Крупнейшая бесплатная информационно-справочная система онлайн доступа к полному собранию технических нормативно-правовых актов РФ. Огромная база технических нормативов (более 150 тысяч документов) и полное собрание национальных стандартов, аутентичное официальной базе Госстандарта. GOSTRF.com - это более 1 Терабайта бесплатной технической информации для всех пользователей интернета. Все электронные копии представленных здесь документов могут распространяться без каких-либо ограничений. Поощряется распространение информации с этого сайта на любых других ресурсах. Каждый человек имеет право на неограниченный доступ к этим документам! Каждый человек имеет право на знание требований, изложенных в данных нормативно-правовых актах!

  


|| ЮРИДИЧЕСКИЕ КОНСУЛЬТАЦИИ || НОВОСТИ ДЛЯ ДЕЛОВЫХ ЛЮДЕЙ ||
Поиск документов в информационно-справочной системе:
 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОСУДЫ И АППАРАТЫ.
АППАРАТЫ КОЛОННОГО ТИПА

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

ГОСТ 24757-81
(СТ СЭВ 1645-79)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

Москва

 

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОСУДЫ И АППАРАТЫ.
АППАРАТЫ КОЛОННОГО ТИПА

Нормы и методы расчета на прочность

Vessels and apparatus. Apparatus of column type. Norms and methods of strength calculations

ГОСТ
24757-81

(СТ СЭВ 1645-79)

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15 мая 1981 г. № 2411 срок введения установлен

с 01.07.81

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на аппараты колонного типа по ГОСТ 24305-80. Стандарт устанавливает методы расчета на прочность колонных аппаратов, работающих под действием внутреннего, избыточного или наружного давления, собственного веса и изгибающих моментов от ветровых нагрузок или сейсмических воздействий, а также изгибающих моментов, возникающих от действия ветровых нагрузок.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1645-79.

1. РАСЧЕТНЫЕ СЕЧЕНИЯ

1.1. При расчете колонного аппарата устанавливаются следующие основные расчетные сечения:

поперечные сечения корпуса колонны, переменные по толщине стенки или диаметру (I-I, II-II, ..., Z-Z по черт. 1); для аппаратов постоянного сечения (по диаметру и толщине стенки) - только поперечное сечение в месте присоединения опорной обечайки;

поперечное сечение в месте присоединения опорной обечайки к корпусу колонны (Z-Z по черт. 1, 2);

поперечное сечение опорной обечайки в местах расположения отверстий (X-X по черт. 1, 2);

поперечное сечение в месте присоединения опорного кольца (Y-Y по черт. 1, 2).

Расчетные сечения колонного аппарата

Черт. 1

Цилиндрические опорные обечайки

Черт. 2

Примечание. Черт. 1 и 2 не определяют конструкцию и приведены только для указания расчетных размеров.

1.2. Для расчета местных нагрузок следует рассмотреть дополнительные расчетные сечения (А-А, В-В по черт. 1).

Термины, использованные в стандарте, и их условные обозначения приведены в справочном приложении.

2. РАСЧЕТНЫЕ НАГРУЗКИ И РАСЧЕТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА

2.1. Расчетные давления

2.1.1. Расчетное давление p1 в рабочих условиях для каждого расчетного сечения и пробное давление р2, измеряемое в верхней части колонны, - по ГОСТ 14249-80.

2.1.2. Гидростатическое давление рн во время гидроиспытания колонны в вертикальном положении необходимо определять для каждого расчетного сечения по формуле

pН = g·(Н-х0).                                                                (1)

Для воды g = 10-5 Н/мм3 (10-3 кгс/см3)

2.2. Нагрузки от собственного веса.

При расчете колонн должны быть учтены следующие весовые нагрузки:

G1 - вес колонны в рабочих условиях, включая вес обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств и рабочей среды, Н (кгс);

G2 - вес колонны при гидроиспытании, включая вес жидкости, заполняющей колонну, Н (кгс);

G3 - максимальная нагрузка колонны от собственного веса в условиях монтажа, Н (кгс);

G4 - минимальная нагрузка колонны от собственного веса в условиях монтажа (после установки колонны в вертикальное положение), Н (кгс).

