Skursteņa aprēķins: kā aprēķināt vajadzīgos parametrus

Katrai katlu telpai - rūpnieciskai un mājsaimniecībai, viena ir projektēta, kā likums, viena, kas ir kopīga visiem katliem, skursteni. Projekta svarīgākā daļa ir skursteņa aerodinamiskā aprēķināšana.

Materiāls tam var kalpot kā ķieģelis, dzelzsbetons, stikla šķiedra. Tērauda analogu izmantošana ar diametru, kas ir lielāka par 1 m, ir pieļaujama tikai tad, ja tiek veiktas šādas izvēles tehniskās un ekonomiskās priekšrocības.

Pirms dūmvada uzstādīšanas jāveic vairāki aprēķini

Galvenie aprēķinu veidi rūpnieciskajiem dūmvadiem

Rūpniecisko skursteņu projektēšana prasa sarežģītus, daudzpakāpju aprēķinus.

Cauruļvada aerodinamikas aprēķins

Šī konstrukcijas daļa ir vajadzīga, lai noteiktu minimālo konstrukcijas jaudu.

Tam jābūt pietiekamam, lai katlu telpas ekspluatācijas laikā ar maksimālo slodzi nodrošinātu degvielas sadegšanas produktu atmosfērā gludu caurbraukšanu un tālāku noņemšanu.

Jāatzīmē, ka nepareizi aprēķināta caurules caurlaidspēja var izraisīt gāzu uzkrāšanos ceļā vai katlā.

Kompetents aerodinamikas aprēķins ļauj objektīvi novērtēt domnu un vilces sistēmu darbību, kā arī spiediena kritumu katlu mājas gaisa un gāzes vados.

Aerodinamisko aprēķinu rezultāts ir ekspertu ieteikumi par skursteņa augstumu un diametru un gāzes gaisa trakta sekciju un elementu optimizāciju.

Konstrukcijas augstuma noteikšana

Nākamais projekta posms ir caurules lieluma vides novērtējums, pamatojoties uz aprēķiniem par kaitīgo produktu degvielas sadedzināšanu atmosfērā.

Dūmvada augstumu aprēķina, pamatojoties uz kaitīgo vielu emisijas izplatīšanās apstākļiem.

Šajā gadījumā jāievēro visi sanitārie standarti komerciālajiem un rūpnīcu uzņēmumiem, un jāņem vērā šo vielu fona koncentrācija.

Pēdējā pazīme ir atkarīga no:

  • reģiona atmosfēras meteoroloģiskais režīms;
  • gaisa masas plūsmas ātrums;
  • reljefa reljefs;
  • izplūdes gāzu temperatūra un citi faktori.

Šajā projektēšanas stadijā tiek noteikts:

  • optimālais caurules augstums;
  • maksimāli pieļaujamo kaitīgo vielu emisiju daudzumu atmosfērā.

Caurules stiprība un stabilitāte

Lai aprēķinātu cauruļu konstrukciju, ir nepieciešami aprēķini

Turklāt skursteņa aprēķina metode nodrošina aprēķinu kopumu, kas nosaka konstrukcijas optimālo stabilitāti un izturību.

Šie aprēķini tiek veikti, lai noteiktu atlasītās struktūras spēju izturēt ārējo faktoru ietekmi:

  1. seismiskā darbība;
  2. augsnes uzvedība;
  3. vēja un sniega slodzes.

Darbības faktori tiek ņemti vērā arī:

  1. caurules masa;
  2. iekārtas dinamisks svārstības;
  3. temperatūras paplašināšanās.

Stiprības aprēķini ļauj izvēlēties ne tikai stumbra struktūras struktūru un formu. Tās ļauj un aprēķina pamatu zem skursteņa: lai noteiktu tā konstrukciju, dziļumu, jūras zonas utt.

Siltuma aprēķins

Siltuma aprēķins ir nepieciešams:

  • atrast dūmvadu materiālu siltuma izplešanos;
  • noteikt ārējā apvalka temperatūru;
  • cauruļu izolācijas veida un biezuma izvēle.

Dūmvada parametru aprēķins privātmājā

Lai noteiktu sadzīves skursteņa parametrus, kompleksie aprēķini nav nepieciešami.

