2.4 Розрахунок укріплення отворів

Визначимо мінімальну відстань між отворами за формулою

, (2.53)

м=80мм

З конструктивних міркувань приймаємо 100мм

Найбільший допустимий отвір, що не потребує додаткового укріплення визначаємо за формулою:

, (2.54)

мм<50мм.

Укріплення отвору не потрібно.

Розрахункова довжина штуцера:

, (5.55)

де – виконавча товщина штуцера, мм;

–розрахункова товщина штуцера, мм.

З конструктивних міркувань приймаємо довжину штуцера =50мм

2.5 Розрахункова схема колони

Для подальших розрахунків приймаємо 5 ділянки, на які розподіляємо загальну висоту. Висота кожної ділянки становить 2м.

Вага кожної ділянки вважаємо однаковою і вона становить:

– для стану випробування МН;

– для стану монтажу МН;

– для робочого стану МН;

2.5.1 Розрахунок періоду власних коливань колонного апарата

Для пружно защемленого стрижня, яким вважають апарат з постійним за висотою перерізом, період основного тону власних коливань визначаємо за формулою:

, (2.56)

де – період власних коливань апарата, с;

Е – модуль пружності матеріалу корпуса апарата, МПа;

–еквівалентний момент інерції площ поперечного перерізу стінки корпуса апарата, ;

Н – висота апарата з опорою, м;

–коефіцієнт нерівномірності стискання ґрунтів, ;

–еквівалентний момент інерції фундаменту,

Визначаємо період власних коливань апарата за формулою:

, (2.57)

де – прискорення вільного падіння,.

–вага апарату, Н

–модуль пружності при розрахунковій температурі обичайки, МПа;

Згідно [3] Е=2Па для сталі 20

Визначимо зовнішній діаметр колонного апарату:

, (2.58)

м.

Еквівалентний момент інерції площ поперечного перерізу стінки корпуса апарата:

, (2.59)

.

, (2.60)

, (2.61)

Згідно [2] приймаємо =0,13.

м,

м.

Визначаємо період власних коливань апарата:

– для умови випробування =0,21с;

– для умови монтажу =0,15с;

– для робочого стану =0,18с.

Період коливань:

Згідно [2] приймаємо =60.

Еквівалентний момент інерції фундаменту апарата:

, (2.62)

.

– для умови випробування =1,41с;

– для умови монтажу =0,99с;

– для робочого стану =1,26с.

2.6 Визначення згинального моменту від вітрового навантаження

2.6.1 Визначення горизонтальних сил

Визначимо нормативне значення статичної складової вітрового навантаження по середині кожної і ділянки апарата:

, (2.63)

де – швидкість напирання віру в залежності від району країни,;

–коефіцієнт збільшення напирання вітру за висотою;

–коефіцієнт опору для циліндричних апаратів.

Згідно [2] для VІІ району приймаємо =1000.

Згідно [2] для циліндричних апаратів приймаємо =0,7.

Згідно [2] приймаємо:

Для ділянки 0-1,38м: =1;

Для ділянки 1,38-2,76м: =1,05;

Для ділянки 2,76-4,14м: =1,1;

Для ділянки 4,14-5,52м: =1,15;

Для ділянки 5,52-6,9м: =1,2;

Для ділянки 0-1,38м: Па;

Для ділянки 1,38-2,76м: Па;

Для ділянки 2,76-4,14м: Па.

Для ділянки 4,14-5,52м: Па;

Для ділянки 5,52-6,9м: Па.

Статична складова вітрового навантаження для робочих умов та умов виробництва:

, (2.64)

де – зовнішній діаметр апарата з ізоляцією, м;

–висота ділянки, м.

Для ділянки 0-1,38м: Н;

Для ділянки 1,38-2,76м: Н;

Для ділянки 2,76-4,14м: Н;

Для ділянки 4,14-5,52м: Н;

Для ділянки 5,52-6,9м: Н.

Статична складова вітрового навантаження для умови монтажу:

, (2.65)

де – зовнішній діаметр апарата, м;

Для ділянки 0-1,38м: Н;

Для ділянки 1,38-2,76м: Н;

Для ділянки 2,76-4,14м: Н;

Для ділянки 4,14-5,52м: Н;

Для ділянки 5,52-6,9м: Н.

Динамічна складова вітрового навантаження:

, (2.66)

де – вага і ділянки колони, кг;

–коефіцієнт динамічності;

–коефіцієнт, який встановлює кореляцію пульсації швидкості вітру при відношенні Е.

Визначимо коефіцієнт:

, (2.67)

– для умови випробування ;

– для умови монтажу ;

– для робочого стану .

