Главная » Книжные издания

1 ... 45 46 47 48 49 50 51

случаях, когда температура степки газовоздухопровода по технологическому заданию выше (ниже) нормативного значения температуры наружного воздуха в теплое (холодное) время года 4 (4.) изменения средних температур А? (А^) находятся по табл.15 СНиП 2.01.07-85 с подстановкой в формулы значений температуры

стенки трубопровода ?4хн (техн) вместо значений 4 (4), где ?4хн (техн) ~ нормативная температура стенки газовоздухопровода.

Температура замыкания {t ) принимается по фактической температуре окончания монтажа. Если фактическая температура замыкания неизвестна, ее принимают по п.8.6 СНиП 2.01.07-85.

17.3.2. Рекомевдации по расчету. Трубопроводы рассчитывают по предельным состояниям: по первой группе предельных состояний (по прочности и устойчивости); по второй группе предельных состояний - для трубопроводов, величина деформации которых может затруднить нормальную эксплуатацию и ограничить возможность их применения. Расчет трубопроводов на вертикальные нагрузки выполняют, как правило, по схеме однопролетной балки с пролетом, равным расстоянию между опорами.

Нагрузки, приложенные на трубопровод, по характеру воздействия можно разделить на два типа: вызывающие деформирование контура поперечного сечения трубопровода и не вызывающие деформирования контура поперечного сечения трубопровода. Деформация контура поперечного сечения возникает в трубопроводах там, где нагрузка несимметрична. К симметричной относительно продольной оси можно отнести только нагрузку типа внутреннее давление или собственный вес.

Расчет трубопровода как балки кольцевого сечения на неосесимметричные нагрузки не отвечает действительному напряженному состоянию трубопровода, так как при действии на него неосесимметричной нагрузки закон плоских сечений теряет силу. При действии неосесимметричных нагрузок (внутренние отложения пыли, конденсат, ветровая нагрузка, обледенение и т.п.) трубопроводы, имеющие обычно вид тонких оболочек, работают не как плоские конструкции, а как пространственные системы (оболочка с жесткими опорными кольцами), находящиеся в условиях двухосного напряженного состояния. На действие этих нагрузок трубопроводы рассчитывают как оболочки на основе гипотез технической (полубезмоментной) теории оболочек.

Необходимость выполнения упомянутых расчетов определяется конструктивной

характеристикой трубопровода. Так, установлено, что при X = 2,38у[ф работа оболочки описывается работой пустотелой балки кольцевого сечения, а при X = 0,82/r/7

возникают наибольшие нормальные напряжения, связанные с изменением формы поперечного сечения оболочки (здесь г - радиус срединной поверхности, t - толщина стенки оболочки). Кроме того, в большинстве случаев сохранение формы поперечного сечения легко обеспечивается кольцевыми ребрами.

Контур поперечного сечения трубопроводов диаметром более 2 м можно считать неизменяемым при установке ребер через 5г, но не более, чем через 6 м. В гладких неподкрепленных оболочках диаметром до 2 м контур поперечного сечения можно считать практически неизменяемым. В связи с этим в большинстве случаев расчет трубопроводов ведется как для пустотелой балки кольцевого сечения, что должно бьггь обеспечено конструктивными мероприятиями.

Напряжения в любом сечении трубы и в любой точке поперечного сечения определяют как в пустотелой балке по схеме, приведенной на рис. 17.27.

4Leosp + sinP + ; т. = sinp - cosp + nrt %rt 2nrt nrt nrt 2%rt



При проверке па местную устойчивость стенки трубопроводов следует руководствоваться СПиП. Па рис. 17.28 показаны области геометрических параметров трубопроводов, несущая способность которых определяется прочностью или устойчивостью.

. i .

0,4 0,5 0,6 0,7 3 0,8 0,9 1

1,1 1,2

D, CM

50 80 120160200240280320360

Рис.17.27. Расчетная схема трубопровода

Рис.17.28. Области расчета трубопроводов / - по прочности; - по устойчивости

Максимальные пролеты прямолинейных участков трубопроводов вьиисляются по наименьшему значению одной из следующих величин: по первой группе предельных состояний

по второй группе предельных состояний

= 6101)3/,

где / - пролет, м; - нагрузка по длине, П/см; D - диаметр трубопровода, м; t -толщина трубопровода, см; о^. - критическое напряжение, определяемое по п.8.5 СПиП 11-23-81*; Ry - расчетное сопротивление, П/см; Одг - напряжение в трубопроводе от нормальной силы, П/см; - коэффипиент условий работы; / - уклон трубопровода в тысячных долях.

Па. рис. 17.29, 17.30 даны номограммы для практического определения максимальных пролетов.

