Скачать ГОСТ Р 51273-99 Сосуды и аппараты. Нормы и...
TRANSCRIPT
БЗ 9
-91/
294
Г О С Т Р 5 1 2 7 3 — 9 9
Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т Р О С С И Й С К О Й Ф Е Д Е Р А Ц И И
Сосуды и аппараты
Н О Р М Ы И М ЕТО Д Ы РАСЧЕТА НА П РО Ч Н О С Т Ь
Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок
и сейсмических воздействий
Издание официальное
ГОССТАНДАРТ РОССИИ Мо с к в а
сертификат гост
ГОСТ Р 51273-99
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Техническим комитетом ТК 260 «Оборудование химическое и газонефтеперерабатывающее»
2 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта России от 6 мая 1999 г. N9 158
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
© ИПК Издательство стандартов. 1999
Настоящий стандарт не может быть частично или полностью воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Госстандарта РоссииИ
ГОСТ Р 51275—99
Содержание
1 Область применения................................................................................................................................. 12 Нормативные ссылки ............................................................................................................................... 13 Общие требования................................................................................................................................... 14 Определение периода собственных колебаний......................................................5 Определение расчетного изгибающего момента от ветровой нагрузки............6 Определение расчетного изгибающего момента от сейсмических воздействий
Приложение А Условные обозначения и размерность величин......................................................10Приложение Б Библиография..............................................................................................................11
П1
<n гг ао
ГОСТ Р 51273-99
Г О С У Д А Р С Т В Е Н Н Ы Й С Т А Н Д А Р Т Р О С С И Й С К О Й Ф Е Д Е Р А Ц И И
Сосуда и аппараты
НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ
Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий
Vessels and apparatus. Norms and methods of strength calculation. Rated strength calculation of column type
apparatus from wind loads and seismic influence
Дата введения 2000—01—01
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает метол определения расчетных усилий, возникающих в элементах вертикальных цилиндрических сосудов (аппаратов колонного типа) от ветровых нагрузок и сейсмических воздействий.
Для аппаратов колонного типа сочетания нагрузок при различном состоянии (монтаж, испытание, эксплуатация) устанавливаются по ГОСТ Р 51274.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использована ссылка на ГОСТ Р 51274—99 Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность.
3 Общие требования
3.1 Расчету на ветровую нагрузку подлежат аппараты, устанавливаемые на открытой площадке.3.2 Расчету на сейсмическое воздействие подлежат аппараты, предназначенные для установки
в районах с сейсмичностью 7 и более баллов по шкале Рихтера.3.3 Расчетная схема3.3.1 В настоящем стандарте рассмотрены вертикальные аппараты, закрепленные в нижних
сечениях.В качестве расчетной схемы аппарата принимают консольный упруго защемленный стержень
(рисунок 1).В случае другого способа опирания расчет ведут по специальной методике, согласованной с
разработчиком стандарта.
Рисунок 1 — Расчетная схема аппаратаИздание официальное
1
ГОСТ Р 51273-99
3.3.2 Аппарат по высоте разбивают на z участков, где высота участка h, < Юм.3.3.3 Нагрузки (весовая, ветровая и сейсмическая) рассматривают как сосредоточенные силы,
приложенные в серединах каждого из z участков.Нагрузку от веса прикладывают вертикально, а ветровую и сейсмическую нагрузки — горизон
тально.3.4 Условные обозначения и размерность величин, указанных в стандарте, приведены в при
ложении А.
4 Определение периода собственных колебаний
4.1 Период основного тона собственных колебаний аппарата постоянного сечения с приблизительно равномерно распределенной по высоте аппарата массой следует определять по формуле
т = г \ / i + _4ILL_1 V1 + ЯСр/р ’ ( 1)
гас 7о= 1,8Я Jg .1Lg El ■ ( 2)
При отсутствии данных о фундаменте в первом приближении допускается принимать Т ш Г0.4.2 Период основного тона собственных колебаний аппарата переменного сечения следует
определять по формуле
Г - 2 * / / |* $ ■ « ?
