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總結(jié)丨塔器地腳螺栓座的計(jì)算

時(shí)間：2020-09-30 來源：盧梭說壓力容器瀏覽：

學(xué)習(xí)筆記，資料整理，有誤指正。

一. 地腳螺栓[1]

“維赫曼法”將裙座地腳螺栓化作同截面積的當(dāng)量鋼筒，并假定基礎(chǔ)平面變形按線性分布。在風(fēng)彎矩或地震彎矩與自重聯(lián)合作用下，混凝土環(huán)形截面以中性軸發(fā)生回轉(zhuǎn)。

若環(huán)形截面一側(cè)受壓、一側(cè)受壓，由于混凝土無法承受拉應(yīng)力，所以環(huán)形截面上的拉應(yīng)力由地腳螺栓承受。地腳螺栓所受的拉力為拉應(yīng)力σB與基礎(chǔ)環(huán)板面積Ab的乘積，是Ab而不是螺栓的截面積Abt，這點(diǎn)需要注意。所以別看σB值很小，但地腳螺栓所受的拉力可不小。

圖摘自文獻(xiàn)[1]

事實(shí)上，混凝土壓應(yīng)力在操作期間達(dá)到最大，而鋼筒的拉應(yīng)力在空塔期間達(dá)到最大[2]。

NB/T47041式96、89、90基礎(chǔ)環(huán)板計(jì)算中的σbmax考慮了操作質(zhì)量、液壓時(shí)的質(zhì)量。而式91的地腳螺栓最大拉應(yīng)力σB考慮的是操作質(zhì)量、安裝時(shí)的最大質(zhì)量。

當(dāng)然，也有可能出現(xiàn)基礎(chǔ)截面上沒有拉應(yīng)力，只有壓應(yīng)力的情況，此時(shí)地腳螺栓只起固定作用。

二. 基礎(chǔ)環(huán)板

基礎(chǔ)環(huán)板的設(shè)計(jì)，首先要求其面積Ab應(yīng)滿足載荷足夠均勻地分布在基礎(chǔ)上，并不超過混凝土基礎(chǔ)的許用應(yīng)力（設(shè)備專業(yè)需要將載荷和基礎(chǔ)環(huán)板尺寸告訴土建專業(yè)，由土建專業(yè)確保這點(diǎn)）；并且其厚度應(yīng)能夠承受風(fēng)或地震引起的彎曲應(yīng)力等。

NB/T47041給出了基礎(chǔ)環(huán)板的經(jīng)驗(yàn)尺寸，沒有進(jìn)行計(jì)算，實(shí)際上基礎(chǔ)環(huán)板所需的最小寬度可按文獻(xiàn)[3]式10.29計(jì)算。

基礎(chǔ)環(huán)板的厚度取決于塔器背風(fēng)側(cè)的壓縮載荷。環(huán)板與混凝土之間的最大壓應(yīng)力發(fā)生在環(huán)板的外緣。

簡(jiǎn)便起見，無筋板的基礎(chǔ)環(huán)板視為承受“該最大壓應(yīng)力”的均布載荷的懸臂梁，最大彎矩發(fā)生于裙座與環(huán)板的聯(lián)接處。文獻(xiàn)[3]的式10.32a即NB.T47041的式86。

帶有筋板的基礎(chǔ)環(huán)板，可視為兩邊與筋板聯(lián)接為簡(jiǎn)支、一邊與裙座聯(lián)接為固支及一個(gè)自由邊，受均布載荷的矩形板。文獻(xiàn)[3]的式10.32b即NB.T47041的式87。

有個(gè)細(xì)節(jié)需要注意，SW6中的“基礎(chǔ)環(huán)板上兩相鄰筋板外側(cè)最大間距L”為max{l1,l2}，程序自動(dòng)給出，不要修改它。

三. 蓋板

地腳螺栓座分塊蓋板，三邊分別與裙座筒體和筋板聯(lián)接，具有較大的剛度，近似計(jì)算時(shí)，將其視為四邊簡(jiǎn)支的矩形板。矩形板受作用于地腳螺栓的螺母內(nèi)接圓上的均布載荷。

NB/T47041中環(huán)形蓋板中最大應(yīng)力為分塊蓋板的3/4倍。文獻(xiàn)[3]的連續(xù)蓋板和分塊蓋板的計(jì)算是一樣的，而我們常用的環(huán)形蓋板和文獻(xiàn)[3]10.1f中的“連續(xù)壓緊板”并不完全一樣。所以標(biāo)準(zhǔn)中的這個(gè)3/4倍理論上的出處，還沒找到哈。

需要注意的是，NB/T47041的P25，一個(gè)地腳螺栓承受的最大拉應(yīng)力F1計(jì)算式有誤，其中Abt應(yīng)為Ab基礎(chǔ)環(huán)板面積，標(biāo)準(zhǔn)釋義及算例、SW6及標(biāo)準(zhǔn)前身JB/T4710都可以證明這點(diǎn)。

而文獻(xiàn)[5]的計(jì)算則略有不同，文獻(xiàn)[5]3-14節(jié)將分塊蓋板視為受沿部分跨距分布的梁，如下圖所示。