Примечание. Необходимо учитывать, что нагрузка от веса воды, заполняющей колонну в условиях испытания, действует только на нижнее днище и расчетные сечения опорной обечайки.

2.3. Расчетные изгибающие моменты

2.3.1. Максимальный изгибающий момент МG от действия эксцентрических весовых нагрузок, в том числе от присоединяемых трубопроводов и других нагрузок, необходимо определять для каждого расчетного сечения.

2.3.2. Изгибающие моменты MV от действия ветровых нагрузок - по ГОСТ 24756-81.

2.3.3. Изгибающие моменты от сейсмических воздействий МR по ГОСТ 24756-81.

2.4. Снеговые нагрузки.

При расчете колонных аппаратов снеговые нагрузки не учитывают.

2.5. Температурные нагрузки.

В случае необходимости температурные напряжения определяют специальными методами расчета.

2.6. Местные нагрузки.

Расчет локальных напряжений от местных нагрузок на колонне (например, трубопроводы, краны, лестницы и др.) производят по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке. Для этого необходимо определить общие мембранные напряжения в соответствующих дополнительных расчетных сечениях (А-А, В-В по черт. 1) sх и sу по п. 4.1.

2.7. Расчетная температура

Расчетную температуру для каждого элемента колонного аппарата следует определять по ГОСТ 14249-80.

Для элементов нижнего опорного узла опорных обечаек, которые приварены к корпусу колонны и изолированы, расчетную температуру в рабочих условиях определяют по формуле

tA = maх (tK -Dt; 20 °С),                                                 (2)

где Dt - перепад температуры по черт. 3.

Перепад температуры в опорной обечайке

Dt = 10 + 0,132h3 + 0,249·10-3·h3 - 0,305·10-6·h + 0,934·10-10·h

Черт. 3

Расчетная температура для условий испытания и монтажа принимается 20 °С.

3. СОЧЕТАНИЕ НАГРУЗОК

Колонный аппарат необходимо рассчитывать для следующих трех условий работы аппарата:

рабочие условия;

условия испытания;

условия монтажа.

Сочетания нагрузок для перечисленных условий приведены в таблице

Индекс условий работы

Условия работы

Давление р, МПа (кгс/см2)

Осевое сжимающее усилие, Н (кгс)

Расчетный изгибающий момент М, Н·мм,

(кгс·см)

Допускаемые напряжения, МПа (кгс/см2)

1

Рабочие условия

p1

F1 = G1

M1 = MG+ MV

В районах с сейсмичностью 7 и более баллов принимается большее из двух значений:

M1 = MG+ MV

M1 = MG+ MR

[s]A

[s]K

[s]О

2

Условия испытания

р2; pн

F2 = G2

M2 = MG+ MV

[s]A

3

Условия монтажа

0

F3 = G3

 

 

 

 

Для анкерных болтов

Принимается большее из двух значений:

M3 = MG+ MV;

M3 = MG+ 0,8MV

 

 

 

 

 

В районах с сейсмичностью 7 и более баллов принимается большее из трех значений:

 

 

 

 

F4 = G4

M3 = MG+ MV

M3 = MG+ 0,8MV

M3 = MG+ MR;

 

Примечания:

1. При расчете моментов M V и M R исходят из общей весовой нагрузки в рабочих условиях.

2. При расчете момента M Vисходят из общей весовой нагрузки в условиях испытания.

3. При расчете моментов M V и M R исходят из общей весовой нагрузки в условиях монтажа M V, учитывают изоляцию.

4. КОРПУС КОЛОННОГО АППАРАТА

4.1. Стенка колонного аппарата должна быть рассчитана на прочность и устойчивость.

4.1.1. Расчет напряжений

Расчет напряжений следует проводить во всех сечениях, указанных в разделе 1, для рабочих условий (F=F1; M=M1; p=p1) и для условий монтажа (F=F3; М=М3; р=0).

