法兰计算(汇编)
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5.4法兰连接计算钢制管法兰连接强度计算方法(GB/T17186-1997)
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
''max
(5.4.2-1)
式中 max 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 ≤+⋅=∑2
max (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''max
(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 max
5≥
(5.4.3)
式中 t
f
M 算可参考附录A 5.4.4式中 v f f
t 5.4.51
N b N
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,2mm ;
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 ⋅⋅≥
min max 431.11
(5.5.2-4)
式中:T ――底板上作用的拉力,N ;
max Y ――地脚螺栓中心至主角钢的最大距离,mm ;
min 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 ⋅=
max
(A1.2.1)
A1.2.2板中弯矩:
2max 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