表10-5 拱顶耐火层厚度302mm、隔热层114mm时的Vg和Vn值 （单位：m3）
（续）
① 国家标准GB/T 2992—1998《通用耐火砖形状尺寸》内无与此相应的标准拱脚砖，需要时特殊订货。
3.炉架支柱设计
炉架支柱一般由两根槽钢或工字钢组成。当拱顶水平推力不大，或支柱的垂直载荷较小时也可采用单根槽钢或工字钢为支柱。支柱由柱顶板、柱脚板和缀板（双槽钢或双工字钢相连用的钢板）组成，如图10-2～图10-4所示。
矩形柱脚尺寸按表10-6选取，圆管柱脚尺寸按表10-7选取。
4.侧支柱计算
当支柱上端拉杆与柱顶板焊接或用螺栓紧固时视为筒支结构，当支柱下端柱脚底板用一对螺栓固定在基础上时也视为简支结构，而用双对螺栓固定在基础上或直接将支柱埋入基础内时则视为固定结构。侧支柱受力简图如图10-5所示。
图10-2 柱顶板示意图
a=（1.2～1.3）a1b=（1.15～1.25）b1δ=10～20mm
图10-3 柱脚示意图
a）矩形柱脚板（底板） b）圆管柱脚板
图10-4 缀板布置示意图
δ=6～10mm b=（12～25）δ或b=（0.5～0.75）BK=δL=（10～12）c
图10-5 侧支柱受力简图
a）简支结构 b）上端简支、下端固定结构
表10-6 矩形柱脚尺寸选用表 （单位：mm）
注：一般B=（1～1.25）A。
表10-7 圆管柱脚尺寸选用表 （单位：mm）
（1）按简支结构侧支柱受力计算
（2）按上端简支、下端固定结构侧支柱受力计算
侧支柱截面尺寸根据以上Mmax计算值由表10-8选用。
当侧支柱上下端为简支结构时，柱脚螺栓截面及上端拉杆截面面积按式（10-4）计算。
式中[σ]——钢材许用应力（MPa），查表10-10。
当侧支柱下端为双对螺栓固定结构时，柱脚螺栓同时受拉和受剪，受力简图如图10-6所示，按下列公式计算螺栓直径并选用其中数值较大者。
图10-6 柱脚双对螺栓受力简图
式中 F2——柱脚受力（kN）；
M——柱脚承受弯矩（kN·m）；
[σ]、[τ]——钢材抗拉、抗剪许用应力（MPa），查表10-10。
5.前、后支柱长细比计算(www.xing528.com)
室式炉及台车式炉的前后支柱往往同时受压受弯而且兼受高温作用，因而支柱的截面尺寸应按长细比进行计算并取较低数值。
两根支柱，下部地脚螺栓固定、上部焊有横梁时，支柱长细比λ应符合下列关系式：
式中 λ——支柱长细比；
H——支柱高度（cm）；
r——支柱截面的回转半径（cm），
，rx值查表10-8，ry值按图10-7近似公式计算，型钢间距B越大，ry值越大，一般取B=200～400mm；I为支柱截面的截面二次矩（cm4）；A为支柱截面面积（cm2）。
三根支柱（双室式炉）、下部柱脚用螺栓固定、上部焊有横梁时，支柱长细比应符合下列关系式：
已知柱高，由式（10-6）或式（10-7）可求得相应的支柱截面。
6.拱脚梁计算
拱脚梁一般为等截面梁，所承受的拱顶水平推力属于均布载荷，其最大弯矩按式（10-8）计算。
图10-7 支柱截面y-y轴回转半径ry计算图
a）ry=0.6B b）ry=0.44B c）ry=0.5B
式中 Mmax——拱脚梁最大弯矩（kN·m）；
F——最大柱距间拱顶水平推力（kN），按式（10-1）计算；
L——侧支柱间距（多支点梁为最大支柱间距）（m）。
根据计算所得Mmax值，查表10-8选取拱脚梁截面尺寸。
例1 2m×3m=6m2室式加热炉，结构如图10-1所示。已知B=2.088m，θ=60°，h1=3.2m，h2=1.5m，l=2.792m，侧支柱最大间距L=1.276m，前后支柱各两根，前支柱高5.5m，后支柱高4.5m，炉温1300℃，试计算支柱、拉杆、螺栓直径及拱脚梁尺寸。
表10-8 侧支柱、拱脚梁参数选用表
注：1.序号1、2为双槽钢及双工字钢支柱，计算弯矩时未考虑缀板。材质为Q235-A，考虑承受温度200℃，取[σ]=125.4MPa。
2.序号3用作拱脚梁，考虑置于炉外墙钢板内侧，承受温度300℃，取[σ]=97MPa。推力小的炉拱选用Ⅰ型；推力大的炉拱选用Ⅱ型（格构式梁，缀板与槽钢等长，连续焊接），支柱与拱脚梁的受力方向需垂直于x—x轴。
（1）拱顶水平推力计算 拱顶由232mm厚耐火砖、116mm厚隔热砖组成，其体积密度分别为ρn=2010kg/m3，ρg=500kg/m3，当B=2.088m、θ=60°时，查表10-4得Vg=0.286m3，Vn=0.535m3。当炉温为1300℃时，查表10-1、表10-2得K1=3，K2=1.866，由式（10-1），拱顶水平推力为
F=0.005K1K2L（Vnρn+Vgρg）=0.005×3×1.866×1.276×（0.535×2010+0.286×500）kN=43.5kN
（2）侧支柱计算 按简支结构计算，由式（10-2）得
侧支柱最大弯矩
上端拉杆受力
下端柱脚受力
根据Mmax=44.43kN·m，由表10-8选用200mm×73mm×7mm双槽钢侧支柱。
查表10-10，取[σ]=151.9MPa，[τ]=93.1MPa，由式（10-4），上端拉杆
选用角钢36mm×36mm×3mm，并与柱顶板焊接。如角钢与柱顶板采用单个螺栓连接时，则螺栓直径为
下端柱脚螺栓总截面面积为
按上端简支、下端固定结构计算，由式（10-3）得侧支柱最大弯矩
柱脚承受弯矩
上端拉杆受力
下端柱脚受力
根据Mmax=35.07kN·m，由表10-8选用180mm×68mm×7mm双槽钢侧支柱。
因F1=23.38kN，小于按简支结构计算值29.62kN，故上端拉杆尺寸及连接用螺栓直径同以上简支结构计算。
下端柱脚采用双对螺栓固定，螺栓间距b=22cm，由式（10-5）得螺栓直径为
受剪螺栓
受拉螺栓
取两者较大值，故选用四个M24螺栓。
（3）前、后支柱长细比计算 试选前支柱截面尺寸为220mm×77mm×7mm双槽钢结构，如图10-7所示。由表10-8查得rx=8.67cm，由式（10-6）得
实际前支柱高5.5m，故计算合适。
由图10-7b，令ry=rx=0.44B，则
，取前柱槽钢间距B=20mm。
试选后支柱截面尺寸为180mm×68mm×7mm双槽钢结构，查得rx=7.04cm，同样得
实际后柱高4.5m，计算合适。
槽钢间距
，取B=180mm。
（4）拱脚梁计算 拱脚梁最大弯矩为
由表10-8，选用Ⅰ型100mm×48mm×5.3mm双槽钢拱脚梁。
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