ГОСТ Р 51273-99 - Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий (ГОСТ Р 51273-99)

ГОСТ Р 51273 — 99 госудАРственный стАнДАРт РОссиЙскОЙ ФедеРАции Сосуды и аппараты НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ЦРОЧНОСТЬ Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий Ивиаиие официальиое ГОССТАНДАРТ РОССИИ Москва ГОСТ Р 51273 — 99 Предисловие 1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 260 «Оборудование химическое и газонефтеперерабатывающее» 2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от б мая 1999 г.Ж 158 3 ВВЕДЕН ВПЕРВЪ|Е © ИПК Издательство стандартов, 1999 Настоящий стандарт не может быль частично или полностью воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта России 11 ГОСТ Р 51273 — 99 Содержание 1 Область применения. 2 Нормативные ссылки 3 Общие требования 4 Определение периода собственных колебаний 5 Определение расчетного изгибающего момента от ветровой нагрузки ........

6 Определение расчетного изгибающего момента от сейсмических воздействий .. Приложение А Условные обозначения и размерность величин Приложение Б Библиография...................... 1 1 1 2 4 8 10 11 ГОСТ Р 51273 — 99 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТА! ДЛРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Сосуды и аппараты НОРМЫ И МЕТО Ы РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ Определение расчетных зсилий для аппаратов коловного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий Чеззе!з апд аррага!щ Хоппе апс юег!зодз о! зггепя!и са1сп!абоп.

йазес пгепазь са1сп!абоп ог со!шпп гуре аррагапе нот и1пс !оаез апд зе1яшс пзйпепсе Дата ааелеаия 2000 — 01 — 01 1 Область применения Настоящий стандарт устанавливает метод определения расчетных усилий, возникающих в элементах вертикалъных цилиндрических сосудов (аппаратов колонного типа) от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий. Для аппаратов колонного типа сочетания нагрузок при различном состоянии (монтаж, испытание, эксплуатация) устанавливаются по ГОСТ Р 51274. 2 Нормативные ссыпки В настоящем стандарте использована ссылка на ГОСТ Р 51274 — 99 Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность.

3 Общие требования 3.1 Расчету на ветровую нагрузку подлежат аппараты, устанавливаемые на открытой площадке. 3.2 Расчету на сейсмическое воздействие подлежат аппараты, предназначенные для установки в районах с сейсмичностью 7 и более бюглов по шкале Рихтера. 3.3 Расчетная схема 3.3.1 В настоящем стандарте рассмотрены вертикальные аппараты, закрепленные в нижних сечениях. В качестве расчетной схемы аппарата принимают консольный упруго защемленный стержень (рисунок 1).

В случае другого способа опирания расчет ведут по специальной методике, согласованной с разработчиком стандарта. Рисунок ! — Расчетная схема аппарата Издание офвпиальвое ГОСТ Р 51273 — 99 В;,92 1,О 0,0 0,6 0,2 О,О 06 О,з 0,1 0,2 0,3 0,4 0,$ 0,6 О,т 0,6 0,0 1,0 к;1Н, х~/Н Рисунок 2 — Коэффиииеиты 9 1, 9 2 233 О 0,2 0,6 1 Уэ 0,2 0,6 1,0 1,4 т1Н1 Рисунок 3 — Коэффициенты О, Х, р ГОСТ Р 51273 — 99 б, Н;- Т= 3,63! 8С„7„ (8) 5 Определение расчетного изгибающего момента от ветровой нагрузки 5.1 Расчетный изгибающий момент в сечении на высоте хе следует определять по формуле М„=Х Р!(х,-х) н-т, М .

! 1 (9) 5.2 Ветровую нагрузку на !тм участке определяют по формуле Р;= Ров+ Р;а 5.3 Среднюю составляющую ветровой нагрузки на 1-м участке определяют по формуле !5! 91$! ! ! (10) 5.4 Пульсационную составляющую ветровой нагрузки на !-м участке определяют по формуле (12) Р; =о 680, 5.5 Нормативное значение срелней составляющей ветровой нагрузки на середине !'-го участка аппарата (на высоте х; над поверхностью земли) определяют по формуле 9! = Део !К, где 9е — ноРмативное значение ветРового давлениЯ по таблице 1; О, — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте аппарата, по рисунку 4 или по формулам: 0;= х; 0;= (14) К вЂ” аэродинамический коэффициент по таблице 2.

Т а б л н ц а 1 — Нормативное значение ветрового давления де 'т'! У11 !а ! П П1 1т' Ветровые районы' де, Н/мз (кгс/мт) ( 170(17) 230(23) 300(30) 380(38) ~ 480(48) 600(60) 730(73) 850(85) *Ветровой район — по СНиП 2.01.07 — 85 (!). Для аппаратов с числом переменных жесткостей более трех коэффициенту определяют другими методами, согласованнымн с разработчиком стандарта.

4.3 Общий период колебаний для групповых аппаратов (число аппаратов га), установленных на общем фундаменте н жестко связанных в горизонтальном направлении, следует определять по формуле ! ГОСТ Р 51273 — 99 Та б л и ц а 2 — Аэродинамический коэффиииент К ' Стрелкой указано направление ветра.

