Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

 

G_Amax = G_K+G_НУ+G_ВУ+G_из.+G_В,                  (101)

 

где G_В ¾ вес воды.

 

G_В=((p×(D_B)²/4)×H_Ц+2×V_д)×(r_воды)²⁰×g,                    (102)

 

G_B = ((3,14×1,2²/4)×25,9+2×0,45)×1000×9,81=296,039 кН,

 

G_max=410,77+34,207+41,077+28,3+296,039=810,393 кН.

 

 

6.2 Выбор опоры

 

С учетом минимального веса аппарата G_А=810,393 кН по ОСТ 26-467-78 выбирается опора 3 типа с кольцевым опорным поясом, показан на рисунке , со следующими основными размерами:

    высота опоры H₁=2000 мм;

    наружный диаметр кольца D₁=1480 мм;

    диаметр D₂=1150 мм;

диаметр D_б=1360 мм;

    толщина стенки опоры s₁=10 мм;

толщина стенки опоры s₂=20 мм;

толщина стенки опоры s₃=20 мм;

    число болтов z_б=16 шт.;

диаметр отверстия под болт d₂=35 мм;

диаметр болтов d_б=М30.

 

Рисунок 11 – Конструкция цилиндрической опоры 3 типа

 

7 Расчет на ветровую нагрузку

 

Цель расчета: определение расчетных усилий для колонны от ветровых нагрузок.

Исходные данные для расчета:

– высота колонны H=30,3 м;

– коэффициент неравномерности сжатия грунта C_F=2×10⁸ H/м³;

– скоростной напор ветра 0,0005 МН/м²;

– модуль продольной упругости Е=1,75×10⁵ МПа;

 

7.1 Определение периода собственных колебаний колонны

 

Колонну разбиваем по высоте на три участка. Расчетная схема показана на рисунке 12. Вес участка аппарата принимают сосредоточенным в его середине. Нагрузку от веса аппарата прикладывают вертикально, а ветровую горизонтально.

 

 

 

Рисунок 12 – Расчетная схема колонны

 

Период основного тона собственных колебаний аппарата переменного сечения следует определим по формуле

 

                   T=2×H ,         (103)

    где a_i - относительное перемещение центров тяжести участков рассчитываемое по формуле

 

,                          (104)

 

где b_i - коэффициент, определяемый по формуле

 

,                          (105)

 

g - коэффициент, определяемый по формуле

 

,                (106)

 

    D , l , m - определяют по формулам:

 

,                                (107)

 

,                            (108)

,                                  ( 109)

 

Момент инерции сечения аппарата найдем по формуле

 

,                                  (110)

 

м⁴;

 

м⁴;

 

м⁴.

 

 

Момент сечения подошвы фундамента

 

,                                           (111) 

 

м⁴.

 

Проведем расчет по формулам (102)…(108)

 

 

,

 

,

 

,

 

.

 

,

 

,

 

 

,

 

,

 

,

 

 

 

7.2 Определение изгибающего момента от ветровой нагрузки

 

При расчете ветровая нагрузка, распределенная непрерывно по высоте аппарата, заменяется сосредоточенными горизонтальными силами P_i, приложенными в серединах участков, как показано на рисунке 12.

Изгибающий момент в расчетном сечении на высоте  следует определять по формуле

 

,                                 (112)

где M_vJ - ветровой момент от действия ветра на площадки обслуживания, Н×м.

 

Ветровая нагрузка на i - м участке

 

,                              (113)

 

Статическая составляющая ветровой нагрузки на i - м участке

 

                                  ,                                 (114)

 

Динамическая составляющая ветровой нагрузки на i - м участке

 

                                                                          (115)

 

Нормативное значение статической составляющей ветровой нагрузки на середине i - го участка аппарата

 

                                    ,                                       (116)

 

где q ₀ - определяется по ГОСТ Р 51273-99, q₀=230 H/м²;

 

,                                       (117)

 

для аппаратов круглого сечения K = 0,7.

 

          

 

Коэффициент динамичности x находится в зависимости от параметра

 

.                                          (118)

 

Коэффициент динамичности x определяется по формуле

 

.                                          (119)

Коэффициент пространственной корреляции пульсации ветра n определяют по формуле

 

.                                (120)

      Приведенное относительное ускорение центра тяжести i - го участка

 

,                               (121)

 

где a _i , a _n - относительное перемещение i - го и n - го участка при основном колебании

 

      Если X > 10, то

,                                       (122)

 

      Если X £ 10, то m _n = 0,6.

 

Изгибающий момент в расчетном сечении на высоте   от действия ветровой нагрузки на обслуживающую площадку следует определять по формуле

 

           ,         (123)

 

где А_J - общая площадь, включенная в контур площадки, м².

