[1] 張明, 褚建偉. GB 150—2011、ASME Ⅷ-1及EN 13445 壓力容器設(shè)計中地腳螺栓的受力分析及應(yīng)力判定的比較[J]. 化工設(shè)備與管道, 2019, 56(4).

[2] 塔式容器：NB/T47041-2014[S].

[3] 臥式容器：NB/T47042-2014[S].

1. 受力分析

裙座的地腳螺栓，用于塔體抗傾覆時承受拉應(yīng)力，受力最大的是位于風(fēng)向和地震方向最外端的地腳螺栓，而其他位置的地腳螺栓受力將依次減小。一旦受力最大的地腳螺栓因過載而屈服的話，其他螺栓承受的載荷將重新分配，而不致使整個塔器立即發(fā)生傾倒。所以，裙座的地腳螺栓以承受由風(fēng)載荷或地震載荷引起的拉應(yīng)力為主。

對于H/D>5，即適用NB/T47041正文的塔器，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)7.13.2校核螺栓承受最大的拉應(yīng)力。但對于H/D≤5的塔器，應(yīng)按NB/T47041的附錄E.4校核地腳螺栓剪應(yīng)力。

鞍座的地腳螺栓，應(yīng)考慮地震載荷工況下的剪應(yīng)力和拉應(yīng)力，當(dāng)?shù)卣疠d荷引起的水平地震力大于底板與基礎(chǔ)間的靜摩擦力時，應(yīng)計算由地震力引起的地腳螺栓剪應(yīng)力，同時還應(yīng)計算由橫向傾覆力矩引起的地腳螺栓拉應(yīng)力。一般來說，由地震載荷引起的傾覆力矩往往不足以使臥式容器有翻倒的危險。所以，鞍座的地腳螺栓以承受由地震載荷引起的剪應(yīng)力為主。

地腳螺栓拉應(yīng)力、剪應(yīng)力按NB/T47042的7.8.3進(jìn)行校核。

耳座的地腳螺栓，應(yīng)考慮風(fēng)載荷和地震載荷工況下的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，當(dāng)計算地腳螺栓的拉應(yīng)力時，應(yīng)考慮設(shè)備安裝（此時內(nèi)件和保溫未安裝，設(shè)備重量最?。┖惋L(fēng)載荷的組合苛刻工況，此時最大的拉應(yīng)力在向風(fēng)側(cè)，該區(qū)域產(chǎn)生的彎矩最大，地腳螺栓受力最苛刻，耳座極可能翻倒。所以，耳座的地腳螺栓以承受由風(fēng)載荷引起的拉應(yīng)力為主。

在耳式支座標(biāo)準(zhǔn)沒有地腳螺栓校核的內(nèi)容，可參考化工設(shè)備設(shè)計全書之《化工容器》的8.1。

支腿的地腳螺栓，文獻(xiàn)[1]沒有提及，同樣可參考化工設(shè)備設(shè)計全書之《化工容器》的8.2。支腿的地腳螺栓的作用在于，使容器在水平力和外力矩的作用下不致傾倒，當(dāng)容器空載時垂直載荷最小，最有可能傾覆。應(yīng)校核地腳螺栓在最小垂直載荷、最大水平力和外力矩聯(lián)合作用下的拉應(yīng)力。

如果容器自身垂直載荷足夠大，地腳螺栓中不存在拉應(yīng)力（數(shù)值為負(fù)或零），也應(yīng)加設(shè)地腳螺栓用于固定。

2. 地腳螺栓許用應(yīng)力

眾所周知，法蘭等用于承壓密封的螺栓材料，其許用應(yīng)力的安全系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于對地腳螺栓，即用于承壓密封的螺栓材料具有較低的許用應(yīng)力。兩者最大的區(qū)別在于，如果法蘭螺栓有一個屈服，將無法在各個螺栓中重新分配載荷，而是會直接導(dǎo)致法蘭密封失效。事實(shí)上，所有法蘭螺栓是均勻承載的，如果一個螺栓屈服，也就意味著所有螺栓屈服。

GB 150、ASME、EN等標(biāo)準(zhǔn)中地腳螺栓許用應(yīng)力的取值，不盡相同，見下表。文獻(xiàn)[1]作者認(rèn)為，因?yàn)楦鲊牧?、工程?jīng)驗(yàn)上的差異，所無需糾結(jié)于哪個標(biāo)準(zhǔn)保守，哪個標(biāo)準(zhǔn)冒進(jìn)。

常用的地腳螺栓材料為GB/T 700《碳素結(jié)構(gòu)鋼》的Q235和GB/T 1591《低合金高強(qiáng)度鋼》的Q345。