鞍座底板需要计算吗？

疑问一些刚用PVElite计算鞍座的朋友，会惊奇的发现：
鞍座底板竟然需要计算？！
NB鞍座底板计算竟然不合格？！

做国标设计的时候，可是没有想过底板厚度的问题，SW6软件里没有输入项，规范中也没有要求计算底板厚度。

那么就有三个问题：底板厚度计算出处在哪里。PVElite底板厚度为什么那么厚？
SW6不计算是否安全。
PV公式来源PVElite底板厚度那么厚，是一直有人问的。

早在2010年就有人在PVElite的论坛里问：

为啥底板厚度和筋板没有关系，为啥底板厚度需要100mm那么厚，为什么用Roarks的算法只要25mm厚？

鹰图开发人员是这么回答的：计算方法来自《Pressure vessel design manual》,这个方法是不考虑筋板对底板的影响的。




为什么PV那么厚首先我们可以总结一下：所有支撑的平板（裙座基础环板，耳座底板，支腿底板，支承式底板，鞍座底板，分程隔板，储罐边缘板等）的计算方法，其实都来自同一个类型的公式的变化：受均布载荷的悬臂梁或矩形平板比如：PVElite的支腿计算
支腿底板的受力模型为一个悬臂梁，其上受均布载荷σc1(见NB/T47065.2-2018 A.29/30公式)。在底板上取单位长度，则单位长度上的力P=σc1*B*1。该力产生的弯矩M=PB/2.其力小于许用应力，即

对于形状如上图所示的公式，都有个相似的特点厚度和悬臂长度以及均布载荷根号成正比。

在《Pressure vessel design manual》一书中，如果将筋板放置在中心，那么悬臂长度为F/2，按照悬臂公式推导，很容易发现书中的公式少了一个平方。

一个底板当做悬臂梁计算，是非常保守的。那么当然会很厚了。而且底板悬臂长度越长，厚度越厚，推导如下：设B为底板宽度，A为底板长度，Q为底板的载荷，均布载荷为（Q/AB），t为底板厚度，他们之间的关系为：

化简为：

也就是厚度和悬臂长度的根号成正比。

SW6底板未校核是不是很危险PVElite算下来需要100厚，国人按照容器支座规范查下来只要30，而且未经过计算。这样一来，不校核岂不是底板很危险？
在回答这个问题之前，我们不妨这样思考：对比一下SW6的裙座基础环板和PV的基础环板 SW6来自于NB/T47041-2014，模型为：无筋板时为受均布载荷的悬臂梁有筋板时为两边简支，一边固支，一边自由的矩形平板 PV的基础环板同样来自于《Pressure vessel design manual》，不管是不是有筋板，均采用悬臂梁，保守处理。 所以PV计算出来的厚度总是比SW6的厚度要厚很多。但是可以说SW6计算出来不安全吗？当然不可以！ PV是保守处理采用的悬臂梁模型，但是实际情况和模型是有区别的。鞍座筋板影响很大的，支座采用两边简支，一边固支，一边自由的矩形平板更符合实际情况，当采用这种模型的时候，厚度会大幅度下降。
都按照ASME设计，不同的软件可能会对一些结构采用不一样的算法，这些结构的计算一般不是规范的要求，而是软件商选择的结果。比如如下的底板：当采用PV计算时，需要66厚。但是采用Compress计算，只需要27mm厚。

国标的容器支座，已经定了支座的最大允许载荷，其允许载荷和底板厚度是匹配的，所以不计算也不会有问题。当然不放心的话，可以参考裙座基础环板的矩形平板计算公式，将底板的筋板也考虑进去，通常都是可以通过的。


总结PV的计算模型是悬臂梁公式，保守，但是有时和实际偏差太远，不经济。计算底板采用可以采用Roark的计算方法（也就是NB/T47041的带筋板的基础环板计算模型），结果更符合实际。同时建议PVElite修改一下支座底板和裙座基础环板的计算方法。软件的计算有时不代表规范的要求，当软件提示不合格的时候，并不一定代表危险。
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文章转载自公众号：压力容器唯心不易
               

杨工真专业，谢谢楼主分享。

杨工,问个问题啊,计算鞍座的时候怎么能把地震载荷和凤载荷考虑进去,PV和国标不都采用的ZICK方法嘛，这种方法不考虑地震和风的影响，那现在给土建提条件，需要鞍座的受力，怎么算？

个人认为文章中有3个地方需要修改：
1，“在《Pressure vessel design manual》一书中，如果将筋板放置在中心，那么悬臂长度为F/2”中筋板应该为腹板；
2，手册中的公式无问题，F后面没有平方；
3，对于compress中b应该为（底板宽度-腹板厚度）/2，而非底板宽度。（针对腹板中间放置）。