 

Коэффициент c_J по формуле

                                (124)

Проведем расчет по формулам (111)…(123).

 

 

 

,

 

,

 

 

,

 

,

 

,

 

 

 

m₂=0,6,

 

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

м²,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

,

 

 

 

8 Расчёт корпуса аппарата от совместного действия всех нагрузок [5]

 

Цель расчёта: Проверка аппарата на прочность и устойчивость в результате совместного действия всех нагрузок

 

    Исходные данные:

    p – расчётное давление, P_R=11 МПа;

    D – внутренний диаметр аппарата, D=1200 мм;

    s – толщина стенки аппарата, S=50 мм;

    c – сумма прибавок к толщине стенки, С=2 мм;

    F – расчётное осевое сжимающее усилие в сечении У-У , F = 0,81 МН ;

    М – расчётный изгибающий момент в сечении У-У , М = 0,206 МН×м ;

    f_т – коэффициент прочности кольцевого сварного шва , f_т =1;

    f_p – коэффициент прочности продольного сварного шва , f_p=1.

 

 

 

        

Рисунок 13 – Расчётная схема аппарата

        

 

8.1 Проверка корпуса аппарата на прочность

 

8.1.1 Проведем расчет для рабочего условия

Рассчитываем продольные напряжения на наветренной стороне по формуле

 

,            (125)

 

где F – осевое сжимающие усилие при рабочих условиях, F=0,537 МН;

 

 

Рассчитываем продольные напряжения на подветренной стороне по формуле

 

 ,              (126)

 

.

 

Кольцевые напряжения рассчитываем по формуле

 

,                                            (127)

 

МПа.

 

Рассчитываем эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле

 

,                                 (128)

 

 МПа.

 

Рассчитываем эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле

 

 ,                              ( 129)

 

.

 

Проверяем условие прочности по следующим условиям

 

- на наветренной стороне

 

 ,                                (130)

 

124,04 МПа < 145×1 МПа.

 

- на подветренной стороне

 

,                                (131)

 

124,31 МПа<145 МПа.

 

Условие прочности выполняются.

 

8.1.2 Проведем расчет при условии монтажа

Рассчитываем продольные напряжения на наветренной стороне по формуле

 

,                 (132)

 

где F – осевое сжимающие условие при монтаже, F=0,514 МН;

 

По ГОСТ Р 51274 – 99 при условии монтажа p=0 МПа.

     

.

 

Рассчитываем продольные напряжения на подветренной стороне по формуле

 

 ,              (133)

 

.

 

Кольцевые напряжения рассчитываем по формуле

 

,                                            (134)

 

МПа.

Рассчитываем эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле

 

,                                   (135)

 

 МПа.

 

Рассчитываем эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле

 

 ,                                ( 136)

 

.

 

Проверяем условие прочности по следующим условиям

 

- на наветренной стороне

 

 ,                                (137)

 

0,954 МПа < 145×1 МПа.

 

- на подветренной стороне

 

,                                (138)

 

6,635 МПа<145 МПа.

 

Условия прочности выполняются.

 

 

8.2 Проверка корпуса аппарата на устойчивость

 

Проверка устойчивости для рабочего условия и при условии испытания.

Допускаемая сжимающая сила из условия прочности сечения У-У корпуса аппарата определяется по формуле

 

                                ,                                (139)

 

.

 

Допускаемая осевая нагрузка из условия местной устойчивости формы определяется по формуле

 

,                (140)

 

MH,

 

МН.

Допускаемая осевая сжимающая сила из условия устойчивости формы определяется по формуле

 

,                           (141)

 

где l – гибкость аппарата;

 

 ,

,

МН,

.

 

Определяем эквивалентную сжимающую осевую силу по формуле

 

,                                ( 142)

 

.,

 

.

 

Определяем допускаемый изгибающий момент из условия прочности

 

,                                   ( 143)

 

.

 

Определяем допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости

 

,          (144)

 

.

.

 

Определяем допускаемый изгибающий момент по формуле

 

,                                     (145)

 

.

 

.

 

Проверяем аппарат на устойчивость от совместного действия нагрузок по условию

 

 ,                                   (146)

 

При условиях испытания

 

,

 

Условие выполняется.

При рабочих условиях

 

 

Условие устойчивости выполняется, следовательно, аппарат сохраняет прочность и устойчивость под действием совместно действующих нагрузок.

 

9 Расчет опоры

 

Цель расчёта: проверка опоры аппарата на прочность и устойчивость.

