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

Область допускаемых нагрузок на патрубок

Рис. П.18.2. Область допускаемых нагрузок на патрубок при МC* =-6,1 кН·м

Область допускаемых нагрузок на патрубок

Рис. П.18.3. Область допускаемых нагрузок на патрубок при любой комбинации фактических нагрузок

Область допускаемых нагрузок на патрубок при любой комбинации фактических нагрузок

< назадк содержанию / вперед >