4.1.2. Продольные напряжения sx следует рассчитывать:

на наветренной стороне по формуле (3)

sx= -+;                                 (3)

на подветренной стороне по формуле (4)

sx= --.                                  (4)

4.1.3. Кольцевые напряжения sy следует рассчитывать по формуле (5)

sy =                                                                (5)

4.1.4. Эквивалентные напряжения следует рассчитывать:

на наветренной стороне по формуле (6)

sЕ= ;                                      (6)

если sx < 0, то jТ = 1,0, если sy < 0, то jр = 1,0;

на подветренной стороне по формуле (7)

sЕ= ;                                    (7)

если sx< 0, то jТ = 1,0, если sy < 0, то jр = 1,0.

4.1.5. Проверку условий прочности следует проводить:

на наветренной стороне по формуле (8)

max {|sx |; sЕ} £ [s]К·jТ;                                              (8)

если sx< 0, то jТ = 1,0;

на подветренной стороне по формуле (9)

max {|sx |; sЕ} £ [s]К·jТ;                                             (9)

если sx< 0, то jТ = 1,0;

4.2. Проверка устойчивости

Проверку устойчивости следует проводить для рабочих условий, условий испытания и монтажа.

4.2.1. Колонны, работающие под внутренним избыточным давлением, и колонны, работающие без давления.

Если толщина стенки s3 опорной обечайки меньше или равна толщине стенки самой нижней обечайки колонны и механические свойства материала опорной обечайки не выше соответствующих свойств материала обечайки колонны, то расчет колонного аппарата не производят. В этом случае достаточно провести проверку устойчивости опорной обечайки по п. 5.3. Для остальных колонн проверку устойчивости следует проводить для каждого основного расчетного сечения по формуле (10).

 1,0.                                                                                                                                                (10)

Нагрузки принимают в соответствии с таблицей.

Значения [F] и [М] определяют по ГОСТ 14249 - 80, соответственно, для рабочих условий, условий испытания и монтажа.

4.2.2. Колонны, работающие под наружным давлением

Для условий испытания и монтажа проверку устойчивости необходимо проводить в соответствии с требованиями п. 4.2.1.

Для рабочих условий проверку устойчивости для каждого основного расчетного сечения, следует проводить по формуле (11)

 1,0,                                                                                                                                                (11)

где [р], [F], [М] - определяют по ГОСТ 14249-80 для рабочих условий.

5. РАСЧЕТ ОПОРНОЙ ОБЕЧАЙКИ

5.1. Расчет опорной обечайки следует проводить для рабочих условий и для условий испытания. Расчетные нагрузки в сечениях Z-Z (Fz = Gz; Мz) и Y-Y (FY=GY; MY) следует принимать в соответствии с таблицей. Для сечения Х-Х используют расчетные нагрузки сечения Y-Y.

5.2. Проверку прочности сварного шва, соединяющего корпус колонны с опорной обечайкой (сечение Z-Z по черт. 1, 2), следует проводить по формуле (12)

sx = ·min{[s]0; [s]К}                                                                                                                                                (12)

Толщина сварного шва а1 приведена на черт. 4

5.3. Проверку устойчивости опорной обечайки в зоне отверстия (сечение Х-Х по черт. 1, 2) следует проводить по формуле (13)

,                                                                                                                                                (13)

где [F], [M] - определяют по ГОСТ 14249-80;

y1, y2, y3 - коэффициенты, определяемые соответственно по черт. 5, 6 и 7.

Если в сечении Х-Х несколько отверстий, то расчет следует проводить для наибольшего из отверстий по формуле (13) при условии, что для остальных отверстий коэффициенты y1 и y2 более 0,95. Если не соблюдены условия y1 > 0,95 и y2 > 0,95, то проверку устойчивости необходимо проводить по формуле (13) при

                             

где A, W, Ys - соответственно площадь, наименьший момент сопротивления и координата центра тяжести наиболее ослабленного поперечного сечения.

5.4. Если в опорной обечайке есть кольцевой шов, то проверку следует проводить по формуле (14)

sx =                                                                                                                                                 (14)

где:y1, y2, y3 - коэффициенты, определяемые соответственно по черт. 5, 6 и 7.

Если кольцевой шов находится вне зоны отверстий, то коэффициенты

y1 = y2 = 1,0 и y3 = 0.

