Главная » Книжные издания

1 ... 47 48 49 50 51

Коническая часть трубы укрупняется из отдельных листов и лишь в редких случаях возможен ее монтаж из отдельных секций габаритных размеров по ширине и длине, ограниченных образующими конуса. В связи с этим при соответствующем технико-экономическом обосновании рекомендуется проектировать цилиндрические трубы.

Узел соединения цилиндрической и конической частей трубы работает в сложном напряженном состоянии. Предпочтительным является наиболее простое решение узла, аналогичное стыкам секций цилиндрической части, - сварка цилиндрической и конической частей встык (рис. 18.3 а). По результатам расчетов в ряде случаев наличие краевого эффекта приводит к необходимости некоторого утолщения участков стенки как цилиндрической, так и конической части. Как показал опьгг эксплуатации дымовых труб, усложнение узла сопряжения конической и цилиндрической частей введением усиливающих ребер и прокладки (рис.18.3,в,г) не оправдало себя и не может бьггь рекомендовано.



X X X X X X X

Рис. 18.3. Типы соедипепия цилиндрической и конической частей трубы а - сварка встык; 6 - сварка через фланец; в - соединение с помощью вставки заводского изготовления; г - сварка встык с усилением места перелома вертикальными ребрами

Конструкция соединения свободно стоящей трубы с фундаментом должна исключать возможность дополнительного отклонения трубы от вертикали под воздействием ветровой нагрузки, т.к. увеличение амплитуды колебаний снижает надежность эксплуатации. Трубы на фундаменте закрепляются анкерными болтами, геометрия расположения которых должна быть обеспечена в натуре с минимальными допусками. Расстояние между анкерными болтами по дуге окружности должно приниматься ориентировочно в интервале от 15° до 30° в зависимости от диаметра трубы в основании и района строительства. Возможны различные типы соединений, диктуемые в основном диаметром трубы на нулевой отметке и величиной отрывающего усилия (рис. 18.4). Наиболее распространенным типом соединения является симметричное относительно стенки расположение анкерных болтов, закрепляемых на опорной плите (рис.18.4а,б). Для опорной плиты во избежание возможного расслоения металла рекомендуется использовать листовую сталь толщиной до 40 мм. В большинстве случаев появляется необходимость приварки коротких вертикальных ребер, располагаемых вблизи анкерных болтов. Такой тип соединения (рис. 18.5) применяется в случае отсутствия агрессивной среды и для диаметров труб, позволяющих организовать в нижней части вход внутрь для периодического осмотра анкерных болтов.




Рис.18.4. Типы соедипепия трубы с фупдамептом а - симметричная опорная плита; 6 - несимметричная опорная плита; в -несимметричная опорная плита увеличенной ширины; г - симметричная опорная плита с высокими анкерными болтами



Рис.18.5. Деталь симметричной опорной плиты, усиленной вертикальными

ребрами а - попарное размеш;ение ребер вблизи анкерных болтов; 6 - равномерное размеш;ение одиночных ребер между анкерными болтами (сварные швы условно не показаны); в - вырезы в опорной плите для компенсации неточностей установки анкерных болтов

При негабаритном диаметре трубы на нулевой отметке приварка стенки трубы к опорной плите и приварка ребер выполняется на монтаже и сопровождается повышенным контролем качества сварки. Опорная плита состоит в этом случае из отдельных сегментов, свариваемых между собой, если анкерные болты располагаются несимметрично относительно стенки трубы. При симметричном расположении болтов отдельные элементы опорной плиты допускается не сваривать между собой.

При невозможности расположения анкерных болтов внутри трубы закрепление трубы к фундаменту осуществляют анкерными болтами, располагаемыми только снаружи (рис. 18.6, 18.7). В связи с несимметрией анкерных болтов относительно стенки трубы в закреплении возникает дополнительный изгибающий момент. Вертикальные ребра в этом случае, кроме усиления опорной плиты, обеспечивают передачу горизонтальных составляющих от момента на наружное кольцо и опорную плиту. В узле закрепления по рис.18.4г, являющимся вариантом узла по рис. 18.46, передача осевых усилий с трубы на опорную плиту осуществляется с помощью фланговых, а не лобовых швов, что повышает надежность работы узла (рис. 18.7). В этом случае анкерные болты располагаются вне контура опорной плиты и закрепляются на горизонтальном кольце с соответствующей системой вертикальных ребер.




