ГОСТ 24756-81 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий

4*иэ 5 топ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

СОЮЗА ССР

СОСУДЫ И АППАРАТЫ. НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЯ ДЛЯ АППАРАТОВ КОЛОННОГО ТИПА ОТ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК И СЕЙСМИЧЕСКИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

ГОСТ 24756-81 (СТ СЭВ 1644-79)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ

М atAII

УДК 66.023.23.001.24:006.354 Группа Г02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОСУДЫ И АППАРАТЫ.

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ Определение расчетных усилий для аппаратов

колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических

воздействий

Vessels and apparatuses. Norms and methods of strenght calculation. Rated strength calculation of column type apparatuses from wind loads and seismic influence ОКП 36 1510

ГОСТ 24756-81 (CT СЭВ 1644-79)

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15 мая 1981 г. № 2410 срок введения установлен

с 01.07. 1981 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт устанавливает метод определения расчетных усилий, возникающих в элементах аппаратов колонного типа постоянного и переменного по высоте сечений от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий.

Сочетания нагрузок при различном состоянии аппаратов колонного типа (монтаж, испытание, эксплуатация)—по ГОСТ 14249—80

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1644—79.

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

1.1. Расчету на ветровую нагрузку подлежат аппараты колонного типа,, высотой более 10 м при //>1,5 Z3_lllin, а также высотой менее 10 м при #>5 D_mln (где D_njjn—наименьший из наружных диаметров аппарата), устанавливаемые на открытом воздухе.

1.2. Расчету на сейсмическое воздействие подлежат аппараты колонного типа, предназначенные для установки в районах с сейсмичностью 7 и более баллов (по 12-балльной шкале).

1.3. Расчетная схема

1.3.1. В качестве расчетной схемы аппарата колонного типа принимают консольный упруго защемленный стержень (черт. 1).

Издание официальное

Перепечатка воспрещена

© Издательство стандартов, 1981

Расчетная схема аппарата колонного типа

1.3.2. Аппарат по высоте разбивается на z участков, где ft, <10 м.

1.3.3. Вес участка аппарата принимается сосредоточенным в середине участка.

Ветровая нагрузка, распределенная непрерывно по высоте аппарата, заменяется сосредоточенными горизонтальными силами, приложенными в серединах z участков.

Сейсмические силы прикладываются горизонтально в серединах z участков.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРИОДА СОБСТВЕННЫХ КОЛЕБАНИЯ

2.1. Период основного тона собственных колебаний аппарата постоянного сечения с приблизительно равномерно распределенной по высоте аппарата массой следует определять по формуле (1)

или по графику, приведенному на черт. 2.

При отсутствии данных о фундаменте в первом приближении допускается принимать Г» Го.

2.2. Период основного тона собственных колебаний аппарата переменного сечения следует определять по формуле (3)

аде Cf—определяется по данным инженерной геологии;

при отсутствии таких данных Cf выбирается в зависимости от плотности грунтов по табл. 1; a_t —относительное перемещение центров тяжести участков рассчитывается по формуле (4)

Н Xf

^а(=Т 2ElZ Pi+ Hcfiy > (⁴)

аде /31 —.коэффициент, определяемый по черт. 3.

7 — коэффициент, определяемый по формуле (5).

_Т=Ж-[^₍Д+М + Яз₁х₊2Л-//₁.Я_г-Я₃ ] (5)

Для аппаратов с двумя переменными жесткостями 1\ и 1% в формуле (5) следует принимать Я₃=0, то же по черт. 4; А, К , —определяют по черт. 4.

Таблица 1

Примечание. Данные, приведенные в табл. 1, относятся к опорной площади более 10 м². При меньшей площади значения, указанные в табл. 1,

3,2

необходимо умножить на '-у—., где Aj? —площадь бетонного фундамента, м².