Ct l }( 3 )
где C f — коэффициент неравномерности сжатия грунта, определяют по данным инженерной геологии, а при отсутствии таких данных CF - 6 107 Н/м3 (6 • 106 кге/м3);
ос, — относительное перемещение центров тяжести участков, рассчитывают по формуле
y J L р + _ 5 l_7 2 £7, Pt HCrIF ’ (4)
где Pi — коэффициент по рисунку 2 или по формулам:
у — коэффициент, определяемый по формуле
у -Т р з [я ?<д + * )+ я ^ + 2 ^ В Д я 3] ;
Д , X , ц — коэффициенты по рисунку 3 или по формулам:
/» Я3 гНу" = а 1 1 +1|<
(5)
(6)
(7)
Для аппаратов с двумя переменными жесткостями коэффициент у определяют по формуле (5), при этом Я3=*0.2
ГОСТ Р 51273-99
0/* 0*
Л1
аГ
—^
-----
«2
1£
Рисунок 3 — Коэффиаисшы Д , X . ц
3
ГОСТ Р 51273-99
Для аппаратов с числом переменных жесткостей более трех коэффициент у определяют другими методами, согласованными с разработчиком стандарта.
4.3 Общий период колебаний для групповых аппаратов (число аппаратов гА), установленных на общем фундаменте и жестко связанных в горизонтальном направлении, следует определять по формуле
Т= 3,63'Z Gr H}
/ - 1______ (8)
5 Определение расчетного изгибающего момента от ветровой нагрузки
5.1 Расчетный изгибающий момент в сечении на высоте Хд следует определять по формуле
Л/у = ЕР*(Х;-*о) + Е Л ^ . (9)i - l У-1
5.2 Ветровую нагрузку на /-м участке определяют по формуле
Л - Л . + J U . - <1°)
5.3 Среднюю составляющую ветровой нагрузки на /-м участке определяют по формуле
Ры = Яы»А- < " )
5.4 Пульсационную соста&тяющую ветровой нагрузки на /-м участке определяют по формуле
( 12)
5.5 Нормативное значение средней состаатяюшей ветровой нагрузки на середине i-го участка аппарата (на высоте х, над поверхностью земли) определяют по формуле
9,м = 9о®;К. (13)
где <?0 — нормативное значение ветрового давления по таблице 1;0 , — коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте аппарата, по рисун
ку 4 или по формулам:
К — аэродинамический коэффициент по таблице 2.
Т а б л и ц а 1 — Нормативное значение ветрового давления q$
Ветровые районы* 1а I II III lv . V VI VII
<Ю, Н /м 2 (кге/м2) 170(17) 230(23) 300(30) 380(38) 480(48) 600(60) 730(73) 850(85)
•Ветровой район — п о СН иП 2.01.07—85 (1).
4
ГОСТ Р 51273-99
Т а б л и ц а 2 — Аэродинамический коэффициент К
• Стрелкой указано направление ветра.
5.6 Коэффициент динамичности £, определяют по рисунку 5 или формуле
$ - U + V153T , (15)
где 4 — параметр, определяемый по формуле
5
ГОСТ Р 51273-99
5.7 Приведенное относительное ускорение центра тяжести /-го участка определяют по формуле
Z ^ m y Pie(17)
где a j и а k — относительные перемещения / и *-го участков, определяют по формуле (4);mk и ffij — коэффициенты пульсации давления ветра для середины соответственно к-го участка
на высоте х* и у -й площадки на высоте xj по рисунку 6 или формулам:
и х * * / . у * ’1*(4) * mi т 0,76 |jq J . (18)
тк- mj
Рисунок 6 — Коэффициенты пульсации давления ветра mk.