Рис. 18.6. Деталь несимметричной опорной плиты, усиленной вертикальными ребрами и наружным кольцом


Рис.18.7. Деталь симметричной опорной плиты с высокими анкерными болтами

Для труб малого диаметра (до 2,0 м) при больших усилиях растяжения в закреплении (рис. 18.4в, 18.7, 18.8), когда анкерные болты располагаются по радиусу, превышающему радиус трубы на величину до 500 мм, опорная плита выполняется в виде одного кольца и восприятие усилий осуществляется аналогично рис. 18.7. При разнице радиусов 500-1200 мм опорную плиту целесообразно выполнять из двух колец разной толщины, сваренных между собой (рис.18.4в, 18.8), возможна также замена наружного кольца отдельными участками плиты в местах расположения анкерных болтов (рис. 18.9). Восприятие изгибающего момента, как и в случае опирания по рис. 18.7, обеспечивается вертикальными ребрами и горизонтальным кольцом. Вертикальные ребра выполняются сплошностенчатыми (с вырезом или без него), в некоторых случаях ребра могут заменяться подкосами из уголков, по условиям эксплуатации предпочтительнее постановка сплошностенчатых ребер.


Рис. 18.8. Деталь несимметричной опорной плиты, состоящей из двух колец


Рис.18.9. Деталь несимметричной опорной плиты с наружным кольцом, состоящим из отдельных участков



18.4. Дополнительные конструктивные мероприятия для нормальной

эксплуатации труб

Свободно стоящие нефутерованные трубы относятся к высотным сооружениям, в которых наиболее вероятно возникновение резонансных колебаний. Для устранения резонанса либо изменяют параметры трубы, либо применяют спепиальные устройства, что более эффективно. В отдельных случаях, когда резонансные явления возникают при малых скоростях ветра, возможно проектирование трубы без гасителей колебаний на усилия, возникающие при резонансе. В последнее время наибольшее распространение получили гасители колебаний (интерпептеры), представляющие собой три спирали, приваренные к верхней трети трубы. Шаг каждой спирали равен 3-5 диаметрам верхней части трубы. Ширина полосы 1/8-1/12 верхнего диаметра трубы, толщина 2-3 мм. Для снижения трудоемкости спираль изготавливают из отдельных пластин, не стыкуемых между собой. Спираль приваривается прерывистыми швами минимальной толщины.

В зависимости от диаметра трубы, спираль приваривается на заводе или на монтаже (рис. 18.10).

При необходимости установки на трубе светового ограждения, в соответствии со спепиальными требованиями, снаружи трубы предусматривается вертикальная лест-нипа с площадками обслуживания. При отсутствии светоограждения к трубе снаружи привариваются ходовые скобы по всей высоте трубы.

Ко всем трубам в обязательном порядке привариваются 2-3 молниеотвода, представляющие собой стержни, выступающие на 1,5 м над верхом трубы. Заземление выполняется технологической организапией.

Нижняя часть трубы нередко имеет вырезы для примыкания газоходов. В связи со значительными размерами этих вырезов стенка трубы существенно ослабляется. При диаметре газохода, не превышающем поло-


............

с

Рис. 18.10. Верхняя часть трубы с интерцептером, верхней площадкой и молниеотводом



вину диаметра трубы, допускается непосредственная врезка газохода в трубу с соответствующим усилением места врезки, один из возможных вариантов которой показан на рис. 18.11. Для врезки крупных газоходов целесообразно в местах примыкания переходить с цилиндрической формы газохода на прямоугольную с большим размером по высоте и соответствующим усилением, включающим дополнительно два горизонтальных кольца (выше и ниже отверстия) и вертикальные ребра. При необходимости нескольких газоходов большого диаметра примыкание их к трубе должно осуществляться в разных уровнях. В целях предотвращения опасного перегрева оболочки трубы при температуре отводимых газов более 350°С выполняется футеровка из специального огнеупорного кирпича. Футеровка опирается на горизонтальные кольца, привариваемые внутри трубы с шагом 3-4 м. Толщина колец определяется расчетом.

