基于UBC标准的⼤型设备地脚强度分析
摘要：按照UBC 1997(美国统⼀建筑标准)对⼤型设备进⾏抗震分析。 关键词：UBC 1997(美国统⼀建筑标准)，⼤型设备地脚强度
UBC 1997即美国统⼀建筑标准（1997年版），是美国建筑设计制造及⼤型设备安装统⼀标准。现以⼀台实际设计⽤于纽约的⼤型设备为例，设计时需要对其地脚强度进⾏分析。现对其分析过程进⾏简单的阐述： 条件：设备总重量：12.7吨（124.9kN），外形尺⼨：4420mm×1676mm ×2870mm（长×宽×⾼），安装地美国纽约市，位于Zone 4。（UBC1997标准根据地质情况将美国国⼟分为六个区域，分别是Zone 0，Zone 1，Zone 2A，Zone 2B，Zone
3，Zone 4）
瓷棒根据UBC 1997第16节所述，凡是在使⽤载荷和阻⼒系数设计（强度设计）时，结构和其所有的组成部分应能承受以下组合因素载荷：
Case 1: 1.2D＋1.6S＋0.8W
Case 2: 1.2D＋0.5S＋1.3W
Case 3: 1.2D＋1.0E ＋S
Case 4: 0.9D±1.0E
Case 5: 0.9D±1.3W
其中：D为静载荷，S为雪载荷，W为风载荷，E为地震载荷。由于该⼤型设备安装于户内，所以不需要考虑风载和雪载的情况。属于CASE 4。⽽此次校核的是⼤型设备地脚螺栓。
2、地脚载荷分析
⼤型设备的主要尺⼨和底座见图1~3。
图1前侧视图
图2左侧视图
图3底座视图
2.1 地震载荷：
0.7x y a V V V C Iw === 式中 V 为地震⼒，V x ，V y 为X 轴和Y 轴的地震⼒；
农业产业化
C a 为地震系数，查表16-Q 得C a =0.44N a ，其中N a 为C a 在Zone4是近地震源系数，查表16-S 的N a =1.3。 I 为重要系数，查表16K 得C a =1.0 W 为设备总重量
则 V =V x =V y =0.7×0.44×1.3×1.0×124.9=50 kN 2.2 ⼤型设备地脚强度分析
地震载荷作⽤于⼤型设备设备重⼼，其重⼼⾼度H m = 1219 mm （见图1），则由地震载荷所产⽣的弯矩M 为： M= V ×H m =50×1.219=61 kN ·m
底座各地脚分别受到由地震载荷所产⽣的轴剪切⼒F bx ， F by ，以及由弯矩M 所产⽣的拉应⼒ F bz （见图1和图2）。
由图3所⽰，底座前后各布置有4个地脚螺栓（共8个），为螺柱组结构。另外由于该⼤型设备在外壳内属于偏⼼放置，所以计算时要注意弯矩中⼼为重⼼⽽⾮设备中⼼。则单个螺栓的受⼒情况如下：
V x ⽅向上：
F bx = V x /8=50/8=6.25 kN
F by = 0
F bz = M×Xmax /(2×X12+2×X22+2×X32+2×X42)
= 61×1.9875/(2×1.98752+2×0.84452+2×0.29852+2×1.44152)=8.9 kN
V y ⽅向上：
F bx = 0
F by = V Y /8=50/8=6.25 kN
麦兜族
辛亥革命110周年大会
秩序边缘F bz = M×Ymax /(4×Y12+4×Y22)
= 61×0.813/(4×0.8132+4×0.8132)=9.3 kN
则单个螺栓收到的总拉应⼒F l和总剪切⼒F c应为V x 和V y ⽅向的合⼒，即：
F l =8.9+9.3=18.2 kN社会主义的供养
F c =√F bx2+ F By2 =√6.252+6.252=8.84 kN
根据以上计算结果查机械设计⼿册M16螺栓（4.8级），其抗拉强度为65.9 kN，抗剪强度为22 kN，符合使⽤条件。
