5.5 Определение ветровых нагрузок

5.8.1 Определение периода собственных колебаний аппарата

Для аппаратов постоянного сечения период собственных колебаний Т, [с] определяется для трех условий работы по формуле

(5.20)

где

(5.21)

или по рисунку 5.3.

Р исунок 5.3. – период колебаний Т₀

Для различных условий работы (υ = 1, 2, 3) в формуле (5.20) и (5.21) вместо индекса υ подставляются соответственно 1, 2, 3.

В формулах (5.20) и (5.21)

Е – модуль упругости материала колонны при расчетной температуре t_R, Н/м² (при υ = 1, t_R ≥ t_раб, и Е = Е_t; при υ = 2, υ = 3 t_R=20⁰С и Е=Е₂₀);

J – момент инерции верхнего основного сечения аппарата относительно центральной оси, м⁴;

Н-высота колонны, м;

С_F – коэффициент неравномерности сжатия грунта, определяется по данным инженерной геологии, при отсутствии таких данных выбирается в зависимости от плотности грунтов по таблице 5.5.

J_F – минимальный момент инерции подошвы фундамента, м⁴;

G_υ – общий вес колонны для соответствующих условий работы аппарата (υ = 1, 2, 3), Н.

Таблица 5.5 – Коэффициент неравномерности сжатия грунта

Грунт	Коэффициент неравномерности сжатия грунта GF, Н/м3
Слабые грунты (материалы и шлам в пластичном состоянии, пылевой песок в состоянии средней плотности)
Грунты средней плотности (материалы и шлам на границе течения, песок в состоянии средней плотности)
Плотные грунты (твердый глинистый шлам, гравий и гравийный песок, плотный лесс)
Скальные грунты
Примечание. Данные, приведенные в таблице, относятся к опорной площади более 10м2. При меньшей площади значения, указанные в таблице, необходимо умножить на , где АF – площадь бетонного фундамента, м2.

Момент инерции верхнего основного сечения аппарата относительно центральной оси рассчитывается по формуле

(5.22)

где D_н - наружный диаметр аппарата, м;

D_В - внутренний диаметр аппарата, м.

Если точные размеры фундамента неизвестны, то минимальный момент инерции подошвы фундамента можно принять равным

(5.23)

где D_нк – наружный диаметр фундаментного кольца аппарата, который рассчитывается по формуле

(5.24)

где S_ОП = S_К - толщина опорной обечайки, м

S_К - толщина стенки корпуса колонны, м.

При отсутствии данных о фундаменте в первом приближении допускается принимать Т=Т₀.

5.5.2. Период собственных колебаний аппарата переменного сечения определяется для по формуле

(5.25)

где - относительное перемещение центра тяжести i-го участка, рассчитывается по формуле

(5.26)

где - коэффициент, определяемый по рисунку 5.4 в зависимости от соотношения ;

- Коэффициент, определяемый по формуле

(5.27)

где - коэффициенты, определяемые по рисунку 5.16 или по формулам

(5.28)

(5.29)

(5.30)

где J_1, J_2, J_3, - моменты инерции сечений колонны, отличающихся либо диаметрами, либо толщинами стенок (смотри рисунок 5.1, в);

Н_1, Н_2, Н_3, - высоты участков колонны с J_1, J_2, J₃, м (смотри рисунок 5.1, в).

Для аппаратов с двумя переменными жесткостями J₁ и J₂ в формулах (5.28)-(5.30) следует принимать Н₃=0, тогда ; для аппаратов с одной переменной жесткостью J₁ в формулах (5.28) – (5.30) следует принимать Н₃=0 и Н₂=0, следовательно, коэффициенты примут вид Δ=1/3, λ=0, μ=0.

Д ля различных условий работы (υ = 1, 2, 3) в формулах (5.25) вместо индекса υ подставляются соответственно 1, 2, 3; значения Gυi берутся из таблицы 5.4.

Рисунок 5.4 – Коэффициенты β_к, β_i