Деталь усиления стенки трубы в месте врезки патрубка


Рис.18.11. Деталь примыкания газохода к трубе

В тех случаях, когда в составе отводимых газов содержится сера и другие вредные примеси, способствующие образованию конденсата, содержащего кислоту и вызывающего усиленную коррозию металла, на наружной поверхности трубы устраивается теплоизоляция. Теплоизоляция выполняется обычно из минераловатных плит, закрепляемых на специально приваренных к трубе штырях, в качестве водоизоляци-оппой защиты применяются листы алюминия либо оцинкованной стали. Ингерцеп-теры усложняют закрепление теплоизоляции, приводя к более сложным решениям.

18.5. Указания но расчету

При проектировании свободно стоящих труб следует выполнять как статический, так и динамический расчеты. Расчеты, как правило, производятся на ЭВМ. Для нефутерованных труб в зависимости от полученной величины периода собственных колебаний устанавливается возможность попадания ее в резонанс. Наиболее вероятной зоной попадания трубы в ветровой резонанс является скорость ветра от 5 до 25 м/сек. Этот интервал скоростей ветра установлен на основании опыта эксплуатации труб и экспериментальных исследований. При попадании трубы в резонанс и установке в связи с этим интерцептеров необходимо определять ветровую нагрузку на этом участке трубы с учетом увеличения диаметра трубы на две ширины интерцептера и с применением аэродинамического коэффициента с= 1,1.



Для диаметров трубы более 2-2,5 м следует, дополнительно к меридианальным, принимать во внимание кольцевые напряжения в оболочке от ветровой нагрузки.

В свободно стоящих трубах наиболее ответственными являются горизонтальные сварные швы. В связи с этим следует выполнять расчет горизонтальных швов на выносливость в соответствии со СНиП 11-23-81*, принимая при расчете количество циклов равным 2 млн.

Соединение цилиндрической и конической оболочек, а также соединение трубы с опорным кольцом рассчитываются с учетом возникновения краевого эффекта.

Горизонтальные кольца для опирания футеровки рассчитываются на вертикальную равномерно распределенную нагрузку как пластины с отверстием, шарнирно опертые на стенку трубы (рис. 18.12). Кольца привариваются к стенке трубы минимальными швами, воспринимающими только вертикальную нагрузку.


т

Рис.18.12. Расчетная схема внутреннего кольца для опирания футеровки; 5ф - масса футеровки на погонный метр кольца



ОГЛАВЛЕНИЕ

Раздел I. Конструкции каркасов зданий

Глава 1. Унификация, типизация и стандартизация

(кандидаты техн.наук Б.Г.Павлов. В.Ф.Беляев, инженер Л.К.Шувалов)..................3

1.1. Общие положения ..........................................................................................3

1.2. Унификация....................................................................................................3

1.2.1. Единая модульная система...................................................................4

1.2.2. Унификация пролетов, высот и щагов.................................................4

1.2.3. Привязка колонн и стен одноэтажных зданий к модульным

разбивочным осям...............................................................................4

1.2.4. Привязка колонн и стен к модульным разбивочным осям при перепадах высот..................................................................................6

1.2.5. Привязка колонн и стен многоэтажных зданий к модульным разбивочным осям...............................................................................8

1.2.6. Уклоны кровли...................................................................................10

1.2.7. Габаритные схемы..............................................................................10

1.3. Типизация....................................................................................................10

1.3.1. Типизация элементов конструкций....................................................11

1.3.2. Номенклатура типовых стальных конструкций..................................13

1.3.3. Применение типовых конструкций нри нроектировании..................13

1.4. Стандартизация............................................................................................14

Список литературы.............................................................................................15

Глава 2. Каркасы одноэтажных нроизводственных зданий

(инженер А.И.Гродзенский)..................................................................................16