5.8 Коэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра v определяют по рисунку 7 или формуле
v - 0 ,9 6 8 - 0.025V77 . (19)
6
ГОСТ Р 51273-99
v
Рисунок 7 — К оэффициент пространственной корреляции пульсаций давления ветра v
5.9 Изгибающий момент в сечении на высоте Хо от действия ветровой нагрузки на обслуживающую )-ю площадку следует определять по формуле
A/Vj * Х * 0 j Ц - Хо)(1 + 0.75 х̂ р ) • (2°)
При отсутствии точных данных о форме площадки изгибающий момент A/vj определяют по формуле
K i • *9o®j ц —^b)(l + 0,75Ъ ц ц Ц , (21)
где К — аэродинамический коэффициент по таблице 2;Z Ар — сумма площадей всех проекций профилей j -й площадки на плоскость, перпендикуляр
ную напрааюнию ветра, м2;Aj — площадь, ограниченная контуром у'-й площадки, м2;Xj — коэффициент по рисунку 8 или формуле
( 22)
mj — коэффициент пульсации давления ветра по рисунку 6; 0 j — коэффициент по рисунку 4.
7
ГОСТ Р 51273-99
X/
6 Определение расчетного изгибающего момента от сейсмических воздействий
6.1 Сейсмическую нагрузку, приложенную в середине /-го участка и соответствующую первому тону собственных колебаний аппарата, определяют по формуле
ЕС, • акS, - 0,375А£СЛ ------ , (23)
Е С aj1* I
где (3 - коэффициент динамичности по рисунку 9 или по формуле, но во всех случаях 0 принимают не менее 0,8 и не более 2,5
(24)
К, — сейсмический коэффициент, выбирают в зависимости от района установки аппарата по таблице 3;
а | , а k — относительное перемещение центров тяжестей участков, определяют по формуле (4).
Т а б л и ц а 3 — Сейсмический коэффициент А;
Сейсмичность, балл* 7 8 9& 0,1 0,2 0,4
8* Сейсмичность населенных пунктов — по СН иП II-7—81 [2J.
ГОСТ Р 51273-99
Р
Рисунок 9 — Коэффициент динамичности р
6.2 Максимальный нагибающий момент в нижнем сечении аппарата при учете только первой формы колебаний определяют по формуле
MMX = l S i x i . (25)1-1
6.3 Расчетный изгибающий момент с учетом влияния высших форм колебаний при необходимости устанавливают специальными методами.
В качестве первого приближения расчетный изгибающий момент MR в сечении на высоте % с учетом влияния высших форм колебаний следует выбирать в зависимости от А /^, по эпюре рисунка 10.
Рисунок 10 — Эпюра для определения изгибающего момента M R
9
ГОСТ Р 51273-99
ПРИЛОЖЕНИЕ А(обязательное)
Условные обозначения ■ размерность величин
eifak)— относительное перемещение центров тяжести /-го (*-го) участка аппарата, */(Н м) ('/(к ге м)1 Ср — коэффициент неравномерности сжатия грунта, Н /м 3 (кге/м3)Д ( Д , D J — наружный диаметр /-го (1 . г-го) участка аппарата (рисунок 1), м Е — модуль продольной упругости материала при расчетной температуре, Н /м 2 (кге/м2)G — общий вес аппарата, Н (кге)Д ( Д , Cj, G*. с у — вес / - го (1 , 2 , *, г-го) участка аппарата (рисунок 1), Н (кге)С/ — вес каждого отдельного (из групповых) аппаратов, Н (кге)Я — ускорение силы тяжести, м /с2 / / — высота аппарата (рисунки 1 , 3 . 10), мН\, Hi, Hi — высота 1 , 2 , 3-го участков аппарата переменного сечения (рисунок 3), м Я/ — высота каждого отдельного (из групповых) аппарата, м.Aj (A |, hi, Нг) — высота /-го ( 1 , 2 , г-го) участка аппарата (рисунок 1), мI — момент инерции верхнего основного металлического сечения аппарата относительно центральной
оси , м4Л. h> h — момент инерции верхнего металлического сечения 1, 2, 3-го участков аппарата переменного