Kas jāzina, aprēķinot

Lai noteiktu mājsaimniecības katla skursteņa parametrus, nav nepieciešams veikt nopietnus aprēķinus. Pietiek tikai izmantot vienkāršoto aprēķinu shēmu.

Lai veiktu šādu aprēķinu, ir jāzina katla vai krāsns jauda (siltuma pārnešana), citiem vārdiem sakot: sadedzinātais degvielas daudzums stundā. Šo skaitli ir viegli noskaidrot, apskatot aprīkojuma pasi.

Pārējie parametri visām mājsaimniecības struktūrām ir aptuveni vienādi:

  1. gāzes temperatūra pie caurules ieejas - 150 / 200º;
  2. to ātrums dūmvadā nav mazāks par 2 m / s;
  3. sadzīves skursteņa augstumam saskaņā ar SNiP jābūt vismaz 5 m no režģa;
  4. dabasgāzes spiediens uz 1 m - ne mazāk kā 4 Pa ​​(vai 0,4 mm N2O)

Lai uzzinātu samootjaģu lielumu, ir vērts apsvērt, kas tas ir: blīvuma starpība, kāda ir gaisa un dūmgāzēm, reizināta ar struktūras augstumu.

Citiem vārdiem sakot: skursteņa diametra aprēķins ir atkarīgs no sadedzinātās degvielas daudzuma stundā.

Pieņemsim, ka jūs jau zināt degšanas daudzumu, tad gāzu ieplūdes gāzu daudzums noteiktā temperatūrā t ir šāds:

Vг = B ∙ V ∙ (1 + t / 273) / 3600, m³ / s.
Zinot ātrumu, kādā gāzēm jābrauc caurulē, jūs varat aprēķināt tās šķērsgriezuma laukumu (F):

Un, pamatojoties uz formulu apļa laukuma noteikšanai, jūs varat aprēķināt apaļās caurules diametru (d):

dt = √4 ∙ B ∙ V ∙ (1 + t / 273) / π ω ω ∙ 3600, metros.
Piemērs cauruļvada aprēķinam, mēs atrodam vēlamo diametru

Mēs dodam konkrētu piemēru tam, kā aprēķināt skursteņus sadzīves vajadzībām.

Lai tā būtu metāla izolēta caurule.

  1. Pieņemsim, ka uguns rūtī sadedzina 10 kg koksnes stundā, kura mitrums ir 25%.
  2. Tad gāzu tilpums (V) normālos apstākļos (ņemot vērā gaisa pārpalikuma koeficientu), kas vajadzīgs sadedzināšanai, ir 10 m³ / kg.
  3. Temperatūra pie ieejas caurulē ir 150º.
  4. Tāpēc, Vr = (10 · 10,55) / 3600. Veicot aprēķinus, iegūstam gāzu tilpumu 0,043 m³ / s.
  5. Ņemot gāzes ātrumu 2m / sek., Mēs aprēķinām cauruļvada diametru dūmvadam:
    d² = (4 ∙ 0.043) / 3.14 ∙ 2, mēs iegūstam vērtību 0,027.
  6. Mēs visus skaitļus aizvietojam ar formulu dt = √4 ∙ 0,34 ∙ 0,043 (1 + 150/273) / 3,14∙ 10 ∙ 3600. Veicot aprēķinus, iegūstam vajadzīgo diametru 0,165 m.

Pašvērtējuma noteikšana

  1. Noteikt, kā gāzi atdzesē līdz 1 m no konstrukcijas. Zinot, ka sadedzina 10 kg malkas stundā, mēs aprēķinām jaudu: Q = 10 · 3300 1.16, mēs iegūstam skaitli 38.28 kW.
  2. Mūsu caurules siltuma koeficients ir 0,34. Tātad, vienu metru no tā zaudējumi būs: 0,34: 0,196 = 1,73 º.
  3. Tāpēc pie 3 metru stumbra izejas (no kopējā 5 m mēs atņemam 2 m krāsns)
    gāzes temperatūra: 150- (1,73 ∙ 3) = 144,8 º.
  4. Samojžu nozīme, nosakot gaisa blīvumu normālos apstākļos
    pie 0 ° = 1,2932, pie 144,8 º = 0,8452. Mēs veicam aprēķinus: 3 ∙ (1.2932-0.8452). Mēs iegūstam dabas spiediena vērtību gāzēm, kas ir vienāds ar 1,34 mmH2O. Šis vilnis ir pietiekams, lai veiktu normālu cauruļu darbību.