Згідно [2] приймаємо:

– для умови випробування =1,9;

– для умови монтажу =1,7;

– для робочого стану =1,8.

Згідно [2] приймаємо:

– для умови випробування =0,7;

– для умови монтажу =0,7;

– для робочого стану =0,7.

Визначимо вагу і-ої ділянки колони за формулою:

, (2.68)

де кількість ділянок розподілення,

– для умови випробування =2039кг;

– для умови монтажу=1019кг;

– для робочого стану =1631кг.

Відносне прискорення кожної ділянки апарата:

, (2.69)

де – відносне переміщення і ділянки при основному тоні коливань;

, (2.70)

де – координата центру ваги і-ої ділянки відносно нижньої опори колони, м;

–коефіцієнти.

Визначимо коефіцієнт за формулою:

, (2.71)

Для ділянки 0-1,38м:

Для ділянки 1,38-2,76м:

Для ділянки 2,76-4,14м:

Для ділянки 4,14-5,52м:

Для ділянки 5,52-6,9м:

Згідно [2] приймаємо 0,67, так як корпус постійного перерізу.

Визначаємо коефіцієнт :

Для ділянки 0-1,38м: Згідно [2] приймаємо =0,02;

Для ділянки 1,38-2,76м: Згідно [2] приймаємо =0,12;

Для ділянки 2,76-4,14м: Згідно [2] приймаємо =0,3;

Для ділянки 4,14-5,52м: Згідно [2] приймаємо =0,55;

Для ділянки 5,52-6,9м: Згідно [2] приймаємо =0,85;

Для умови випробування та монтажу:

Для ділянки 0-1,38м:

;

Для ділянки 1,38-2,76м:

;

Для ділянки 2,76-4,14м:

.

Для ділянки 4,14-5,52м:

.

Для ділянки 5,52-6,9м:

.

Для робочого стану:

Для ділянки 0-1,38м:

;

Для ділянки 1,38-2,76м:

;

Для ділянки 2,76-4,14м:

.

Для ділянки 4,14-5,52м:

.

Для ділянки 5,52-6,9м:

.

Для умови випробування:

Для ділянки 0-1,38м:

;

Для ділянки 1,38-2,76м:

Для ділянки 2,76-4,14м:

Для ділянки 4,14-5,52м:

Для ділянки 5,52-6,9м:

Для умови монтажу:

Для ділянки 0-1,38м:

;

Для ділянки 1,38-2,76м:

Для ділянки 2,76-4,14м:

Для ділянки 4,14-5,52м:

Для ділянки 5,52-6,9м:

Для робочого стану:

Для ділянки 0-1,38м:

;

Для ділянки 1,38-2,76м:

Для ділянки 2,76-4,14м:

Для ділянки 4,14-5,52м:

Для ділянки 5,52-6,9м:

Визначимо динамічну складову:

Для умови випробування:

Для ділянки 0-1,38м: Н;

Для ділянки 1,38-2,76м: Н;

Для ділянки 2,76-4,14м: Н.

Для ділянки 4,14-5,52м: Н.

Для ділянки 5,52-6,9м: Н.

Для умови монтажу:

Для ділянки 0-1,38м: Н;

Для ділянки 1,38-2,76м: Н;

Для ділянки 2,76-4,14м: Н.

Для ділянки 4,14-5,52м: Н.

Для ділянки 5,52-6,9м: Н.

Для робочого стану:

Для ділянки 0-1,38м: Н;

Для ділянки 1,38-2,76м: Н;

Для ділянки 2,76-4,14м: Н.

Для ділянки 4,14-5,52м: Н.

Для ділянки 5,52-6,9м: Н.

Визначимо загальне вітрове навантаження на кожну ділянку за формулою:

, (2.72)

Для умови випробування:

Для ділянки 0-1,38м: Н;

Для ділянки 1,38-2,76м: Н;

Для ділянки 2,76-4,14м: Н.

Для ділянки 4,14-5,52м: Н.

Для ділянки 5,52-6,9м: Н.

Для умови монтажу:

Для ділянки 0-1,38м: Н;

Для ділянки 1,38-2,76м: Н;

Для ділянки 2,76-4,14м: Н.

Для ділянки 4,14-5,52м: Н.

Для ділянки 5,52-6,9м: Н.

Для робочого стану:

Для ділянки 0-1,38м: Н;

Для ділянки 1,38-2,76м: Н;

Для ділянки 2,76-4,14м: Н.

Для ділянки 4,14-5,52м: Н.

Для ділянки 5,52-6,9м: Н.