сечения относительно центральной оси (рисунок 3), м4/р — минимальный момент инерции подошвы фундамента, м4Л/m», — максимальный изгибающий момент в нижнем сечении колонны, Н м (кге-м)А/к — расчетный изгибающий момент в сечении на высоте л<> от сейсмических воздействий, Н м (кге-м) А/у — расчетный изгибающий момент в сечении на высоте Xq от действия ветра, Н м (кге м)A/Vj — изгибающий момент от действия ветра на обслуживающ уюу-ю площадку в сечении на высоте хц,
Н м (кге м)т — число площадок над расчетным сечением л — число участков аппарата над расчетным сечениемР,(Р\, P i, / у — ветровая нагрузка на /-м (1 , 2, г-ом) участке аппарата (рисунок 1), Н (кге)Л dyn — средняя составляющая ветровой нагрузки на / м участке. Н (кге)Л Я — пульсаиионная составляющая от ветровой нагрузки на <-м участке, Н (кге)<У1) — нормативное значение давления ветра, Н /м 2 (кгс/см 2)УЬ» — нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на середине /-го участка аппарата,
Н /м 2 (кгс/см 2).Sj — сейсмическая нагрузка в середине /-го участка, Н (кге)Т — период основного тона собственных колебаний аппарата, сХо — высота расчетного сечения аппарата от поверхности земли (рисунок 1), м■xjtxfc) — расстояние от середины /-го (к-то) участка от поверхности земли (рисунок 1), мх} — высота обслуживающей площадки от поверхности земли, мг — число участковг* — число аппаратовщ — приведенное относительное ускорение центра тяжести /-го участка аппарата
10
ПРИЛОЖ ЕНИЕ Б (справочное)
ГОСТ Р 51273-99
Библиография
[1] СН иП 2.01.07—85 Строительные нормы и правила. Нагрузки и воздействия.(2) СНиП 11-7—81 Строительные нормы и правила. Строительство в сейсмических районах.
11
ГОСТ Р 51273-99
УДК 66.065.54:006.354 ОКС 71.120 П)2 ОКП 36 1000
Ключевые слова: вертикальные цилиндрические сосуды, ветровые нагрузки, изгибающий момент, сейсмические воздействия
Редактор В. П.Огурцов Технический редактор В. Н Прусакова
Корректор А С. Черноусою Компьютерная верстка А Н Золотаргвой
Иэд. дни. Nfc 021007 от 10 0в,95. Сдано в набор 21.05.99. Подписано в печать 08 07.99 Услпечл 1,86. Уч.-изал 0,95.Тираж 329 ж э. С 3279. Зак 550.
ИПК Издательство стандартов, 107076, Москва. Колодезный пер., 14 Набрано в Издательстве на ПЭВМ
Филиал ИПК Издательство стандартов - тип. "Московский печатник", Москва, Лялин пер., 6Пдр N> 080102
Изменение № 1 ГОСТ Р 51273—99 Сосуды и аппараты. Нормы и метлы расчета на прочность. Опрслс.книс расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых натру ток н сейсмических воздействий Утверждено и икс депо н действие приказом Федерально ш агентства по техническому регулированию и метрологии от 17.02.2006 S s 11-ст
Дата введения 2006—03—01
Пункт 3.2 и итожить к нивой редакции:<■3.2 Расчету на сейсмические воздействия подлежат аппараты, пред
назначенные для установки п районах с сейсмичностью 7 и балее баллов по шкале MSK-64».
Изменение № 1 ГОСТ Р 51273—99 Сосуды и аппараты. Нормы и метилы расчета на прочность. Определение расчетных усилий для аппаратов колонного типа от ветровых нагрузок н сейсмических воздействий Утверждено и введено н .действие приказом Федерального агентства но техническому регулированию и метрологии от 17.02.2006 Яе 11-ст
Дата введения 2006— 03—01
Пункт 3.2 изложить к новой редакции:«3.2 Расчету на сейсмические воздействия подлежат аппараты, пред
назначенные для установки н районах с сейсмичностью 7 и более баллов по шкале V1SK-64*.
(ИУС № 5 2006 г.}
ГОСТ Р 51273-99