Конструирование и расчет элементов колонных аппаратов. Учебное пособие (1093152), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Данные, приведенные в таблице 1, относятся к опорной площадке более 10 м2.При меньшей площади значения, указанные в табл.1, необходимо умножить на3.2FF, гдеFF - площадь бетонного фундамента, м2.При отсутствиидопускается приниматьданныхT ≈ T0 .офундаментевпервомприближенииПериод основного тона собственных колебаний аппарата переменногосечения (по диаметру и толщине стенки корпуса), сzT = 2πHЗдесьJ1∑G αi =1i2i H1 γ+gCF J F 2 EJ1— момент инерции площади поперечного сечения частиаппарата диаметромD1и высотойH1(см. рис. 10.1,а);αi— относительноеперемещение центров тяжести участков, 1/(Н•м)αi = γHxi, где β i — коэффициент, определяемый по рис.βi +2 EJ1HCF J F10.2;101Рис.
10.2. График для определения коэффициентаxiβi— расстояние от поверхности земли до центра тяжести рассматриваемого i-го участка (см. рис, 10,1,б). Коэффициентформуле:γ=γ,определяют по следующей2 3J13∆+λ+µ+2HHHHH()12123 , где H1, H2, H3, J1, J3 —высоты иH3 J3моменты инерции площади поперечного сечения частей аппарата (см. рис.10.1,а); ∆, λ , µ — коэффициенты, определяемые по рис. 10.3 иливычисляемые по формулам:21 J1 H 2 1 H 2 H 2 ∆= ++ 1 +3 J 2 H1 3 H1 H1 2J H 1 H Hλ = 1 3 3 + 3 + 1J 3 H1 3 H1 H1 J 2 H3 H3µ=+ 1J3 H 2 H 2Для аппаратов с двумя переменными жесткостями J1 и J2 в формулахследует принимать H3 = 0, то же при определении коэффициентов ∆, λ , µ порис. 10.3.102∆, λ , µРис.
10.4. График для определения коэффициента θ iРис. 10.3. Графики для определения коэффициентовОбщий период колебаний для групп аппаратов, установленных на общемфундаменте и жестко связанных в горизонтальном направлении площадкамидля обслуживания, сNT = 3.63∑G αn =1n2ngCF J F, где Gn —вес n-го аппарата; Hn — высота n-гoаппарата; N— число аппаратов.103Определение изгибающего момента от ветровой нагрузки.Изгибающий момент от ветровой нагрузки в расчетном сечении аппаратана высоте x0 от поверхности земли (см. рис.
10.1,б)nmi =1j =1M υ = ∑ Qi ( xi − x0 ) + ∑ M υj , где n – число участков аппарата надрасчетным сечением; т— число площадок над расчетным сечением аппарата;M υj —изгибающий момент от действия ветра на j-ю обслуживающуюплощадку, расположенную на высоте x0, Н•м.Ветровая нагрузка на i-м участке аппаратаQi = Qi.ст + Qi.дин , где Qi .ст , Qi .дин , — статическая и динамическаясоставляющие ветровой нагрузки на i-м участке:Qi.ст = qi.ст Di hi ;Qi.дин = νξGi ηi , здесь Di — наружный диаметр i-гoучастка аппарата (если имеется изоляция, то наружный диаметр изоляции); qiст — нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки насередине i-го участка.
Паqi.ст = q0Θi K , где q0 — нормативный скоростной напор ветра на высоте0.3210 м над поверхностью земли (табл. 12); Θi = (0.1 ⋅ xi ) — коэффициент,учитывающий изменение скоростного напора ветра по высоте аппарата (рис.10.4); К — аэродинамический коэффициент (табл. 13).На рис. 10.5 приведена карта стран СНГ с указанием границгеографических районов для определения скоростных напоров и сейсмическихрайонов.Таблица. 12Нормативный скоростной напор ветраРайонированиетерритории СНГ поскоростнымнапорам ветраCкоростной напорветра q0, Па(кгс/м2)12345672703504505507008501000(27)(35)(45)(55)(70)(85)(100)Примечание: Район установки аппарата определяет заказчик в техническом задании.104Таблица.
13Аэродинамический коэффициентКруговойцилиндрПлощадка* (общаяплощадь)Площадка**(отдельный профиль)Рис. 10.5 Карта СНГ с указанием географических районов для определения скоростныхнапоров ветра (римскими цифрами указаны географические районы): ——— — границагеографического района; О —города; 11111 — граница сейсмического района105Таблица.
14Коэффициент ν пульсации скорости ветраВысота аппарата Н, мεДо 45601200,050,70,650,60,1-0,750,650,2--0,75Примечание. Промежуточные значения коэффициента в таблицах определяютлинейной интерполяцией.ξmj .Рис. 10.6 График для определения коэффициента динамичностиРис. 10.7 График для определения коэффициентов пульсацииmkиν —коэффициент, учитывающий пульсацию скорости ветра,определяемый по табл. 14 в зависимости от безразмерного параметраε=T q0790ξ —коэффициент;динамичностиприветровойопределяемый в зависимости от безразмерного параметраεнагрузке,по рис.