 

    Исходные данные:

    p – расчётное давление, P_R=0,11 МПа;

    D – внутренний диаметр опоры, D=1200 мм;

    s – толщина стенки обечайки опоры, S=8 мм;

    c – сумма прибавок к толщине стенки, С=2 мм;

    F – расчётное осевое сжимающее усилие в сечениях, F = 0,81 МН ;

    М – расчётный изгибающий момент в сечениях, М=0,206 МН×м ;

    f_т – коэффициент прочности кольцевого сварного шва, f_т =1;

    f_p – коэффициент прочности продольного сварного шва, f_p=1.

 

 

        

 

1:5

D

                                                                                                              

 

 

 

        

Рисунок 14 – Расчётная схема цилиндрической опоры

 

 

9.1 Проверка обечайки опоры на прочность

 

9.1.1 Проведем расчет обечайки для рабочего условия

Рассчитываем продольные напряжения на наветренной стороне по формуле

 

,            (147)

 

где F – осевое сжимающие усилие при рабочих условиях, F=0,537 МН;

 

 

Рассчитываем продольные напряжения на подветренной стороне по формуле

 

 ,              (148)

 

.

 

Кольцевые напряжения рассчитываем по формуле

 

,                                            (149)

 

МПа.

 

Рассчитываем эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле

 

,                                 (150)

 

 МПа.

 

Рассчитываем эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле

 

 ,                              ( 151)

 

.

 

Проверяем условие прочности по следующим условиям

 

- на наветренной стороне

 

 ,                                (152)

 

12,1 МПа < 145×1 МПа.

 

- на подветренной стороне

 

,                                (153)

 

48,61 МПа<145 МПа.

 

Условие прочности выполняются.

 

9.1.2 Проведем расчет обечайки при условии монтажа

Рассчитываем продольные напряжения на наветренной стороне по формуле

 

,            (154)

 

где F – осевое сжимающие условие при монтаже, F=0,514 МН;

 

По ГОСТ Р 51274 – 99 при условии монтажа p=0 МПа.

     

.

 

Рассчитываем продольные напряжения на подветренной стороне по формуле

 

 ,              (155)

 

.

 

Кольцевые напряжения рассчитываем по формуле

 

,                                            (156)

 

МПа.

Рассчитываем эквивалентные напряжения на наветренной стороне по формуле

 

,                                 (157)

 

 МПа.

 

Рассчитываем эквивалентные напряжения на подветренной стороне по формуле

 

 ,                              ( 158)

 

.

 

Проверяем условие прочности по следующим условиям

 

- на наветренной стороне

 

 ,                                (159)

 

11,5 МПа < 145×1 МПа.

 

- на подветренной стороне

 

,                                (160)

 

43,8 МПа<145 МПа.

 

Условия прочности выполняются.

 

9.1.3 Проверка прочности сварного шва соединяющего корпус аппарата и опорную обечайку

 

 

Проверку прочности проведем по формуле

,                    (161)

 

где а – катет сварного шва, а=2 мм;

[s]₀ – допускаемое напряжения для материала опоры, [s]₀=145 МПа.

 

,

 

.

 

Условие выполняется.

 

9.1.4 Проверка устойчивости опорной обечайке

 

Проверку устойчивости в сечение Z-Z проведем по формуле

 

,                               ( 162)

 

где [F] – допускаемое осевое усилие, определяем по ГОСТ 14249, [F]=3,109 МПа;

 [M] – допускаемый изгибающий момент, определяем по ГОСТ 14249, [M]=0,867 МН×м;

j₁, j₂, j₃ – коэффициенты , j₁=0,99, j₂=0,96, j₃=0.

 

 

 

0,51£1

 

Условие выполняется.

 

9.2 Расчет Элементов опорного узла

 

9.2.1 Рассчитаем толщину нижнего опорного кольца s₁ по формуле

 

,                (163)

 

где c₁ – коэффициент, находится по графику [4], c₁=0,85;

b₂ – расстояние от обечайки до внешнего края нижнего кольца, b₂=125 мм;

[s]_A – допускаемое напряжение для материала опоры, [s]_A=142 МПа;

b₁ – ширина нижнего опорного кольца, b₁=330 мм;

D_б – диаметр окружности анкерных болтов, D_б=1360 мм;

s₀ – исполнительная толщина обечайки опоры, s₀=8 мм.

 

,

 

.

 

Принимаем s₁=20 мм.

 

 

Библиография

1 ОСТ 26-291-94

2 ГОСТ 14249-89. Нормы метода расчета на прочность

3 ГОСТ 24755-89. нормы и методы расчета на прочность укреплений отверстий

4 ГОСТ Р 51274-99. Сосуды и аппараты колонного типа, нормы и методы расчёта на прочность. – М.: Издательство стандартов, 1999. – 11 с.