Значения вспомогательной величины / приведены в табл. 17.7

Таблица 17.7. Значения вспомогательной величины /

D, мм

/, м при значениях t, мм

11,2

16,2

18,1

19,8

14,2

19,2

21,6

24,1

27,2

1000

16,9

22,5

30,2

34,8

1200

19,5

26,1

31,7

36,4

39,8

1400

21,7

29,5

36,4

41,7

46,3

1600

23,9

32,8

40,3

46,8

52,6

1800

26,9

35,8

44,4

51,6

58,4

2000

38,6

56,4

63,7

2200

29,2

41,4

51,6

60,6

2400

30,4

43,7

55,1

2600

31,1

46,4

58,4

62,1

2800

31,8

48,9

61,5

73,8

83,6

3000

32,3

51,4

64,7

76,8

88,1

3200

32,9

52,7

67,5

80,5

92,2

3400

33,3

54,1

69,6

92,4

3600

33,9

55,6

73,2

87,6

102,1



Схема пользования

120 110-100-

SOji

60i.

soi.

20-{.

Ключ l,-q-l

у

7 8 9 10 15 20 25 30 3 -/, m -

J 40

Г 1 I

0 60 70 8090 100

Рис. 17.29. Номограмма для расчета трубопроводов по первой группе предельных состояний

Схема пользования

Ключ D- I -i - д- I,

5 в 7 8 9 10

90100

30 40 50 во 70 01 110

ЗвОО-3400 3200 3000 2800 2600 2400 2200 2000 1800 1600

1400 1200 1000

л

ч

Ч

к /

к

Ч

ч

ч

ч

У

ч

Ь

ч

о

А

><

Ь°

ч

у

У

щ

>

С

Ч

>

<

ч

ч

У

ч

Ч

у

<\

ч

ч

ч

ч

А

ч

ч

ч

ч

ч

ч

ч

ч

ч

ч

Ч

ч

Ч

ч

ч

Ч

ч

ч

Ч

А

А

Рис. 17.30. Номограмма для расчета трубопроводов по второй группе предельных состояний

17.3.3. Расчет опорных ребер. Опорные ребра передающие на колонны опорные реакции трубопроводов, рассчитывают как статически неопределимые кольца, нагруженные касательными усилиями, приложенными по контуру их сопряжения с оболочкой. Опорное ребро находится в равновесии под действием касательных усилий (со стороны трубы) и двух опорных реакций Р. Точки приложения реакции



Р определяются углом а, зависящим от копструкпии опоры. Наиболее экопомич-пое сечепие ребра можно получить при расположении опорных элементов по ширине на расстоянии, равном диаметру нейтральной оси ребра, т.е. с опорным углом 2а=180°.

В кольцевом ребре под действием нагрузки возникают усилия: изгибающий момент М, нормальная сила N и поперечная сила Q. Расчетные усилия М, N, Q определяются так называемым методом наложения простейших схем, при котором заданная общая схема нагружения разделяется на ряд простейших, имеющих готовое решение. В соответствии с расчетной схемой ребер, принятой выше, такими простейшими схемами являются:

1) замкнутое кольцо, нагруженное равнодействующей А, равной сумме опорных реакций, уравновешенное потоком касательных усилий;

2) замкнутое кольцо, нагруженное внешними силами. Усилия, соответствующие работе кольца по первой схеме, приведены, например, в [1] табл.УП!.!, а усилия, соответствующие работе кольца по второй схеме - там же, в табл.УП1.2. Расчетные усилия М, N к Q ъ ребре определяются в следующем порядке:

в зависимости от характера действующих внешних нагрузок вычисляют усилия Mq, Nq и Qq по формулам табл.УН!.!;

в зависимости от характера и схемы приложения нагрузок определяют усилия Мр, NpK Qp по формулам табл.VIE. 2;

окончательные усилия наход5гг как суммы М=Мд+Мр; N=NQ+Np; Q=QQ+Qp.

Нри суммировании знак усилий от сдвигающих сил следует принимать так, чтобы сумма равнодействующих опорных реакций превратилась в нуль. На рис. 17.31 приведены графики несущей способности опорных ребер некоторых диаметров труб и нагрузок до 2500 кН. В табл. 17.8 приведен разработанный сортамент поперечных сечений ребер. Для расчетов принят материал ребер ВСтЗ с расчетным сопротивлением Ry = 225 МНа. Коэффициент условий работы принят = 1- При исходных данных, отличных от принятых, следует линейно корректировать определяемое по графикам значение несущей способности опорного ребра

А-А^ -2Г'

где А - несущая способность ребра по графику, Н.