у А р

2.3. Общий период колебаний для групповых аппаратов, установленных на общем фундаменте и жестко связанных в горизонтальном направлении, следует -определять по формуле (6)

Период tro/teSaMu Т_а

Го, ^с

Черт. 2

Т = 3,631/ . (6)

Р 'If

2.4. Допускается определять период собственных колебаний Г, например, при числе переменных жесткостей более 3, другими методами.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗГИБАЮЩЕГО МОМЕНТА ОТ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ

3.1. Изгибающий момент в расчетном сечении на высоте хо< следует определять по формуле (7)

flk ? fii

Коэффициенты А, \_} и

п т

M_v = Е Р/(*_г—*«,) + Т Мг,у /=1 у-1

(7)

3.2. Ветровая нагрузка на t-м участке

Pi —Pi st^rPi dyrr (8)

3.3. Статическая составляющая ветровой нагрузки на t-м участке

Pi st=4i st-Di-hf (9)

3.4. Динамическая составляющая ветровой нагрузки на t-м участке

Pi (10)

3.5. Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки на середине t’-ro участка аппарата

4ist=4*Qi-K> О¹)

где <7о — определяют по табл. 2;

0 — определяют по черт. 6;

К — принимают по черт. 5.

Таблица 2

3.6. Коэффициент £ в зависимости от параметра

_ TV<?о I. тУдо

~ 840 \ 270

(12)

следует определять по графику, приведенному на черт. 7, а коэффициент v — по табл. 3.

Таблица 3

Пр имечание, Промежуточные значения коэффициента в таблицах определяют линейной интерполяцией.

АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ КОЭФФИЦИЕНТЫ

Круговой цилиндр

Площадка* (общая площадь)

Площадка** (отдельный профиль)

/(=0,85

*—1,4

* Учитывается общая площадь А/, включая площадки.

** Учитывается сумма всех проекций профилей площадки 2 А_р на плоскость, перпендикулярную к направлению ветра.

Примечание. Допускается уменьшать К до ОД если отношение шероховатости поверхности к диаметру аппарата меньше 2*10—⁴

Черт. 5

3.7. Приведенное относительное ускорение центра тяжести /-го участка

2 ak-m_k-P_kst

ч/=«г=4-, (13)

2 eJ-G*

*=1

где cn_h a_k — относительное перемещение i-го и fe-ro участка при основном колебании (п. 2.2); m_kt rrij определяют по черт. 8.

3.8. Изгибающий момент в расчетном сечении на высоте Хо от действия ветровой нагрузки на обслуживающую площадку / следует определять по формуле (14)

M_vJ= l,4q₀Qj(Xj—х₀)(1 +0,75$ (14)

При отсутствии точных данных о форме площадки изгибающий момент M_vJ определяют по формуле (15)

80 6;

Черт. 6

Коэффициент $

i

m_k,mj

Черт. 8

где

M_vj=0,85q₀Qj(Xj—х₀)(1 +0,75? *jtnj)Aj,

Aj—приведены на черт. 5;

%j—определяют по черт. 9;

Ш| — определяют по черт. 8;

0у—определяют по черт. 6.

Коэффициент

-О

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАСЧЕТНЫХ УСИЛИЙ ОТ СЕЙСМИЧЕСКИХ

ВОЗДЕЙСТВИЙ

4.1. Изгибающий момент с учетом влияния высших форм колебаний.

4.1.1. Расчетная сейсмическая сила в середине г-го участка для первой формы колебаний колонны определяют по формуле (16)

_{%Gk‘ <*k

г

2

*=1

(i6>

где p — определяют по черт. 10;

K_s — выбирают в зависимости от района установки колонны по табл. 4;

^ai> ^ak— определяют по п. 3.2.

Таблица 4

4.1.2. Максимальный изгибающий момент в нижнем сечении колонны при учете только первой формы колебаний определяют по формуле (17)

М_тах= 2 S_rx, (17)

/==1

4.1.3. Расчетный изгибающий момент Mr в сечении лг₀ с учетом влияния высших форм колебаний следует выбирать в зависимости от М_тах по эпюре черт. 11.

Расчетный изгибающий момент с учетом влияния высших форм колебаний при необходимости устанавливают специальными методами.

4.1.4. При отсутствии данных о фундаменте для аппаратов постоянного сечения с приблизительно равномерно распределенной по высоте аппарата массой допускается расчетный изгибающий момент в сечении хо определять по формуле (18)

M_r=K_s-$GH.C_a,

где С_х — определяют по графику, приведенному на черт. 12.