Узлы соединения опорной обечайки с корпусом колонны

Черт. 4

Черт. 5

Черт. 6

Черт. 7

6. РАСЧЕТ НИЖНЕГО ОПОРНОГО УЗЛА

6.1. Расчет нижнего опорного узла следует проводить для рабочих условий и для условий испытания. Расчетные нагрузки Fy и My принимают в соответствии с разд. 5.

6.2. Ширина опорного кольца

Ширина нижнего опорного кольца b1 устанавливается конструктивно, при этом необходимо соблюдать условие формулы (15)

b1 ³ b1R =                                                                                                                                                 (15)

Выступающая ширина нижнего опорного кольца должна удовлетворять условию

2d2 + 30 мм £ b2 £ b1.                                                                                                                                                                                                                                               (16)

6.3. Напряжение сжатия в бетоне следует рассчитывать по формуле (17)

sбет = [s]бет·                                                                                                                                                (17)

6.4. Напряжение в сварном шве нижнего опорного кольца.

Для опорного кольца в исполнении А (черт. 8) рассчитывают по формуле (18)

sх =                                                                                                                                                 (18)

Для опорных колец в исполнениях В, С, D (черт. 8) проверку по формуле (18) проводить не следует.

6.5. Толщину нижнего, опорного кольца в исполнениях А, В, С, D следует рассчитывать по формуле (19)

s4 ³ max                                                                                                                                                (19)

где c1=

1,0 - для опорного кольца исполнения А

по черт. 9 - для опорных колец исполнений В, С, D

Для опорного кольца исполнения А толщину s4 дополнительно следует проверить по формуле (20)

s4 ³ + с.                                                                                                                                                (20)

Если по формуле (19) или (20) будет получена величина s4 > 2s3 следует применять конструкции нижнего опорного узла исполнений С или D.

6.6. Толщину верхнего опорного элемента - кольца следует рассчитывать по формуле (21)

s5 ³ max                                          (21)

где c2 - коэффициент, определяемый по черт. 10

6.7. Толщина ребра

s7 = max                                      (22)

где c3=

2,0 - для исполнений опорного узла В и D (черт. 8)

1,0 - для исполнения опорного узла С (черт. 8)

Для конструкции ребер с соотношением  > 20 ребра необходимо дополнительно проверять на устойчивость.

6.8. Нагрузки стенки опорной обечайки от верхнего опорного элемента-кольца.

Местное напряжение изгиба следует рассчитывать по формуле (23)

                                                       (23)

где c4 - коэффициент, определяемый по черт. 11.

Для опорного узла исполнения С вместо b4 принимается b5, a для исполнения D (b6 +b7).

Проверку следует проводить по формуле (24)

s1x £ [s]п,                                                                 (24)

где [s]п - предельное напряжение изгиба принимается по действующей нормативно-технической документации.

6.9. Высота нижнего опорного узла исполнений С и D.

Исполнения опорного узла

Черт. 8

Высоту h1 опорного узла при выполнении условия b2 = b5, следует определять по формуле (25)

h1                                                                                                                                                                                                                                               (25)

при s5 » 2s3

Черт. 9

Черт. 10

Черт. 11

c5 = 1+ c7, c6 = 1 + 2c7

c7 =

Толщины s5, s7 и s3 необходимо рассчитывать дополнительно соответственно по пп. 6.6, 6.7 и 6.8.

7. РАСЧЕТ АНКЕРНЫХ БОЛТОВ

Расчет прочности анкерных болтов следует производить для рабочих условий и условий монтажа.

7.1. Число анкерных болтов п устанавливают конструктивно, при этом

п = 4, 6, 8, 10, 12, 16... далее кратно 4.

7.2. Внутренний диаметр резьбы анкерных болтов для колонн, устанавливаемых на бетонных фундаментах, следует определять по формуле (26)

d2 ³ c8+ c,                                                                                                                                                (26)

где c8 - коэффициент, определяемый по черт. 12.