10.5;ηi— приведенное относительное ускорение центра тяжести i-го участка,zηi = α i∑α m Qkk =1zk .стk∑α Gk =12k, где α i , α k - относительные перемещения центраkтяжести i-го и k-го участков при основном тоне колебаний; Gk — сила тяжести−0.16— коэффициент пульсации скоростного напораk-гo участка; mk = 0.867 xkветра для середины k-гo участка, принимаемый по рис. 10.6.Изгибающий момент в расчетном сечении аппарата (на высоте x0 — см.рис. 10.1,б) от действия ветра на j-ю площадку для обслуживаниярассчитывается по формуле:M υj = 1.4q0Θ j ( x j − x0 )(1 + 0.75ξχ j m j )∑ F j ,гдеΘ j = (0.1 ⋅ x j )0.32 —коэффициент, учитывающий изменение скоростного напора ветра по высотеаппарата (см. рис.
10.4);рис. 10.6);χjm j = 0.867 xk−0.16— коэффициент пульсации (см.— коэффициент определяемый по рис. 10.7;∑Fj— суммаплощадок проекций профилей j-й площадки на вертикальную плоскость.106При отсутствии данных о форме площадки для обслуживания аппаратаизгибающий момент определяют по формуле:M υj = 0.85q0Θ j ( x j − x0 )(1 + 0.75ξχ j m j )∑ F j//где F j — площадь проекции участка аппарата в месте расположенияплощадки, включая последнюю, на вертикальную плоскость.Определение расчетных усилий от сейсмических воздействий.Расчету на сейсмические воздействия подлежат все вертикальныеаппараты, устанавливаемые в районах с сейсмичностью не менее 7 баллов (по12-балльной шкале), независимо от того, находятся они в помещении или наоткрытой площадке.Таблица. 15Сейсмический коэффициент КsРасчетная сейсмичность, баллы789Значение сейсмического коэффициента для средних грунтов0.250.0500.100Рис.
10.8 График для определения коэффициентаχiРис. 10.9. График для определения коэффициента динамичностиРис. 10.10. График для определения коэффициента107cxβРасчетную сейсмическую силу в середине i-го участка для первой формыколебаний аппарата определяют по формуле:−1 z zQsi = K s β Giα i ∑ Gkα k ∑ Gkα k2 , где Кs k =1 k =1коэффициент (табл. 20); β — коэффициент динамичностинагрузке (рис.
10.9); α i ,α k — коэффициенты.—сейсмическийпри сейсмическойМаксимальный изгибающий момент от сейсмических воздействий внижнем сечении аппарата при учете только первой формы колебанийzM s.max = ∑ Qsi xi .i =1Расчетный изгибающий момент МsR в сечении аппарата на расстоянии x0от поверхности земли с учетом влияния высших форм колебаний определяетсяв зависимости от Мs.max по эпюре изгибающих моментов (см.
рис. 10.1,в)При отсутствии данных о фундаменте аппаратов постоянного сечения сприблизительно равномерно распределенной по высоте массой допускаетсярасчетный изгибающий момент в сечении определять по формуле:M s.R = K sβGHCx , где Сx —коэффициент, определяемый по рис. 10.10.11КОМПЬЮТЕРНЫЙ РАСЧЕТ ОПОР КОЛОННЫХАППАРАТОВ НА ВЕТРОВУЮ НАГРУЗКУ И СЕЙСМИЧЕСКИЕВОЗДЕЙСТВИЯПрограмма «Расчет на прочность аппаратов колонного типа» написанана языке программирования Delphi 5.0.
Сразу после запуска на экране (рис.11.1) открывается диалоговое окно для ввода некоторых обязательныхпараметров, от значений которых будет зависеть интерфейс программы ипринцип расчета.108Рис. 11.1.–Ввод обязательных значенийЕсли не заполнены все поля ввода значений (рис. 11.2) или заполнены сошибкой (рис. 11.3), то программа не позволит продолжать работу пока небудут корректно введены все поля для ввода значений.Рис. 11.2.– Сообщение о не полном вводе данныхРис. 11.3. – Сообщение о некорректных данныхОпределение расчетных усилий от сейсмических воздействийпроизводится для районов с сейсмичностью более 7 баллов (при 12-бальнойшкале). При вводе балла менее 8 (рис.
11.4) программа не будет производитьрасчет на прочность от сейсмических воздействий и закроет доступ к отчету ополученных результатах (рис. 11.5).Рис.11.4. – Ввод балла менее 8.109Рис. 11.5. – Внешний вид программы без расчета на сейсмическиевоздействияПри вводе балла сейсмичности более 7 (рис. 11.6) будет произведенрасчет на прочность от сейсмических воздействий (рис. 11.7)Рис. 11.6. – Ввод балла более 7.110Рис. 11.7. – Внешний вид программы с расчетом на сейсмические воздействияВ программе реализовано сохранение и загрузка исходных данных,печать отчетов с расчетами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
