Приложение П.18 (справочное) Примеры расчета допускаемых нагрузок на патрубок
Приведены примеры расчета допускаемых нагрузок на патрубок Dy300 резервуара объемом 5000 м3. Исходные данные представлены в таблице П.18.1.
Таблица П.18.1
| Параметры | Обозначение | Размерность | Величина | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Номинальный объем | V | м3 | 5000 | ||
| Диаметр стенки резервуара | D | м | 22,80 | ||
| Условная высота налива | Н* | м | 12,00 | ||
| Марка стали | - | - | 09Г2С | ||
| Расчетные сопротивления стали | по пределу текучести | Rу | МПа | 335 | |
| по временному сопротивлению | Ru | МПа | 490 | ||
| Температурный коэффициент | γt | - | 1,0 | ||
| Коэффициент контроля сварки по п. 9.5.7 | γp1 | - | 0,95 | ||
| Количество циклов налива (слива) продукта | nс | - | 5000 | ||
| Расчетная температура металла | T | °С | 20 | ||
| Размеры стенки и днища резервуара | назначаются по требованиям разделов 8 и 9 | ||||
| Размеры элементов узла врезки | назначаются по требованиям п. 8.6 | ||||
| Комбинации нагрузок на патрубок (рис. 9.6): | a) FR* = 25кH, Ml* = 4,0 кH·м, Мс* = 4,8 кН·м; б) FR* = -30 кН, Ml* = 8,0 кH·м, Mc* = -6,1 кH·м; в) FR* = 45 кН, ML* = -8,0 кН·м, МС* = 19,5 кН·м. | ||||
В соответствии с п. 9.5.8 имеем: B1 = 4,5·104 МПа, В2 = 147,7 МПа, γp2 = 0,816.
Пример 1
Требуется выполнить расчет по проверке несущей способности врезки на действие указанных в таблице П.18.1 комбинаций нагрузок. Вычисляем и изображаем графически область допускаемых нагрузок для каждой комбинации. Результаты расчета по формулам пп. 9.5.4-9.5.6 приведены в таб. П.18.2.
Таблица П.18.2
| Комбинация | Рисунок | МC0, кН·м | λ | а1, кН | а2, кН | а3, кН·м | а4, кН·м | a5, кН |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| а) | П.18.1 | 19,0 | 0,747 | 48,1 | -47,0 | 11,4 | -14,3 | -8,58 |
| б) | П.18.2 | 19,0 | 0,678 | 43,7 | -42,7 | 10,4 | -13,0 | -7,79 |
| в) | - | 19,0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
На рис. П.18.1 показана граница области допускаемых нагрузок и точка А, соответствующая комбинации нагрузок «а». Поскольку точка А расположена внутри многоугольника, то комбинация нагрузок «а» является допускаемой.
На рис. П.18.2 показана граница области допускаемых нагрузок и точка В, соответствующая комбинации нагрузок «б». Поскольку точка В расположена за пределами области, ограниченной многоугольником, то комбинация нагрузок «б» приводит к потере несущей способности врезки, то есть является недопустимой.
Для комбинации нагрузок «в» область допускаемых нагрузок выродилась в точку (ai = 0). Следовательно, комбинация нагрузок «в» является недопустимой.
Пример 2
Требуется определить область допускаемых нагрузок на патрубок при любой комбинации фактических нагрузок. С этой целью принимаем набор значений MCJ* в интервале от 0 до МC0 с произвольным шагом (например, 0,2 МC0). При этом, в соответствии с таблицей П.18.2, МC0 = 19,0 кН·м, что соответствует точке с координатами FR = 0, ML = 0 на графике рис. П.18.3. Для каждого значения MCJ* вычисляем параметры a1-a5 и строим многоугольники, ограничивающие область допускаемых нагрузок (рис. П.18.3).
В дальнейшем, заданные нагрузки на патрубок (FR*, ML*, МC*) проверяются по полученной номограмме по следующим правилам:
1. Проводим линии перпендикулярные осям ML и FR, соответствующие нагрузкам ML* и FR* и получаем точку их пересечения.
2. Интерполяцией ближайших изолиний получаем величину МC на поверхности допускаемых нагрузок.
3. Расчетное сочетание нагрузок допустимо, если МC* ≤ МC; расчетное сочетание нагрузок недопустимо, если МC* > МC.
В качестве примера на рис. П.18.3 показаны точки А, В, С соответствующие комбинациям нагрузок «а», «б», «в». Расчеты показали, что:
а) МC = 6,7 кН·м, |МC*| = 4,8 < МC = 6,7. Комбинация нагрузок допустима.
б) МC = 1,9 кН·м, |МC*| = 6,1 > МC = 1,9. Комбинация нагрузок недопустима.
в) Расчетная точка выходит за внешнюю границу на плоскости FR-ML. Комбинация нагрузок недопустима.
Рис. П.18.1. Область допускаемых нагрузок на патрубок при МC* =4,8 кН·м
Рис. П.18.2. Область допускаемых нагрузок на патрубок при МC* =-6,1 кН·м
Рис. П.18.3. Область допускаемых нагрузок на патрубок при любой комбинации фактических нагрузок
< назад / к содержанию / вперед >