Для условий монтажа FY = F4

Примечание. Если величина  > 1,0, то                                                                                                                                                                                    (27)

число болтов должно быть:

не менее 4 при М24 - для колонн диаметром D1<1400 мм;

не менее 6 при М30 - для колонн диаметром 1400 мм <D1£2200 мм;

при D1>2200 мм болты диаметром М36 мм устанавливают с шагом 1200 мм, но во всех случаях число болтов должно быть не более 12.

Черт. 12

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛАХ

а1 - толщина сварного шва в месте приварки опорной обечайки (черт. 4), мм (см);

а2 - толщина сварного шва в месте приварки опорной обечайки к нижнему кольцу (черт. 9), мм (см);

b1 - ширина нижнего опорного кольца (черт. 8), мм (см);

b1R - расчетная ширина нижнего опорного кольца, мм (см);

b2 - выступающая ширина нижнего опорного кольца (черт. 8), мм (см);

b3 - длина укрепляющего штуцера (черт. 5), мм (см);

b4 - длина верхнего опорного элемента (черт. 8), мм (см);

b5 - ширина верхнего опорного элемента (черт. 8), мм (см);

b6 - минимальное расстояние между двумя смежными ребрами (черт. 8), мм (см);

b7 - максимальное расстояние между двумя смежными ребрами (черт. 8), мм (см);

с - сумма всех прибавок к расчетным толщинам стенок;

d1 - средний диаметр укрепляющего элемента (черт. 5), мм (см);

d2 - внутренний диаметр резьбы анкерного болта, мм (см);

е1- диаметр окружности, вписанной в шестигранник гайки анкерного болта, мм (см);

е2 - расстояние между анкерным болтом и опорной обечайкой (черт. 8), мм (см);

h1 - высота опорного узла (черт. 2 и 8), мм (см);

h2 - высота фундамента (черт. 1, 2), мм (см);

h3 - высота опорной обечайки (черт. 1, 2), мм (см);

n - число анкерных болтов;

p1 - расчетное давление в рабочих условиях, измеряемое на высоте Х0 (внутреннее избыточное давление р > 0 или наружное давление р < 0), МПа (кгс/см2);

p2 - пробное давление, измеряемое в верхней части колонны, МПа (кгс/см2);

pн - гидростатическое давление в условиях испытания, измеряемое на высоте х0, МПа (кгс/см2);

[р] - допускаемое наружное давление, МПа (кгс/см);

s1 - исполнительная толщина стенки колонны в соответствующем расчетном сечении (черт. 1), мм (см);

s2 - исполнительная толщина стенки нижнего днища колонны (черт. 1, 2), мм (см);

s3 - исполнительная толщина стенки опорной обечайки (черт. 1, 2), мм (см);

s4 - исполнительная толщина нижнего опорного кольца (черт. 8), мм (см);

s5 - исполнительная толщина верхнего опорного элемента (черт. 8), мм (см);

s6 - исполнительная толщина укрепляющего штуцера (черт. 5), мм (см);

s7 - исполнительная толщина ребра (черт. 8), мм (см);

tA - расчетная температура опорного узлов рабочих условиях, °С;

tК - расчетная температура нижнего днища колонны в рабочих условиях, °С;

х0 - высота расчетного сечения над поверхностью земли (черт. 1), мм (см);

Аб - площадь поперечного сечения анкерного болта по внутреннему диаметру резьбы, мм2 (см2);

D1 - внутренний диаметр колонны в соответствующем расчетном сечении (черт. 1), мм (см);

D2 - максимальный диаметр колонны (включая изоляцию) (черт. 1), мм (см);

D3 - внутренний диаметр опорной обечайки (черт. 1 и 2) мм (см); у конических обечаек D3 - внутренний диаметр в соответствующем исследуемом расчетном сечении;

D4 - диаметр окружности анкерных болтов (черт. 1 и 2), мм (см);

F - расчетное осевое сжимающее усилие в соответствующем, расчетном сечении на высоте х0, Н (кгс) (без учета нагрузок, возникающих от внутреннего избыточного или наружного давления);

F1 - в рабочих условиях;

F2 - в условиях испытания;

F3 - в условиях монтажа;