Kā redzat, dūmvada aprēķins sadzīves vajadzībām nav tik sarežģīts, kā tas varētu šķist.

BCH 286-72. Dienesta ēku kodeksi. Dzelzsbetona dūmeņu aprēķināšanas norādījumi

(dokumenta teksts ar izmaiņām un papildinājumiem 2014. gada novembrī)

Apstiprināts
Minmontazhspetsstroy PSRS
1972. gada 27. janvāris

Ievades termins
1972. gada 1. marts

VNIPI siltuma projekts, NIIZBB, ZNIISK, NIIOSP.

Apstiprināts PSRS Minmontazhspetsstroi 1972. gada 27. janvārī

Šajās instrukcijās skatīt aprēķinu dzelzsbetona skursteņiem uz kopējo ietekmi kravu no sava svara un vēja un temperatūras ietekmi (kāta apkures dūmgāzes un saules starojumu), kā arī sniedz jaunus datus, lai noteiktu rulli un granulu piltuves pamatus, atkarībā no to augstuma.

Norādījumus izstrādā institūti NIIZHB, TsNIISK tiem. Kucherenko, NIIOSP PSRS Gosstroy un PSRS VNIPI Teploproject Minmontazhspetsstroy.

Dalība attīstībā: no NIIZHB - Dr. tech Zinātnes A.F. Milovanovs, Cand. tech B.A. zinātnes Altsuleris; no CNIISK tiem. Kucherenko - tehn. B.G. zinātnes Korenevs, A.R. Rzhanitsyn, A.V. Hemmerling, Cand. Tech. Zinātņu MP Barshteyn, V.G. Vlasovs, Ing. P.K. Shklyarevsky; NIIOSP - dr. tech Zinātnes K.E. Egorovs; no VNIPI siltuma projekta Cand. tech Zinātnes I.A. Shishkov, inženieri VG Lebedev, V.V. Sidorovs, V.S. Pershko.

Redaktori Ing. D.A. Appack, Ing. I.M. Reins

1. VISPĀRĪGI NOTEIKUMI

1.1. Šīs vadlīnijas attiecas uz monolītā dzelzsbetona dūmvadu, kuru augstums ir vairāk nekā 150 m, aprēķinam ar stresa stiprinājumu.

Piezīmes. 1. Dzelzsbetona skursteņi līdz 150 m augstumā ir jāaprēķina saskaņā ar "Vadlīnijām dizainu dzelzsbetona skursteņiem" (M. Gosstroyizdat, 1962), vēja slodzes, kas iedarbojas uz jāvada SNP "Kravas un efektus. Projektēšanas standartiem".

2. Monolītā dzelzsbetona dūmeņi, kuru augstums ir lielāks par 150 m ar strāvas pastiprinājumu, turpmāk tiks dēvēts par "caurulēm".

1.2. Seismiskās zonās uzcelto cauruļu aprēķins jāveic, ņemot vērā SNiP II-2.12-69 "Būvniecība seismiskās zonās. Projektēšanas standarti".

1.3. Aprēķināšana dzelzsbetona pārseguma pamatiem skursteņiem jāveic saskaņā ar "Vadlīnijām aprēķinam statiski nenoteiktu dzelzsbetona konstrukciju, ņemot vērā pārdali pūles", 2nd Edition (Wiley, Gosstroiizdat, 1961).

1.4. Aprēķinot caurules, papildus šīm instrukcijām, nodaļu SNiP II-B.1-62 * "Betona un dzelzsbetona konstrukcijas, projektēšanas standarti" un II-B.7-67. Sadaļā "Betona un dzelzsbetona konstrukcijas, kas paredzētas darbam pakļauto un augsta temperatūra. Dizaina standarti. "

2. STATISTIKAS TIPA APRĒĶINĀŠANA

Vispārīgi norādījumi

2.1. Caurule jāaprēķina saskaņā ar divām ierobežojošo stāvokļu grupām: saskaņā ar nesošās ietilpības zudumu un nepiemērotību normālai darbībai.

