9. Расчет опор колонных аппаратов на ветровую нагрузку и сейсмические воздействия

ГОСТ 25757-81 [9] устанавливает метод определения расчетных усилий, возникающих в элементах аппаратов колонного типа постоянного и переменного сечения по высоте от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий.

Сочетание нагрузок при различном состоянии аппаратов колонного типа (монтаж испытание, эксплуатация) - по ГОСТ 14249-80.

Область применения расчетных формул.

Расчету на ветровую нагрузку подлежат все колонные аппараты, устанавливаемые на открытой площадке, если их высота Н>10 м при Н ≥1,5D_min , а также если Н< 10 м, но H > D_min , где D_min — наименьший из наружных диаметров аппарата. Расчет проводится отдельно на рабочие условия, условия испытания и условия монтажа.

Расчетная схема аппарата принимается в виде консольного упругого защемленного стержня (рис. 10.1).

Аппарат по высоте H разбивают на z участков.

При этом z ≥ 5 и во всех случаях высота участка hi ≤ 10 м (рис. 10.1,б).

Силу тяжести G_i каждого участка принимают сосредоточенной в середине участка.

Ветровую нагрузку, действующую по высоте аппарата, заменяют сосредоточенными силами Q действующими в горизонтальном направлении и приложенными в серединах участков.

Сейсмические силы прикладываются также горизонтально в серединах участков.

Определение периода собственных колебаний.

Период основного тона собственных колебаний аппарата постоянного сечения с приблизительно равномерно распределенной по высоте массой, с

Таблица 11 Коэффициент неравномерности сжатия грунта

При отсутствии данных о фундаменте в первом приближении допускается принимать T≈ T₀. (Т≈1-5 с)

Период собственных колебаний аппарата переменного сечения (по диаметру и толщине стенки корпуса) определяется по более сложной методике.

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)

Ветровая нагрузка на i-м участке аппарата

При отсутствии данных о форме площадки для обслуживания аппарата изгибающий момент определяют по формуле:

где F_j^/ —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.

Порядок расчета колонного аппарата

1. Обоснование расчетных параметров (давление, температура, допускаемое напряжение)

2. Определение толщины стенки аппарата от давления (внутреннего или наружного)

3. Расчет корпуса колонны на прочность

4. Расчетная схема колонного аппарата

5. Определение периода собственных колебаний колонны

6. Определение изгибающих моментов от ветровой нагрузки и сейсмических воздействия

7. Составление таблицы «Сочетание нагрузки»

8. Расчет колонного аппарата на прочность и устойчивость:

А) корпуса колонны в рабочих условиях и условиях монтажа

Б) опорной обечайки в рабочих условиях и условиях монтажа

В) нижнего опорного в рабочих условиях и условиях монтажа

Г) анкерных болтов в рабочих условиях и условиях монтажа