塔地脚螺栓孔中心圆直径的计算.pdf

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1、广场塔地脚螺栓孔中心圆直径的计算关永祥刘蕊(天津市创举科技有限公司天津300130)【摘要】JB／T4710—2005《钢制塔式容器》中没有给出塔地脚螺栓孔中心圆直径的计算方法。本文根据“维赫曼法”的概念和理论力学中“空间力系合力矩定理”，导出了塔地脚螺栓孔中心圆直径的计算方法。【关键词】维赫曼法地脚螺栓孔中心圆直径空间力系合力矩定理基础环与基础接触面2塔地脚螺栓孔中心圆直径种情况，无法按这种匹配关系设1前言计，因此也就无法确定地脚螺栓计算方法的推导孔中心圆的直径。在JB／T4710—2005《钢制塔式容第一种情况：JB／T4710—20

2、05《钢制塔式容器》第8．12条“地脚螺栓座”中，在一些单位的设备改造中，经器》中地脚螺栓“螺纹小径”的计只给出了计算地脚螺栓“螺纹小检测和计算旧塔基础仍能使用，算方法，是依据“维赫曼法”确定径”的tf算公式，但没有给出地脚但其所能设置的基础环内外径以的。所以就应根据“维赫曼法”计螺栓孑L中心圆直径的计算方法。及地脚螺栓直径、裙座外径与其算“螺纹小径”的原理，推导出地JB／T4710—2005《钢制塔式容器》标原有的地脚螺栓孔中心圆直径四脚螺栓孑L中心圆直径的计算方法。准释义也仅仅给出了“螺纹小径”者不能符合上述表的匹配关系。计算方法的说

3、明，而略去了弯矩第二种情况：2．1不考虑塔自重时，基础环与基的概念，冈而也没有说明地脚螺由于结构有特殊要求，地脚螺础接触面应产生的应力。栓孔中心圆直径的计算方法。栓孔中心圆直径与基础环的内外如图1，在风或地震载荷作用在一般塔设计中，我们按JB／径以及地脚螺栓直径、裙座外径下，基础环将沿中性轴相对于基T4710-2005《钢制塔式容器》标准四者不能符合上述表给出的匹配础发生回转。此时中性轴通过基释义中第三节第(6)条仅供参考关系。础环的几何中心。根据材料力学：的“地脚螺栓座尺寸表”给出地脚本文针对这两种情况，讨论并基础环与基础接触面的抗弯螺

4、栓孔中心圆直径。在这个表中，提出了塔地脚螺栓孔中心圆直径截面模量：一上地脚螺栓孑L中心圆直径与基础环)的计算方法。2的内外径、地脚螺栓直径、裙座外式中I为基础环与基础接触面径四者足互相匹配的。但是有两的惯性矩。所以：Dz一一2该接触面上横座标为x的任关永祥(1946一)工程师，长期从事压力容器设计制造工作。一点的弯曲应力为：，8I石油和化工设备．o0。了。百2式中M为风或地震载荷产生的弯矩。其弯曲应力图见图2。(此图中设压应力为正，拉应力为负)中性轴右侧=詈处，应力有最大值(代数值)在中性轴左侧=一处，应力有最小值(代数值)，即：M2iD

5、MWDITM2·＼(2]1MIID=——●．——=一——塔的真实载荷情况并不只受风或地震载荷，还存在着塔的自重，所以还必须在此基础上求出叠加上塔自重后的应力分布情况。2．2考虑塔自重时基础环与基础接触面应产生的应力将上面只考虑风或地震载荷式中为基础环面积。心弯矩平衡时的应力状态。即基的基础环与基础接触面应产生的当min为正时，地脚螺栓的础环与基础接触面应能产生如图应力，再叠加上塔的自重，该接触设置仅仅是为了正确地固定塔的所示的应力以提供对中性轴的弯面应力为：位置，无须进行计算。矩，用来抵抗风或地震载荷及塔cr=暑+M·等当盯max为负值时

6、，即为图3自重对塔形成的偏心弯矩，塔才所示。不致倾覆。最大应力为：此图静力学的意义是：在“维M赫曼法”假设基础平面变形按线2．3塔地脚螺栓子L中心圆直径的计算max=二__+——性分布的前提下，基础环与基础由于基础环和基础之间的c接触面处，中性轴左侧拉应力对接触面不可能产生拉应力，因而最小应力为：中性轴的力矩与中性轴右侧压应必须设置地脚螺栓来获得相应的pM力对中性轴的力矩之和，与风或拉力，以便提供必要的弯矩。在均ITI1D=——一——c地震载荷及塔自重对塔形成的偏布的n个地脚螺栓中，每个地脚螺0o。．．石油和化工设备I，9广场应力对中性轴

7、的弯矩，塔才不致倾覆。根椐理论力学中的空问力系合力矩定理：“空问力系的合力对任一轴的矩，等于该力系巾各力对同一轴的矩的代数和”(《理论力学》0所以，每个地脚螺栓提供的拉力，必须等于l／n基础环与基础接触面应产生的应力的合力。因而必须做到两条，一是每个地脚螺栓提供的拉力值等于1／n基础环与基础接触面应产生的应力之和，二是地脚螺栓的位置应位于1／n基础环与基础接触面应产生的应力的合力作用点处。(1)地脚螺栓应提供的拉力值：栓提供的拉力和1／n基础环与基础由图3可以看出，阴影部分的接触面应产生的拉力量值之间的1／n基础环与基础接触面中，拉力关系

8、。并不是均布的，其值随其横座标X(2)地脚螺栓孔中心圆直径：值的不同而变化。但为了简化计由于假设基础环与基础接触面算，“维赫曼法”假定这1／n基础环应产生的应力是均布的。所以这与基础接触面上的