2.1. Классификация каркасов.............................................................................16

2.2. Рекомендации по выбору конструктивной и расчетной схем......................23

2.3. Предварительное определение габаритов и жесткостей стержней рамы......25

2.4. Нагрузки, осадки фундаментов....................................................................26

2.5. Учет температурных воздействий.................................................................27

2.6. Расчет рам....................................................................................................28

2.7. Горизонтальные деформации колонн ..........................................................35

2.8. Продольные конструкции каркаса...............................................................36

2.9. Учет пространственной работы каркаса.......................................................39

Глава 3. Каркасы многоэтажных зданий (кандидат техн.наук П.П.Троицкий)...............41

3.1. Классификация многоэтажных производственных зданий..........................41

3.2. Конструктивные формы каркасов................................................................43

3.3. Нагрузки.......................................................................................................48

Литература..........................................................................................................50

Глава 4. Колонны одноэтажных зданий (д-р техн.наук В.В.Горев).................................51

4.1. Классификация колонн................................................................................51

4.2. Расчет и конструирование стержня колонны...............................................52

4.2.1. Общие положения..............................................................................52

4.2.2. Определение расчетных усилий.........................................................53

4.2.3. Определение расчетных длин.............................................................54

4.2.4. Компоновка сечений и расчет сплощных колонн..............................57

4.2.5. Компоновка сечений и расчет сквозных колонн...............................60

4.3. Расчет и конструирование элементов и узлов колонн.................................64

4.3.1. Оголовки колонн................................................................................64

4.3.2. Проем в стенке колонны для прохода...............................................67

4.3.3. Подкрановые консоли........................................................................68



4.3.4. Подкрановые траверсы.......................................................................69

4.3.5. Базы колонн.......................................................................................71

4.3.6. Анкерные болты.................................................................................78

4.3.7. Стыки колонн....................................................................................80

4.4. Типовые колонны........................................................................................80

Список литературы.............................................................................................81

Глава 5. Колонны многоэтажных зданий (кандидат техн.паук П.Н.Троицкий)...................82

5.1. Конструирование стержня колонны.............................................................82

5.2. Рамные узлы крепления балок к колоннам.................................................83

Список литературы.............................................................................................85

Глава 6. Подкрановые конструкции (кандидат техн.паук В.А.Шевченко,

инженеры В.И. Ощепков, М.Б. Трапер).................................................................86

6.1. Общие положения........................................................................................86

6.2. Нагрузки и расчетные усилия......................................................................94

6.3. Расчет и конструирование подкрановых балок.......................................... 105

6.4. Расчет и конструирование подкрановых ферм........................................... 126

6.5. Опирание подкрановых балок и ферм па колоппы................................... 128

6.6. Расход стали на подкрановые конструкции............................................... 133

6.7. Тормозные конструкции. Связи................................................................. 134

6.8. Крановые рельсы, крепления, стыки, упоры............................................. 143

6.9. Особенности подкрановых путей консольных кранов............................... 148

6.10. Пути подвесного подъемно-транспортного оборудования....................... 149

6.11. Типовые подкрановые конструкции......................................................... 149

Глава 7. Покрытия (кандидат техн.паук В.Ф.Беляев, инженер Л.К.Шувалов)...................150

7.1. Общие положения...................................................................................... 150

7.2. Нагрузки..................................................................................................... 151

7.3. Расчетные предпосылки............................................................................. 151

7.4. Конструктивная форма стропильных ферм................................................ 153

7.5. Типы сечений элементов стропильных ферм. Рекомендуемые области применения ............................................................................................... 154

7.6. Расчет стропильных ферм.......................................................................... 158

7.7. Связи покрытия......................................................................................... 160

7.8. Фонари....................................................................................................... 162

7.9. Особенности покрытий для конвейерной сборки и крупноблочного монтажа..................................................................................................... 163

7.10. Практические примеры расчета............................................................... 170

7.10.1. Пример расчета стропильной фермы с поясами из щирокополочпых двутавров и рещеткой из замкнутых гнутосварных профилей................................................................. 170