[F] - допускаемое осевое сжимающее усилие, Н (кгс);

G - нагрузка от собственного веса, определяемая над соответствующим расчетным сечением на высоте х0, Н (кгс);

G1 - в рабочих условиях;

G2 - в условиях испытания;

G3 - в условиях монтажа (максимальная нагрузка от собственного веса);

G4 - в условиях монтажа (минимальная нагрузка от собственного веса);

Н - общая высота колонны от поверхности земли (черт. 1), мм (см);

М - расчетный изгибающий момент в соответствующем расчетном сечении на высоте х0, Н·мм (кгс·см);

МG - изгибающий момент от действия эксцентрических весовых нагрузок в соответствующем расчетном сечении на высоте х0, Н·мм (кгс·см);

MV - изгибающий момент от действия ветровых нагрузок в соответствующем расчетном сечении на высоте х0, Н·мм (кгс·см);

МR - расчетный изгибающий момент от сейсмических воздействий в соответствующем расчетном сечении на высоте х0, Н·мм (кгс·см);

M1, MG, MV, MR - в рабочих условиях;

M2, MG, MV, MR - в условиях испытания;

M3, MG, MV, MR - в условиях монтажа (без изоляции);

M4, MG, MV, MR - в условиях монтажа (с изоляцией);

[М] - допускаемый изгибающий момент, Н·мм (кгс·см);

g - удельный вес испытательной среды при гидроиспытании, Н/мм3 (кгс/см3);

c1, c2, c3, c4, c5, c6, c7, c8 - коэффициенты;

sх - продольные напряжения, МПа (кгс/см2);

sy - кольцевые напряжения, МПа (кгс/см2);

sE - эквивалентное напряжение, МПа (кгс/см2);

s бет - напряжение бетона на сжатие, МПа (кгс/см2);

s - местное напряжение изгиба в опорной обечайке, МПа (кгс/см2);

[s]А - допускаемое напряжение для соответствующего элемента опорного узла, МПа (кгс/см2);

[s]К - допускаемое напряжение для корпуса колонны, МПа (кгс/см2);

[s]О - допускаемое напряжение для опорной обечайки, МПа (кгс/см2);

[s]А, [s]К, [s]О - в рабочих условиях;

[s]А, [s]К, [s]О - в условиях испытания и монтажа;

[s]В - допускаемое напряжение в анкерных болтах по строительным нормам при соответствующем сочетании нагрузок, МПа (кгс/см2);

[s]бет - допускаемое напряжение бетона на сжатие, МПа (кгс/см2);

[s]п - предельное напряжение изгиба, МПа (кгс/см2);

jр - коэффициент прочности продольного сварного шва;

jт - коэффициент прочности кольцевого сварного шва;

js - коэффициент прочности сварного шва, присоединяющего опорную обечайку к корпусу колонны (черт. 4);

y1 y2 y3 - коэффициенты;

Dt - перепад температуры в опорной обечайке, °С.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Расчетные сечения. 1

2. Расчетные нагрузки и расчетная температура. 2

2.1. Расчетные давления. 2

2.2. Нагрузки от собственного веса. 3

2.3. Расчетные изгибающие моменты.. 3

2.4. Снеговые нагрузки. 3

2.5. Температурные нагрузки. 3

2.6. Местные нагрузки. 3

2.7. Расчетная температура. 3

3. Сочетание нагрузок. 4

4. Корпус колонного аппарата. 4

5. Расчет опорной обечайки. 6

6. Расчет нижнего опорного узла. 8

7. Расчет анкерных болтов. 11

Приложение Условные обозначения, применяемые в расчетных формулах. 12

 

 






ГОСТЫ, СТРОИТЕЛЬНЫЕ и ТЕХНИЧЕСКИЕ НОРМАТИВЫ.
Некоммерческая онлайн система, содержащая все Российские Госты, национальные Стандарты и нормативы.
В Системе содержится более 150000 файлов нормативно-технической документации, действующей на территории РФ.
Система предназначена для широкого круга инженерно-технических специалистов.

Рейтинг@Mail.ru Яндекс цитирования

Copyright © www.gostrf.com, 2008 - 2016