Aprēķinot pirmo ierobežojošo stāvokļu grupu, jāņem vērā slodzes vienlaicīgais efekts pēc tā paša svara, aprēķinātā vēja slodze, kā arī izplūdes gāzu temperatūras ietekme; aprēķinot otro ierobežojošo stāvokļu grupu - tā paša svara vienlaikus efektu, regulējošo slodzi no vēja, kā arī izplūdes gāzu temperatūras un saules starojuma ietekmi.

Piezīme Caurules paša svars tiek pieņemts bez pārslodzes faktoriem.

Vertikālās un horizontālās cauruļvadu sekcijas nestspējas ierobežošanas stāvoklis atbilst plastmasas eņģes veidošanai, tajā skaitā:

- horizontālu cauruļu sekcijas pret vēju plastmasas viras atbilst stāvoklī, kad izstieptā plūsma zona pastiprināšana vienmērīgi atrodas perimetra gredzenu, runa ir par smaguma centru armatūras izstieptas zonu (1. attēlā); uz priekšpuses pusē tas atbilst betona saspiestās zonas stiprības pilnīgai izmantošanai;

- vertikālajās daļās robežvērtība atbilst sasprindzināto stiegrojumu plūsmai.

Zīm. 1. Caurules horizontālās daļas konstrukcijas shēma un stresa diagramma

PIEŅEMTIE PIEZĪMES

- attālums no caurules centra līdz izstieptas zonas smaguma centram;

- attālums no caurules centra līdz saspiestās zonas smaguma centram;

- iedaļas iekšējais rādiuss;

- sekcijas ārējais rādiuss;

r ir aprēķinātais rādiuss, kas vienāds ar

- puse no saspiestās zonas leņķa;

- stres spriedzes stiegrojumā;

- betona spiedes spriegumi;

h ir cauruļu sienas biezums;

- caurules sienas daļas lietderīgais augstums.

Vertikālās un horizontālās caurules daļu ierobežojošo stāvokļu otro grupu raksturo tas, ka maksimālās atveres vērtības lielumi ir vienāds ar: plaisas augšējās trešdaļas - 0,1 mm; pārējai caurulei - 0,2 mm.

2.2. Sprieguma noteikšana no temperatūras iedarbības jāveic visaugstākajā izplūdes gāzu temperatūrā, aprēķinātajā āra temperatūrā (vidējā temperatūrā, kas ir viskustākajā piecās dienās), un maksimālā caurules ārējās virsmas siltuma caurlaidības koeficienta vērtība.

2.3. Lai stiprinātu caurules, galvenais ir pieņemts A-II un A-III periodisko profilu pamatsarhija. Armatūras konstrukcijas īpašības ir norādītas tabulā. 5 Pieteikumi 1.

2.4. Paredzēts, ka cauruļu betons ar Portlandcementa konstrukcijas pakāpi spiedes stiprībā nav mazāks par 300. Betona šķidrumi, kas paredzēti salizturībai un ūdensizturībai, jāuzņemas saskaņā ar normatīvo aktu prasībām. Aprēķinātā betona pretestība saspiešanai tiek uzskatīta par vienādu, ņemot vērā betona darba apstākļus caurulēs.

Paredzamās vēja slodzes noteikšana

2.5. Caurules tiek aprēķinātas vēja slodzei, ņemot vērā 3 brīvo svārstību formas.

2.6. Aprēķinātā vēja slodze (t), kas iedarbojas uz cauruļu sekciju k (2. attēls), kad tā svārstās pēc i-tās formas (i = 1, 2, 3) (cauruļvadu parasti sadala augstumā r sekcijās ar pašreizējo skaitu j = 1, 2.k. R, kamēr j-as sekcijas masa un uz tā iedarbojas vēja slodze tiek koncentrēta sekcijas vidū ar abscisu xj) nosaka pēc formulas:

kur ir aprēķinātā vēja slodze (t) k-tā caurules sekcijā, kas atbilst vēja ātruma galvas statiskajai iedarbībai;

- paredzamais vēja spiediens (t / m2) k-i sekcijas vidū;

- standarta vēja ātrums tonnās / m2 augstumam virs zemes virsmas līdz 10 m, ņemts no galda. 9 nodaļas 6.1. Nodaļā SNiP II-A.11-62 "Slodzes un ietekme. Dizaina standarti";

