Учебники и учебные пособия / Конструирование и расчет элементов колонных аппаратов. Учебное пособие

Примечание. Данные, приведенные в таблице 1, относятся к опорной площадке более 10 м2.

При меньшей площади значения, указанные в табл.1, необходимо умножить на 3.2 FF , где

FF - площадь бетонного фундамента, м2.

При отсутствии данных о фундаменте в первом приближении

допускается принимать T ≈T0 .

Период основного тона собственных колебаний аппарата переменного сечения (по диаметру и толщине стенки корпуса), с

перемещение центров тяжести участков, 1/(Н•м)

10.2;

101

Определение изгибающего момента от ветровой нагрузки.

Изгибающий момент от ветровой нагрузки в расчетном сечении аппарата

на высоте x0 от поверхности земли (см. рис. 10.1,б)

расчетным сечением; т— число площадок над расчетным сечением аппарата;

Mυj —изгибающий момент от действия ветра на j-ю обслуживающую

площадку, расположенную на высоте x0, Н•м.

Ветровая нагрузка на i-м участке аппарата

участка аппарата (если имеется изоляция, то наружный диаметр изоляции); qi

ст — нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки на середине i-го участка. Па

qi.ст = q0Θi K , где q0 — нормативный скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли (табл. 12); Θi = (0.1 xi )0.32 — коэффициент,

учитывающий изменение скоростного напора ветра по высоте аппарата (рис. 10.4); К — аэродинамический коэффициент (табл. 13).

На рис. 10.5 приведена карта стран СНГ с указанием границ

географических районов для определения скоростных напоров и сейсмических

районов.

Примечание: Район установки аппарата определяет заказчик в техническом задании.

104

Таблица. 13

Аэродинамический коэффициент

Рис. 10.5 Карта СНГ с указанием географических районов для определения скоростных напоров ветра (римскими цифрами указаны географические районы): ——— — граница географического района; О —города; 11111 — граница сейсмического района

105

Примечание. Промежуточные значения коэффициента в таблицах определяют

линейной интерполяцией.

Рис. 10.6 График для определения коэффициента динамичности ξ

Рис. 10.7 График для определения коэффициентов пульсации mk и mj .

ν—коэффициент, учитывающий пульсацию скорости ветра,

определяемый по табл. 14 в зависимости от безразмерного параметра

Tq

ε= 7900 ; ξ —коэффициент динамичности при ветровой нагрузке,

определяемый в зависимости от безразмерного параметра ε по рис. 10.5; ηi

— приведенное относительное ускорение центра тяжести i-го участка,

тяжести i-го и k-го участков при основном тоне колебаний; Gk — сила тяжести k-гo участка; mk = 0.867xk −0.16 — коэффициент пульсации скоростного напора ветра для середины k-гo участка, принимаемый по рис. 10.6.

Изгибающий момент в расчетном сечении аппарата (на высоте x0 — см. рис. 10.1,б) от действия ветра на j-ю площадку для обслуживания рассчитывается по формуле:

Mυj =1.4q0Θj (xj − x0 )(1 + 0.75ξχjmj )∑Fj , где Θj = (0.1 xj )0.32 —

коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора ветра по высоте

аппарата (см. рис. 10.4); mj = 0.867xk −0.16 — коэффициент пульсации (см.

рис. 10.6); χj — коэффициент определяемый по рис. 10.7; ∑Fj — сумма площадок проекций профилей j-й площадки на вертикальную плоскость.

106

При отсутствии данных о форме площадки для обслуживания аппарата

изгибающий момент определяют по формуле:

Mυj = 0.85q0Θj (xj − x0 )(1 + 0.75ξχjmj )∑Fj/

где Fj/ — площадь проекции участка аппарата в месте расположения площадки, включая последнюю, на вертикальную плоскость.

Определение расчетных усилий от сейсмических воздействий.

Расчету на сейсмические воздействия подлежат все вертикальные

аппараты, устанавливаемые в районах с сейсмичностью не менее 7 баллов (по

12-балльной шкале), независимо от того, находятся они в помещении или на открытой площадке.

Рис. 10.8 График для определения коэффициента χi

Рис. 10.9. График для определения коэффициента динамичности β Рис. 10.10. График для определения коэффициента cx

107

Расчетную сейсмическую силу в середине i-го участка для первой формы

колебаний аппарата определяют по формуле:

нагрузке (рис. 10.9); αi ,αk — коэффициенты.

Максимальный изгибающий момент от сейсмических воздействий в

нижнем сечении аппарата при учете только первой формы колебаний

z

Ms.max = ∑Qsi xi . i=1

Расчетный изгибающий момент МsR в сечении аппарата на расстоянии x0

от поверхности земли с учетом влияния высших форм колебаний определяется в зависимости от Мs.max по эпюре изгибающих моментов (см. рис. 10.1,в)

При отсутствии данных о фундаменте аппаратов постоянного сечения с приблизительно равномерно распределенной по высоте массой допускается

расчетный изгибающий момент в сечении определять по формуле:

Ms.R = KsβGHCx , где Сx —коэффициент, определяемый по рис. 10.10.

11 КОМПЬЮТЕРНЫЙ РАСЧЕТ ОПОР КОЛОННЫХ АППАРАТОВ НА ВЕТРОВУЮ НАГРУЗКУ И СЕЙСМИЧЕСКИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ

Программа «Расчет на прочность аппаратов колонного типа» написана на языке программирования Delphi 5.0. Сразу после запуска на экране (рис. 11.1) открывается диалоговое окно для ввода некоторых обязательных параметров, от значений которых будет зависеть интерфейс программы и

принцип расчета.

108

Рис. 11.1.–Ввод обязательных значений

Если не заполнены все поля ввода значений (рис. 11.2) или заполнены с

ошибкой (рис. 11.3), то программа не позволит продолжать работу пока не будут корректно введены все поля для ввода значений.

Рис. 11.2.– Сообщение о не полном вводе данных

Рис. 11.3. – Сообщение о некорректных данных

Определение расчетных усилий от сейсмических воздействий производится для районов с сейсмичностью более 7 баллов (при 12-бальной шкале). При вводе балла менее 8 (рис. 11.4) программа не будет производить расчет на прочность от сейсмических воздействий и закроет доступ к отчету о полученных результатах (рис. 11.5).

Рис.11.4. – Ввод балла менее 8.

109