Ол 0 2,0 0 20 40 00 00 100 120 ю к. Р 7 Рисунок 4 — Коэффвииенты О,, О; (15) где 9 — параметр, определяемый по формуле тГ,— (, т~) 790 250 (16) 5.6 Коэффициент динамичности с определяют по рисунку 5 или формуле с = 1,1 4- '/15,5 е, ГОСТ Р 51273 — 99 8,0 2,0 0 0,02 0,04 0,06 0,08 О, 0 0,12 0,14 0,16 0,18 0,20 е Рисунок 5 — Коэффициент 8 5.7 Приведенное относительное ускорение центра тяжести !это участка определяют по формуле с Х ос я с Р ! я с ! 2)1=а! 202, с' А'= 1 (17) где а ! и а „вЂ” относительные перемещения ! и й-го участков, определяют по формуле (4); лс„и ес; — коэффициенты пульсации давления ветра для середины соответственно сс-го участка на высоте х„и у -й площадки на высоте х; по рисунку б или формулам: -0,15 -0,15 10 ' ' ' 10 (18) 0,8 ОД 0,4 0 40 60 80 100 12О х„.х; Рисунок б — Коэффициенты пульсации давления ветра юм пс) 0 = 0,9б8 — 0,025 ГЙ .

(19) 5.8 Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра ч определяют по рисунку 7 или формуле ГОСТ Р 51273 — 99 ч 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 0,65 0 40 50 80 100 120 Н 20 Рисунок 7 — Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра х 5.9 Изгибающий момент в сечении на высоте хс от действия ветровой нагрузки на обслуживаюшуюуью площадку следует определять по формуле М„; = Кс)0 О 3 (х, — хо)(1 + 0,754Х;ПЬ) ЕА„. (20) Мч ЛдсО, (х — хо)(1 + 0,75~2,а,)Аа (21) где К вЂ” аэродинамический коэффициент по таблице 2; е АР— сумма площадей всех проекций профилей/ -й площадки на плоскость, перпендикулярную направлению ветра, м; А; — площадь, ограниченная контуром/-й площадки, м~; х; — — коэффициент цо- рисунку-8 или формуле кв т1=156 ф (22) ль) — коэффициент пульсации давления ветра по рисунку б; 01 — коэффициент по рисунку 4.

При отсутствии точных данных о форме площадки изгибающий момент М определяют по формуле ГОСТ Р 51273 — 99 Ху 1,6 1,4 1,2 1,0 а,а 0,6 0,4 о,г 0,1 0,2 О,З 0,4 О,Б 0,6 О,У О,В О,В 1,0 хцч Рисунок 8 — Коэффициент Х, б Определение расчетного изгибающего момента от сейсмических воздействий 8.1 Сейсмическую нагрузку, приложенную в середине г-го участка и соответствующую первому тону собственных колебаний аппарата, определяют по формуле ха„о„ Ю,. = 0,375Х()бс81 ~,' Еб„. о1 4=! (23) 1,9 т ' (24) Х, — сейсмический коэффициент, выбирают в зависимости от района установки аппарата по таблице 3; а,, а х — относительное перемещение центров тяжестей участков, определяют по формуле (4).

Табл-ица 3-=Сейсмический коэффициентХ„. Сейсмичность, балль 0,4 0,2 0,1 Сейсмичность населенных пуюсгов — по СНип П-7-81 (2). где (1 — коэффициент динамичности по рисунку 9 иди по формуле, но во всех случаях 0 принимают не менее 0,8 и не более 2,5 ГОСТ Р 51273 — 99 о 0,4 О,б 1О 12 14 1б 1б 2,0 2,2 Г Рисунок 9 — Коэффициент динамичности Д 6.2 Максимальный изгибающий момент в нижнем сечении аппарата при учете только первой формы колебаний определяют по формуле а М =ЕЮ; ° х; 1=1 (25) 6.3 Расчетный изгибающий момент с учетом влияния высших форм колебаний при необходимости устанавливают специальными методами. В качестве первого приближения расчетный изгибающий момент М„в сечении на высоте х с учетом влияния высших форм колебаний следует выбирать в зависимости от М по эпюре рисунка 10. Рисунок 10 — Эпюра для определения изгибающего момента Мк ГОСТ Р 51273 — 99 ПРИЛОЖЕНИЕ А (обязательное) Условные обозначения я размерность величии а,(оь) — относительное перемещение центров тяжести 1-го (/с-го) участка аппарата, '/(Н м) ['/(кгс.

м)) Сн — коэффициент неравномерности сжатия грунта, Н/мз (кгс/мз) 1ч (21п ю,) — наружный диаметр пго (1, х-го) участка аппарата (рисунок 1), м Е- молуль продольной упругости материала при расчетной температуре„Н/мз (ю с/мз) С вЂ” общий вес аппарата, Н (кгс) О(Гуи бз, бх, С ) — вес Пго (1, 2, х, Г-го) Участка аппаРата (РисУнак 1), Н (кгс) Сч — вес каждого отдельного (из групповых) аппаратов, Н (кгс) Х вЂ” ускорение силы тяжести, м/сз Н вЂ” высота аппарата (рисунки 1, 3, 10), м Нп Нп Нз — высота 1, 2, 3-го участков аппарата переменного сечения (рисунок 3), м гч — высота каждого отдельного (нз грутпюяых) аппарата, и, )ч (Аь ьв )ь) — высота иго (1, 2, х-го) участка аппарата (рисунок 1), м / — момент инерции верхнего основного металлического сечения аппарата относительно центральной оси, м4 /и /и /3 — момент инерции верхнего металлического сечения 1, 2, 3-го участков аппарата переменного сечения относительно центральной оси (рисунок 3), м4 1у — минимальный момент инершгн подошвы фундамента, м4 М, — максимальный изгибающий момент в низшем сечении качонны, Н м (кгс м) Мр — расчетный изгибающий момент в сечении на высоте хо от сейсмических воздействий, Н м (кгс м) ̄— расчетный изгибающий момент в сечении на высоте хо от действия ветра, Н.м (кгс и) М„.