На пересечении линий, соответствующих диаметру трубопровода (ось ординат) и значению требуемой несущей способности (ось абсцисс), находится кривая, принадлежащая номеру определенного ребра, сечение которого приведено в табл. 17.8.

Опорные ребра приваривают к трубе двумя сплошными угловыми швами высотой, равной толщине стенки трубы. Ноясные швы тавровых ребер необходимо принимать в зависимости от толщины вертикального элемента ребра:

t, мм....................................... 8 10 12 14 16 20 25

kf, мм..................................... 5 6 8 9 10 12 16

17.3.4. Расчет дисковых компенсаторов. Основные параметры, характеризующие дисковые компенсаторы, следующие: значение компенсирующей способности; усилие распора от температурных деформаций; усилие распора от внутреннего давления газовой среды. Расчетное значение суммарного отпора компенсатора складывается из температурного отпора Р^ и распора от внутреннего давления газовой среды Pp.



в

Таблица 17.8. Сортамент опорных ребер!

Номер профиля

В

F, см

-3,34

20,4

34,9

316,9

33,9

97,1

-2,98

22,8

40,32

369,6

41,1

102,2

-3,27

25,8

663,3

61,6

137,2

-2,92

28,8

65,14

748,2

71,8

144,6

-2,65

31,8

72,11

827,6

81,5

151,8

-2,42

34,8

78,77

903,2

91,0

159,0

-3,10

32,4

87,84

1205,9

99,7

185,5

-2,79

36,0

97,3

1334,3

113,2

195,9

-2,54

39,6

106,53

1456,9

126,3

206,2

-2,15

46,8

124,32

1690,5

151,7

226,8

-2,19

50,8

148,6

2235,5

183,3

265,8

-2,03

54,8

159,2

2386,7

198,4

278,5

-1,83

60,8

174,95

2609,0

220,5

297,5

0,34

46,8

179,10

3288,6

302,8

300,6

1,21

50,8

199,80

3737,4

359,8

316,4

1,98

54,8

219,28

4149,9

414,4

329,8

2,04

59,8

268,27

4695,5

479,1

344,2

3,38

64,8

254,89

4837,3

560,9

346,1

4,30

72,3

280,11

5357,1

653,1

359,6

4,40

74,8

282,8

5340,8

702,3

356,2

5,32

84,8

309,64

5873,0

818,1

368,9

6,08

97,3

332,34

6255,3

975,0

374,9

6,67

109,8

350,15

6554,0

1123,9

379,3

0,36

52,8

241,31

5384,5

403,6

400,1

1,31

56,8

265,73

6064,4

474,3

420,8

2,17

60,8

290,63

6691,5

542,6

438,3

3,12

65,8

318,54

7416,6

624,4

457,2

3,77

70,8

337,6

7794,4

726,3

462,1

4,82

78,3

370,27

8603,0

845,1

480,1

4,97

80,8

375,22

8624,0

905,1

477,2

6,05

90,8

409,96

9463,0

1057,2

494,2

6,98

103,3

441,41

10115,0

1261,3

503,7

7,71

115,8

466,76

10625,0

1457,9

510,5

0,38

58,8

310,8

8140,3

514,3

509,6

1,39

62,8

341,7

9100,4

598,5

535,5

2,32

66,8

370,1

9989,0

680,3

557,5

! При определепии геометрических характеристик в сечепие включалась часть степки трубы площадью 10,8 см



а) X, кН

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200


X, кН

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300


Рис.17.31 а,6. Графики для подбора сечепия опорного ребра А - несущая способность опорного ребра; D - диаметр оболочки



100 200 300 400 500 600 ТОО

900 1000 1100 1200 1300

1400 1500 1600 то


X, кН

100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900


Рис.17.31 в,г. Графики для подбора сечепия опорного ребра А - несущая способность опорного ребра; D - диаметр оболочки



д) К кН

о 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000


о 100 200 300 400 500 600 700

X, кН

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000


Рис. 17.31 д,е. Графики для подбора сечепия опорного ребра А - несущая способность опорного ребра; D - диаметр оболочки



О 100 200 300 400 500 600 700 S00 900 1000 1100 1200

1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 1900 2000


Рис.17.31 ж. Графики для подбора сечепия опорного ребра А - несущая способность опорного ребра; D - диаметр оболочки



з; %, кН

О 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400

1 1,2 1,4 1,6

1,8 2

2,2 2,4 2,6 2,8 3

3,2 3,4 3,6 3,8

0=90

у

\\\а

у

р

р

у

У

у

ь

;\ л%

У

л

А

л

у

У

Рис.17.313. Графики для подбора сечепия опорного ребра А - несущая способность опорного ребра; D - диаметр оболочки



1 ... 45 46 47 48 49 50 51