對(duì)于地腳螺栓座的尺寸,一般按照NB/T47041-2014《塔式容器》標(biāo)準(zhǔn)釋義來參考設(shè)計(jì)。
尺寸表如下:
在某項(xiàng)目中,一臺(tái)直徑5200的高塔,重量達(dá)到1000噸,采用了M80的地腳螺栓。在地腳螺栓的設(shè)計(jì)中,發(fā)現(xiàn)按照規(guī)范的尺寸來設(shè)計(jì)會(huì)有比較大的問題。
由于塔的風(fēng)地震彎矩比較大,需要大的裙座厚度以及底板筋板墊板蓋板的厚度。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,其焊接角焊縫高度需要達(dá)到0.7倍較薄件的厚度。規(guī)范的厚度并未考慮焊接角度間距。
比如按照規(guī)范要求,M80的底板U形槽開口是120mm。兩筋板間距是140。筋板的焊腳高需要19mm。實(shí)際能夠達(dá)到的焊腳尺寸(140-120)/2=10mm,遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到所需要的焊腳高度。此時(shí)會(huì)造成強(qiáng)度不足,產(chǎn)生隱患。
我們考察一下地腳螺栓座的筋板間距,為了焊腳高度達(dá)到要求L3> d4+1.4δG。
M56及以上的地腳螺栓座尺寸基本都不能夠保證焊接結(jié)構(gòu)。特別是M72以上的相差的焊腳高度還是比較大的。如果筋板或者底板經(jīng)過手動(dòng)加厚,那么也可能出現(xiàn)這種情況。
實(shí)際設(shè)計(jì)中,一般來說有兩種解決方法:一是通過增加筋板間距來實(shí)現(xiàn)保證焊腳高度。二是可以通過開坡口焊接來保證焊縫強(qiáng)度,如下圖,也可以開內(nèi)側(cè)坡口。
除了筋板間距的問題,對(duì)于地腳螺栓圓來說,大直徑的也會(huì)有問題。
比如上圖的M80的地腳螺栓座。
規(guī)范中地腳螺栓圓是Dis+2δns+2B,M80的地角螺栓代入計(jì)算螺栓圓直徑5208+2*28+2*105=5474mm。
而如果考慮焊腳高度,那么地腳螺栓圓應(yīng)該考慮Dis+2δns+L4+2*焊腳高度=5208+2*28+150+2*(20+43)=5540mm。
地腳螺栓
座的標(biāo)準(zhǔn)尺寸會(huì)造成地腳螺栓中心圓比較小的問題。
設(shè)計(jì)人員應(yīng)該根據(jù)實(shí)際需要考慮地腳螺栓座的實(shí)際尺寸,進(jìn)行合理性的計(jì)算。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范推薦尺寸時(shí)應(yīng)該提醒設(shè)計(jì)人員注意這一點(diǎn),或者直接將尺寸調(diào)整合適。
在項(xiàng)目中,由于是已經(jīng)焊接完成后,監(jiān)檢發(fā)現(xiàn)焊腳高度不夠,解決辦法非常有限。重新焊接工期來不及,而且怕切割再焊變形太大,影響設(shè)備的螺栓孔對(duì)齊。后將外側(cè)焊腳高度增加,勉強(qiáng)接受。
螺栓座的基礎(chǔ)環(huán)板無(wú)筋板時(shí),可以近似的講基礎(chǔ)環(huán)當(dāng)做懸臂梁。其上受均布載荷σc1。在底板上取單位長(zhǎng)度,則單位長(zhǎng)度上的力P=σc1*B*1。該力產(chǎn)生的彎矩M=PB/2.其力小于許用應(yīng)力,即:
由上式求的底板厚度為即標(biāo)準(zhǔn)的公式(87)
帶筋板的基礎(chǔ)環(huán)板是將其視為均布載荷的,由兩邊筋板簡(jiǎn)支,裙座端固支,另邊自由的矩形板。
螺栓座的筋板與蓋板,基礎(chǔ)環(huán)板和裙座殼體焊接,計(jì)算時(shí),不考慮裙座殼體的加強(qiáng),將筋板視為兩端鉸接的壓桿,計(jì)算其穩(wěn)定性。
螺栓座的蓋板是三邊分別和裙座殼體及兩塊筋板焊接,近似計(jì)算時(shí),將蓋板作為四邊簡(jiǎn)支的矩形板,螺栓的作用力換算成為均布載荷。采用均布載荷簡(jiǎn)支梁公式來計(jì)算彎曲正應(yīng)力,并放大了25%的裕量。
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