3. Сочетание нагрузок

Аппарат необходимо рассчитывать для трех расчетных условий:

- рабочее условие;

- условие испытания;

- условие монтажа.

Сочетание нагрузок для этих условий приведено в таблице 1 .

3. Корпус колонного аппарата

3.1 Стенка аппарата должна быть проверена на прочность и устойчивость.

Проверку прочности следует проводить для рабочего условия (F = F₁, М = М₁, р = р₁) и условия монтажа (F = F₃, М = M₃, р = 0).

Проверку устойчивости следует проводить для рабочего условия (F = F₁, M = M₁, р = р₁) и условия испытания (F = F₂, М = М₂, р = р₂).

Проверку прочности и устойчивости для корпуса проводят в сечениях, указанных в разделе 3. Расчетные нагрузки F и изгибающие моменты М принимают по таблице 1.

3.2 Проверка прочности

Расчет напряжений.

А) Продольные напряжения на наветренной (σ_x1 ) и подветренной (σ_x2 ) сторонах:

где Р_1x0 , М_x0 — расчетная сжимающая сила, действующая в осевом направлении, и расчетный изгибающий момент в соответствующем расчетном сечении колонного аппарата на заданной высоте относительно подошвы фундамента.

Б) Кольцевые напряжения

В) Эквивалентные напряжения на наветренной (σ_Е1 ) и подветренной (σ_Е2 ) сторонах:

Проверку условий прочности корпуса для каждого расчетного сечения следует проводить по формулам:

3. Условие устойчивости

Проверку условий устойчивости корпуса следует проверять для каждого расчетного сечения для рабочих условий, а также для условий испытаний и монтажа.

Для аппаратов, работающих под внутренним избыточным давлением и без давления, условие устойчивости проверяют по формуле:

Значения [P₁] и [M] определяют по данным ГОСТ 14249—89 соответственно для рабочих условий, условий испытания и монтажа.

Для аппаратов, работающих под наружным давлением, для условий испытания и монтажа проверку производят по формуле:

Для рабочих условий устойчивость необходимо проверять для каждого основного расчетного сечения колонны по формуле:

где [P] - допускаемое наружное давление при нагружении корпуса только наружным давлением;

[P₁] — допускаемая осевая сжимающая сила при нагружении корпуса только осевой сжимающей силой;

[M] — допускаемый изгибающий момент при нагружении корпуса только изгибающим моментом. Их определяют по ГОСТ 14249—89 для рабочих условий.

4. Расчет опорной обечайки.

Конструктивные элементы опор колонных аппаратов показаны на рис. 2

4.1. Опорную обечайку проверяют на прочность и устойчивость для рабочего условия и условия испытания.

Проверку прочности и устойчивости проводят в сечениях Д-Д, Е-Е, Г-Г, указанных в разделе 3, по формулам (2) - (9). Расчетные нагрузки F и изгибающие моменты М принимают по таблице 1.

4.2 Проверку прочности сварного шва, соединяющего корпус аппарата с опорной обечайкой (сечение Г-Г, рисунок 2), следует проводить по формуле

где []₀ - допускаемое напряжение для материала опорной обечайки при расчетной температуре по ГОСТ 14249.

3. Проверку устойчивости опорной обечайки в зоне отверстий (сечение Д-Д, рисунок 2) следует проводить по формуле

где , определяют по ГОСТ 14249;

- коэффициенты, определяемые соответственно по формулам:

, , , (13)

где А, W, Ys - соответственно площадь, наименьший момент сопротивления и координата центра тяжести наиболее ослабленного поперечного сечения.

Примечание - Отверстия диаметром менее 0,04D₀ при расчете по формулам (12) и (13) не учитывают.