Порядок конструктивного розрахунку тарілчастого й насадочного колонного апарата

Колону розраховують як консольну балку, навантажену рівномірно розподіленим вітровим навантаженням, що діє на корпус колони, і зосередженими силами, які є рівнодіючих сил вітрового тиску на окремі елементи конструкції (сходи, площадки, теплообмінники й ін.). Для визначення моменту від розподіленого навантаження колону розбивають на вертикальні ділянки й обчислюють рівнодіючу кожного з них і крапку її додатка. Рівнодіюча

де р — коефіцієнт збільшення швидкісного напору вітру за рахунок динамічного впливу, викликаного поривами вітру; з — аеродинамічний коефіцієнт обтікання (для круглих апаратів з = 0,6); q — значення вітрового напору на висоті, що відповідає середині розрахункової ділянки, Н/м²; D — зовнішній діаметр колони з урахуванням теплової ізоляції, м; Н — висота розрахункової ділянки, м; DH — площа вертикальної проекції розрахункової ділянки, м^2.

Для наближеного визначення вітрового навантаження на сходи й площадки вводимо наведений коефіцієнт обтікання з=з , де з-с—-1,4 — коефіцієнт обтікання для ґратчастих ферм, =0,50^-0,35— коефіцієнт заповнення ферми металоконструкціями.

Рівнодіюча швидкісного напору вітру на площадку або іншу металоконструкцію

де F - площа вертикальної проекції конструкції. Коефіцієнт збільшення швидкісного напору вітру

де е — коефіцієнт динамічності, що знаходять за графіком залежно від періоду власних коливань апарата (мал. 148; тут при з коефіцієнт =1, а при Т>4 з коефіцієнт = 3); m-m— коефіцієнт пульсації швидкісного напору. вітру, прийнятий за графіком на мал. 149 залежно від висоти колони Н.

Період власних коливань циліндричного апарата постійного перетину (с)

де Q_max — максимальна вага апарата, Н; g — прискорення сили ваги, мм/з²; Н — висота апарата, мм; Е — модуль пружності матеріалу корпуса апарата, МПа; J= ( /8)D³_cp(s-з) — момент інерції поперечного переріза стінки апарата, мод⁴; _про=1/(З ) — кут повороту, опорного перетину; С_ф — коефіцієнт пружного стиску ґрунту, якому можна орієнтовно приймати 1 Н/мм³; ПРО-О- 7_ф = 0,65£)в^{2 -}екваторіальний момент інерції площі фундаменту, мм¹; D_E — зовнішній діаметр кільця опори, мм.

Суммарный вітровий момент визначають як суму моментів всіх рівнодіючих сил вітрового тиску:

де Р — рівнодіючих сил окремих ділянок колони; Р' — рівнодіючих сил, прикладених до елементів конструкції; — відстані від розрахункового перетину до крапки додатка сил.

 

 

Напруги в корпусі колони від вагових навантажень

від вітрового моменту

де F - площа поперечного переріза колони; w - момент опору перетину.

Для тонкостінного кільцевого перетину з достатнім ступенем точності можна вважати, що

де D_{cp -}середній діаметр перетину; (s-з) — товщина стінки за винятком збільшення на корозію.

С подветренной сторони стискаючі й згинаючі напруги

підсумуються:

При попередніх розрахунках сумарна напруга не слід допускати більше 80-90 Мпа.

Якщо в (105) підставити (101) і (102), то після нескладних перетворень одержимо

де Q_np = Q +4М_вет/D — наведене навантаження.

 

Згинаючий момент, що допускається, для тонкостінної циліндричної обичайки з умов стійкості

 

Стискаюче зусилля, що допускається, визначається по формулі

Коефіцієнти ф₁ і ф₂ визначаються по номограмі - на мал. 150, а, б, залежно від відносин [а]/Е, D/ (s-з) і коефіцієнта гнучкості А = 2,83 l(D + s-з). Для окремо вартого апарата величина I дорівнює подвоєній висоті 2Я в тім випадку, якщо верхній кінець колони опирається на шарнірну опору /=0,7 Н.

 

 

 

 

Умова міцності й стійкості обичайок, що працюють під спільною дією осьового стискального зусилля, згинального моменту й зовнішнього тиску,

де р - зовнішній тиск; [р]- зовнішній тиск, що допускаються; інші позначення див. вище.

Значення розрахункової сейсмічної сили на кожній ділянці

де k_c — коефіцієнт сейсмічності, його залежність від сейсмічності району наведена нижче:.

Розрахункова сейсмічність, бали 7 8 9' Коаффициент сейсмічності..'. 1/40 1/20 1/10

р - коефіцієнт динамічності, що залежить від періоду власних

коливань Т и відносини H/D (мал. 151); Q - вага ділянки;

— коефіцієнт форми апарата, що враховує, що крапки, розташовані на різній висоті, мають неоднакову амплітуду коливань і, отже, різні прискорення; h — висота середини розрахункової ділянки;

суть відповідно суми Qh² і Qh⁴ для всіх ділянок колони. Сейсмічний момент визначають як суму моментів отдель-... ных сейсмічних сил: