本文首先对中美英三国关于锅炉钢架柱脚底板的设计方法进行了比较,中国和美国钢结构设计规范的柱脚底板计算的依据是弹性理论,并采取了区格模式分析,从而使得计算的底板厚度较大。而按照英国规范计算的厚度较薄,提出了我国规范中的柱脚底板设计计算方法优化的必要性。 其次,确定了锅炉钢架柱脚底板的构造与计算模型,本文研究的柱脚底板是铰接柱脚形式,它利用柱端与底板的连接焊缝将轴力传递给底板,再由底板分散到基础混凝土上。因此,在计算模型上将基础混凝土作用于柱脚底板的净反力作为底板的外荷载,并将柱端作为底板的支承。应用弹塑性理论建立了柱脚底板挠度方程式,并对柱脚底板应力及挠度进行了分析计算。 在有限元模型中引用了直线单元、中间层无伸缩性、中面的任一法线上各点位移相同、柱脚底板体积不可压缩等假定,简化了计算模型。采用八结点正六面体单元建立了柱脚底板的三维有限元模型,并利用有限元分析程序ANSYS对柱脚底板进行分析计算。柱脚底板的主应力分布图表明,在加载过程中,柱脚底板的翼缘两端首先屈服进入塑性阶段,继续加载,翼缘两端进入塑性极限状态,整个结构宣告破坏。并通过实例,将有限元计算结果与我国规范设计方法的计算结果进行了比较,有限元计算得出的柱脚底板厚度仅为规范计算得出的厚度的60%～70%,这表明锅炉钢架柱脚底板的设计还有较大优化空间。采用本文方法可以优化柱脚底板的设计方法,达到提高计算精确度、优化设计和经济制造的目的。