法兰计算

5.4法兰连接计算

5.4.1钢管对接一般采用法兰盘螺栓连接，主材与腹杆之间，可采用节点板或法兰盘连接。

5.4.2有加劲肋法兰螺栓的拉力，应按下列公式计算：

1、当法兰盘仅承受弯矩M 时，普通螺栓拉力应按下式计算：

()

b

t

i

n

t N y y M N ≤⋅=

∑2

''

m ax (5.4.2-1)

式中 m ax t N ——距旋转轴②'

n y 处的螺栓拉力(N)；

'

i y ——第i 个螺栓中心到旋转轴②的距离(mm)；

b

t N ——每个螺栓的受拉承载力设计值。

2、当法兰盘承受拉力N 和弯矩M 时，普通螺栓拉力分两种情况计算： 1)、螺栓全部受拉时，绕通过螺栓群形心的旋转轴①转动，按下式计算：

b

t o

i

n

t N n N y

y M N ≤+

⋅=

∑2m ax (5.4.2-2)

式中 o n ——该法兰盘上螺栓总数。

2)、当按(5.4.2-2)式计算任一螺栓拉力出现负值，螺栓群并非全部受拉时，

而绕旋转轴②转动，按下式计算：

()()

b

t

i

n

t N y y Ne M

N ≤+=

∑2''

m ax

(5.4.2-3)

式中 e ——旋转轴①与旋转轴②之间的距离（mm ）。

对圆形法兰盘，取螺栓的形心为旋转轴①,钢管外壁接触点切线为旋转轴②(图5.4.2)

图5.4.2法兰盘

5.4.3有加劲肋的法兰板厚应按下列公式计算：

f

M t m ax

5≥

(5.4.3)

式中 t f m M 算可参考附录A 5.4.4式中 v f f t 5.4.51 N b

t N m

式中：m ——法兰盘螺栓受力修正系数，65.0=m 。5.4.5无加劲肋法兰盘螺检受力简图

2、受拉（压）、弯共同作用时： 一个螺栓所对应的管壁段中的拉力：

⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛+=N r M

n N b 2

5.01 (5.4.5-3) 式中：M ——法兰盘所受弯矩，mm N ⋅；

N ——法兰盘所受轴心力， N ，压力时取负值。

5.4.6无加劲肋的法兰盘的法兰板，应按下列公式计算：(图5.4.6)

顶力： a

b N R b f ⋅

= (5.4.6-1)

剪应力： f s

t R f ≤⋅⋅

=5.1τ (5.4.6-2)

正应力： f t

s e R f ≤⋅⋅=

2

5σ (5.4.6-3)

式中：s ——螺栓的间距，mm ，()θ⋅+=b r s 2；

f R ——法兰盘之间的顶力， N ;

θ——两螺栓之间的圆心角，弧度；

e ——法兰盘受力的力矩。

图5.4.6 无加劲肋法兰板受力

5.5塔脚板连接计算

加劲板方型塔脚板底板强度应按下列公式计算（图5.5.1）：

图5.5.1 塔脚底板示意

1、受压时：

1）底板上作用的弯矩：

2

06.0Qa M = (5.5.1-1)

A

N Q =

(5.5.1-2)

式中：N ——塔脚底所受的压力，N ；

A ——塔脚底板面积，2

mm ；

Q ——底板的均布反力，2

/mm N

；

a ——底板计算区段的自由边长度，mm 。

2）底板厚度：

f

M t 5≥

(5.5.2-3)

2、受拉时底板厚度：

f

b Y T t ⋅⋅≥

m in m ax 431

.11 (5.5.2-4)

式中：T ――底板上作用的拉力，N ；

m ax Y ――地脚螺栓中心至主角钢的最大距离，mm ；

m in b ――底板各区段中的最小宽度，mm 。

A1.1法兰盘内力精确计算可根据板块的支承情况采用有限元法进行。 A1.2法兰盘内力也可参照如下简化方法计算： A1.2.1受力简图（图A1.2.1）

图A1.2.1 法兰盘受力简图

板上均布荷载：

y

x t l l N q ⋅=

m ax （A1.2.1）

A1.2.2板中弯矩：

2

m ax

x l q M

⋅⋅=β （A1.2.2）

式中 β—弯矩系数，按表A1.2.2采用

表A1.2.2 弯矩系数β