7.10.2. Пример расчета стропильной фермы из замкнутых гнутосварных профилей................................................................. 175

7.10.3. Пример расчета диафрагм жесткости из профилированпого настила в покрытии одноэтажного здания.................................... 183

Глава 8. Фахверк (инженер В.М.Орлик)...........................................................................186

8.1. Общие положения...................................................................................... 186

8.2. Стойки фахверка........................................................................................ 186

8.3. Ригели фахверка......................................................................................... 189

8.4. Расчет элементов фахверка........................................................................ 193

Список литературы........................................................................................... 194

Глава 9. Перекрытия (кандидат техн.наук В.Ф.Беляев, инженер Л.К.Шувалов)...............195

Литература........................................................................................................ 197

Глава 10. Переходные площадки, лестницы, стремянки и ограждения

(инженер В.П.Савельев)..................................................................................198

10.1. Общие положения. Нагрузки................................................................... 198

10.2. Типовые конструкции.............................................................................. 198



Глава 11. Легкие металлические конструкции одноэтажных зданий

(д-ра техн.наук А.М.Чистяков, В.И.Трофимов, Ф.Ф.Томплон. кандидаты техн.наук Ю.Я.Смжаков, П.Г.Еремеев, Э.Л.Айрумян, Ю.С.Максимов, А.М.Ларионов, инженеры Г.Н.Беккер. А.В.Рожков).....................................202

11.1. Общие положения....................................................................................202

11.2. Область применения.................................................................................203

11.3. Здания многоцелевого назначения...........................................................205

11.3.1. Здания из конструкций типа Молодечно ...................................205

11.3.1.1. Покрытие............................................................................206

11.3.1.2. Колонны и вертикальные связи..........................................208

11.3.1.3. Подкрановые балки.............................................................208

11.3.1.4. Стойки фахверка.................................................................208

11.3.2. Здания из конструкций типа Канск ...........................................210

11.3.3. Здания из конструкций типа Кисловодск ..................................213

11.3.4. Здания из конструкций типа Орск .............................................214

11.3.5. Здания с пространственным решетчатым покрытием из прокатных профилей типа Москва ............................................216

11.3.6. Покрытия с применением стропильных и подстропильных

ферм из прокатных профилей типа Житомир ...........................219

11.3.7. Здания и покрытия из конструкций тина Алма-Ата ..................223

11.3.7.1. Здания из конструкций тина Алма-Ата ...........................223

11.3.7.2. Покрытия со стронильными балками системы Алма-Ата ...................................................................................225

11.3.8. Здания из арочных конструкций с применением гнутых профилей......................................................................................228

11.3.9. Здания из конструкций типа Тагил ............................................235

11.3.10. Инвентарные здания из складывающихся секций.......................236

11.3.11. Арочные щитовые здания............................................................238

11.3.12. Здания с рамными конструкциями из двутавров переменной жесткости....................................................................................239

11.4. Мембранные металлические конструкции покрытий...............................242

Список литературы...........................................................................................246

Глава 12. Стальные конструкции покрытий больших пролетов

(инженер А.И.Петраков, д-р техн.наук В.А.Савельев,

кандидат техн.наук И.Л.Ружанский)..........................................................248

12.1. Балочные покрытия..................................................................................249

12.1.1. Характеристика..............................................................................249

12.1.2. Схемы............................................................................................249

12.1.3. Компоновка...................................................................................250

12.1.4. Конструктивные решения и расчет...............................................252

12.2. Рамные покрытия.....................................................................................255

12.2.1. Характеристика..............................................................................255

12.2.2. Расчет............................................................................................256

12.2.3. Конструктивные решения .............................................................256

12.3. Арочные покрытия...................................................................................259

12.3.1. Характеристика..............................................................................259

12.3.2. Расчет арок....................................................................................260

12.3.3. Конструктивные решения .............................................................263

12.4. Пространственные стержневые системы..................................................264

12.4.1. Стержневые плиты........................................................................266

12.4.2. Цилиндрические сетчатые оболочки.............................................269

12.4.3. Сетчатые оболочки двоякой кривизны..........................................269

