原因
塔式容器采用裙式支座,并用地腳螺栓將其牢固地固定在混凝土基礎(chǔ)上,以防受風(fēng)彎矩或地震彎矩等作用致容器發(fā)生傾倒。塔式容器的基礎(chǔ)環(huán)在軸向載荷和各種彎矩作用下,在迎風(fēng)側(cè)出現(xiàn)拉應(yīng)力,背風(fēng)側(cè)出現(xiàn)壓應(yīng)力,拉應(yīng)力通過地腳螺栓傳遞到混凝土基礎(chǔ)上,因此地腳螺栓必須要有足夠的強(qiáng)度。
地腳螺栓置于室外,并無防腐措施,因此要采用較大的腐蝕裕量,規(guī)定其不小于3mm;設(shè)計(jì)溫度選取使用地區(qū)月平均最低氣溫的最低值加20℃;地腳螺栓數(shù)量應(yīng)取4的倍數(shù);最小螺栓直徑不小于Φ16mm;螺栓間的最小間距為螺栓直徑的10倍。
螺母
螺栓用螺母應(yīng)采用雙螺母,其中一個(gè)為主螺母,它應(yīng)采用重型螺母,不得采用薄型螺母,而第二個(gè)螺母是為了起鎖緊作用,則可用普通型螺母。
地腳螺栓用材料應(yīng)優(yōu)先采用碳素鋼,這種鋼雖強(qiáng)度低,但塑性、韌性較好,缺口敏感性低,可用軋材或鍛材制作螺栓,適用于有振動(dòng)載荷的設(shè)備。
安全系數(shù)
采用其他碳素鋼,取ns≥1.6;對(duì)低合金鋼,取ns≥2.0。這些安全系數(shù)明顯低于GB 150中有關(guān)壓力容器用法蘭螺栓的安全系數(shù),所以不應(yīng)采用GB 150中規(guī)定的螺栓材料的許用應(yīng)力值來計(jì)算地腳螺栓的大小。這是由于地腳螺栓中心圓上的螺栓受力是線形分布的,受力最大的是位于沿風(fēng)向和地震方向最外端的那一個(gè)地腳螺栓,而位于其他位置的地腳螺栓的受力依次減小。一旦受力最大的地腳螺栓因過載而屈服,其他螺栓承受的載荷將重新分配,而不致整個(gè)容器立即發(fā)生傾倒。然而法蘭螺栓受力情況就不同,在壓力載荷下是均勻承受載荷,其中之一產(chǎn)生屈服,就意味著全部螺栓進(jìn)入屈服狀態(tài),所以法蘭螺栓應(yīng)嚴(yán)格控制在彈性范圍之內(nèi)。