о 0,2 о,В 1,0 1_f8 2,2

Т,с

Черт. 10

Эпюра для определения изгибающего момента

Черт. 12

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ВЕЛИЧИН, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ РАСЧЕТЕ

Ср—коэффициент неравномерности сжатия грунта, Н/м³ (тс/м³);

С х— коэффициент;

g — ускорение силы тяжести, м/с² (м/ci²); h t — высота t-ro участка колонны, м (м); т — число площадок над расчетным сечением;

/п#, ntj — коэффициенты пульсации скоростного напора для середины соответственно k-ro участка на высоте и /-й площадки на высоте xj\ п —■ число участков над расчетным сечением;

q₀ — нормативный скоростной напор ветра на высоте 10 м над поверхностью земли, Н/м² (кгс/см²);

qist — нормативное значение статической составляющей, Н/м² (кгс/м*);

Х{— расстояние от середины 6-го и t-ro участка до поверхности земли, м (м);

Хо — высота расчетного сечения аппарата до поверхности земли, м (м); х/—высота обслуживающей площадки от поверхности земли, м (м); г — число участков;

— число аппаратов;

Dt — наружный диаметр t-ro участка колонны, м (м);

Е — модуль продольной упругости материала колонны при расчетной температуре, Н/м² (тс/м²);

G — о!бщий вес колонны, Н (тс);

Ofz, G(—вес £-го и t-ro участка колонны, Н (тс);

Gi— вес каждого отдельного аппарата, Н (тс);

И — высота колонны, м (м);

Hi—общая высота каждого отдельного аппарата, м (м);

I — момент инерции верхнего основного металлического сечения аппарата относительно центральной оси, м⁴ (м⁴);

1_Р — минимальный момент инерции подошвы фундамента, м⁴ (м⁴);

К — аэродинамический коэффициент;

К _s — сейсмический коэффициент;

Almax— максимальный изгибающий момент в нижнем сечении колонны, Н-м (кгс*м);

М р— расчетный изгибающий момент в сечении х₀, Н*м (кгс*м);

M_v—изгибающий момент в расчетном сечении на высоте хо от действия ветра, Н-м (кгс-м);

M_Pj — изгибающий момент от действия ветра на обслуживающую площадку / на высоте х₀, Н*м (кгс*м);

Р( — горизонтальная сила от действия ветра на /-м участке, Н (кгс) ;

Pi dyn—динамическая составляющая ветровой нагрузки на £-м участке, Н (кгс)з

Р 1st— статическая составляющая от ветровой нагрузки на 1-и участке. Н (кгс);

Si — расчетная сейсмическая сила в середине t-ro участка, Н (кгс);

Т — период собственных колебаний, с (с) j ^al> ^ak—-относительное перемещение центров тяжестй участков, VH-м (7тс-м)

Р — коэффициент динамичности при сейсмической нагрузке;

Pf, Ра —коэффициенты;

§—-коэффициент динамичности при ветровой нагрузке;

А, 7, Р-, е —безразмерные параметры;

коэффициент, устанавливающий корреляцию пульсации скорости — коэффициент;

в*, 0_;* — коэффициенты, учитывающие изменение скоростного напора соте аппарата;

«приведенное относительное ускорение центра тяжести t-ro

ветра; по вы-участка.

Редактор И. М. Уварова Технический редактор О. Я. Никитина Корректор Я. Л. Шнайдер

Сдано в наб. (02.06.81 Подп. к печ. 16.10.81 1,0 п. л. 0,82 уч.-изд. л. Тир. 12000 Цена 5 коп.

Ордена «Знак Почета» Издательство стандартов, 123557, Москва, Новопресненский пер., 3 Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256. Зак. 1510

Ц«К1 $ KOI).

ОСНОВНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ

ПРОИЗВОДНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ,ИМЕЮЩИЕ СОБСТВЕННЫЕ НАИМЕНОВАНИЯ

* В эти дьа Hbiptiл.сийл lixv.Artt, наравне с осмекЯЬЫи единицами СИ» доиодхйтельная

единица—Щйрждш*в>