12.4.3.1. Конструктивные схемы.......................................................270

12.4.3.2. Узлы и детали.....................................................................276

12.4.3.3. Особенности изготовления и монтажа................................279

12.4.3.4. Методы расчета...................................................................280

12.5. Конструкции покрытий висячего типа.....................................................285

12.5.1. Общие положения. Классификация..............................................285

12.5.2. Тенденции развития и примеры решений.....................................286



12.5.3. Нагрузки и воздействия................................................................294

12.5.3.1. Снеговая нагрузка...............................................................294

12.5.3.2. Ветровая нагрузка...............................................................297

12.5.3.3. Сейсмические воздействия .................................................299

12.5.4. Принципы расчета висячих систем...............................................304

12.5.5. Материалы и конструкция узлов и деталей гибких элементов.....306

12.5.5.1. Стальные канаты, пучки из высокопрочной

проволоки, арматурные стержни........................................306

12.5.5.2. Полосовая и рулонная сталь. Мембранные покрытия........309

12.5.5.3. Опорные контуры...............................................................312

Список литературы...........................................................................................313

Раздел II. Листовые конструкции

Глава 13. Конструкции комплексов доменный печей и газоочисток

(кандидаты техн.наук В.Я.Мшлер, Г.П.Кандаков, А.Е.Любин, И.Б.Тарасов)...........314

13.1. Общие сведения .......................................................................................314

13.2. Конструктивные решения........................................................................317

13.2.1. Доменная печь............................................................................... 317

13.2.2. Блок воздухонагревателей............................................................. 338

13.2.3. Пылеуловители с нисходящими газоотводами..............................344

13.2.4. Подъемники материалов на колошник..........................................346

13.2.5. Лифты............................................................................................349

13.2.6. Газоочистка...................................................................................352

13.3. Материалы конструкций.......................................................................... 354

13.4. Расчет конструкций комплекса доменных печей..................................... 355

13.4.1. Основные положения....................................................................355

13.4.2. Нагрузки и воздействия................................................................356

13.4.3. Нормативные коэффициенты и предельные деформации.............362

13.4.4. Расчет копра доменной печи.........................................................365

13.4.5. Расчет днища доменной печи........................................................ 367

13.5. Расчет футерованных конструкций.......................................................... 370

13.5.1. Общие положения.........................................................................371

13.5.2. Расчет доменных печей.................................................................371

13.5.3. Расчет лещади................................................................................379

13.5.4. Расчет воздухонагревателей...........................................................383

13.5.5. Расчет воздухопроводов горячего дутья........................................ 387

Список литературы...........................................................................................392

Глава 14. Газгольдеры (кандидат техн.наук М.И.Лукиенко, инженер В.А.Максимец).......393

14.1. Общие положения....................................................................................393

14.2. Газгольдеры высокого давления...............................................................393

14.2.1. Шаровые газгольдеры.................................................................... 394

14.2.2. Цилиндрические газгольдеры........................................................ 395

14.3. Газгольдеры переменного объема.............................................................395

14.3.1. Мокрые газгольдеры с вертикальными направляющими..............396

14.3.2. Сухие газгольдеры с гибкой секцией............................................405

Список литературы...........................................................................................406

Глава 15. Резервуары (кандидат техн.наук М.К.Сафарян, инженер В.А.Макси.мец) .......407

15.1. Общие сведения .......................................................................................407

15.1.1. Стали для несущих элементов резервуаров...................................407

15.2. Конструкция вертикальных цилиндрических резервуаров.......................408

15.2.1. Конструкция резервуаров со стационарной крышей ....................408

15.2.2. Конструкция резервуаров с понтоном...........................................408

15.2.3. Конструкция резервуаров с плавающей крышей...........................410

15.3. Расчет вертикальных цилиндрических резервуаров.................................411

15.3.1. Общие указания.............................................................................411

15.3.2. Расчет стенки резервуаров на прочность......................................411

15.3.3. Расчет стенки резервуаров на устойчивость..................................412

15.3.4. Расчет сопряжения стенки резервуаров с днищем........................413



1 ... 47 48 49 50 51