I II III. Рис. 10. Основные типовые конструкции опор.

Рис. 10. Основные типовые конструкции опор.

Изгибающий момент от действия ветровой нагрузки на одну площадку, расположенную на высоте х_i от основания аппарата, M_вni определяется по формуле

(13)

где - сумма проекций всех элементов площадки, расположенных вне зоны аэродинамической тени на вертикальную плоскость в м²;

х_ni - расстояние от низа i-ой площадки до основания аппарата в м;

После определения изгибающих моментов от ветровой нагрузки производится проверка корпуса аппарата на прочность и устойчивость по соответствующим формулам.

Расчет опор типов / — /// (см. рис. 10) для колонных аппаратов, подверженных ветровой нагрузке, рекомендуется производить в следующей последовательности

Для аппаратов коробчатой формы вместо коэффициента 0,6 (формула 10) принимается коэффициент 1,4.

Сначала из конструктивных соображений выбирается толщина цилиндрической (или конической) стенки опоры, которую рекомендуется принимать равной или несколько меньшей толщины стенки корпуса аппарата, но не менее 6 - 8 мм. Принятую толщину стенки цилиндрической опоры s необходимо проверить на прочность и устойчивость. Толщина стенки конической опоры приближенно проверяется по тем же формулам для меньшего диаметра конуса. Проверке подлежит также напряжение в сварном шве, которым крепится опора к корпусу аппарата. Максимальные напряжения в шве от сжатия и изгиба не должны превышать допускаемых.

Затем определяются размеры опорного кольца (см. рис. 10, типы I - III).

Внутренний диаметр кольца в м

(14)

Наружный диаметр кольца в м

(15)

Опорная площадь кольца в м²

(16)

Момент сопротивления опорной площадки кольца

(17)

Максимальное напряжение сжатия на опорной поверхности опорного кольца (10^-1 МПа)

(18)

где G_max – максимальная сила тяжести аппарата при заполнении его водой (при гидроиспытании) (10^-1 Н).

Если условие (18) не выполняется, то внутренний диаметр опорного кольца необходимо уменьшить. При этом внутри опоры целесообразно предусмотреть ребра жесткости аналогично наружным ребрам в опоре типа I.

Номинальная расчетная толщина опорного кольца в м определяется приближенно из условия прочности его на изгиб от реакции опоры по формуле

(19)

где l – расстояние от выступающей части кольца до наружного или внутреннего диаметра цилиндрической (или конической) опоры в м, берется большая величина;

- по формуле (18);

- допускаемое напряжение на изгиб для материала кольца (в МПа 10^-1).

Независимо от расчета S_k должно быть не менее 12 мм.

После определения размеров опоры производится расчет устойчивости аппарата против опрокидывания от ветровой нагрузки. Для этого определяется наименьшие напряжения на опорной поверхности кольца s в МПа 10^-1 при максимальной и минимальной силах тяжести

(20)

(21)

За расчетное принимается большее по абсолютной величине давление.

Если расчетное значение окажется s³0, то следует определить коэффициент устойчивости аппарата по формуле

(22)

где G и M_во – должны соответствовать расчетному значению s. Если Ку³1,5, тот аппарат считается устойчивым, и фундаментные болты ставить не обязательно. В этом случае на опоре для правильной установки аппарата рекомендуется предусматривать 4 болта М24.

В тех случаях, когда расчетное значение s<0, аппарат неустойчив, и необходима установка фундаментных болтов для предотвращения опрокидывания его.

Общая условная расчетная нагрузка на фундаментные болты в МН приближенно определяется по формуле

(23)

Количество фундаментных болтов z выбирается из конструктивных соображений в зависимости от диаметра опоры, величины и s_д для материала болтов, но не менее четырех.

Нагрузка на один болт определяется по формуле

(24)

Расчетный внутренний диаметр болта в м определяется по формуле

(25)

где С_к – прибавка на коррозию, обычно принимается 2 мм.

Окончательный диаметр болтов d_б принимается ближайшим большим по табл. 2, но менее М24.

Диаметр болтовой окружности D_б в м принимается

При d_б £30 мм Dб»D+2S+0,12 м;

При d_б >30 мм Dб»D+2S+4dб м.

В последнем случае принятый ранее наружный диаметр опорного кольца следует увеличить до

(26)

Перерасчет опорного кольца при этом можно не производить.

Дата добавления: 2015-10-21