- korekcijas koeficients ātruma galvas palielināšanai šīs zonas vidū, ņemts no tabulas. 10 nodaļas SNiP II-A.11-62;

c = 0,7 ir saiknes k aerodinamikas koeficients;

n - pārslodzes koeficients: caurulēm ar augstumu no 150 līdz 300 m - 1,4; virs 300 m - 1,5;

- k-saites (m2) projekcijas plakne plaknē, kas ir perpendikulāra vēja plūsmai;

- aprēķinātais inerces spēks (t), kas darbojas k-as saites vidū ar caurules vibrācijām i-tā formā;

- k-as saites masa (t x s2 / m);

- k-ta vidus paātrinātās paātrinājuma (m / s2) pat tad, kad caurule svārstās atbilstoši i-tājai formai

Zīm. 2. Skursteņa ar dzelzsbetona korpusu un četriem iekšējiem metāla korpusu-gāzes vadiem dizains: 1 - cauruļvadu dzelzsbetona korpuss; 2 - apgaismojuma zona; 3 - cietā metāla platforma; 4 - metāla korpusa-gāzes vads (pašpietiekams);

; 5 - pamatne zem caurules

Piezīme Metāla cilindrs 4 brīvi balstās uz metāla spilvena 3 punktu a.

Formulā (2), un ir brīvās svārstības i formas relatīvās koordinātas attiecīgajā punktā ar abscisu un visos punktos ar abscissām (j = 1, 2. k. R), kur masas ir koncentrētas;

- ātruma galviņas pulsācijas koeficients j-as sekcijas vidum, kas noteikts tabulā. 12 nodaļas SNiP II-A.11-62;

- dinamiskā faktors, kas ir atkarīgs no i-tā perioda brīvo svārstību formu un logaritmisko samazinājums ir svārstības caurulē, ko norobežo diagrammām Fig. 3

Zīm. 3

DINAMISKIE KOEFICIENTI

a - elastīgām tērauda konstrukcijām (logaritmiskais vibrācijas samazinājums);

b - metāla un koka konstrukcijām;

in - dzelzsbetona un akmens konstrukcijām

Horizontālo cauruļu sekciju aprēķins

2.7. Struktūras caurules horizontālajās daļās nosaka pēc secīgu aptuveno metodi.

Pēdējais ir n tuvināšanas spēks vai novirzes, kas atšķiras no n-1 tuvināšanas ne vairāk kā par 5%.

Aprēķinot caurules horizontālās daļas atbilstoši pirmajai un otrajai robežvērtību grupai, lieces momentu nosaka no attiecīgajām 2.1. Punktā norādītajām slodzēm un efektiem. Nepieciešamības gadījumā vislabākais lieces moments attiecībā uz caurules testēšanu rezonansei.

2.8. Aprēķinot cauruli saskaņā ar pirmo ierobežojošo stāvokļu grupu, novirzes un spēki tiek noteikti šādā secībā:

1. Visām caurules sekcijām ir iestatīts sienas biezums un vertikālās stiprinājuma šķērsgriezums uz 1 pogas. m caurules perimetra garums.

2. Noteikt normālu spēku (sava ​​svara maģistrālo uzlikām, peroni utt) un lieces momentus no statiskās aprēķināšanai vēja slodžu un dinamisko ietekmi vēja brāzmas.

Pirmajā tuvumā lieces momentus nosaka, neņemot vērā normālos spēkus, izmantojot formulu:

kur ir liekšanas moments cauruļvada k daļā, aprēķinot statiskās vēja slodzes;

- locīšanas moments no vēja brāzmu dinamiskās ietekmes:

Formulā (4) - dinamiskā lieces moments cauruļvada k stadijā ar tās svārstībām i-tajā formā;

- aprēķinātais inerces spēks, kas noteikts saskaņā ar šo instrukciju 2. punktu.

3. Nosakiet spriegumu armatūrā un betonā attiecīgi saskaņā ar punktiem. 2.13 un 2. 14.

4. Nosaka caurules ass izliekumu pēc formulas:

kad caurules ass izliekumu ir atļauts noteikt ar formulu

5. Ņemot fiktīvās slodzes pirmās tuvināšanas izliekuma diagrammu, nosaka caurules novirzi -.

6. Aprēķiniet papildu momentu no parastajiem spēkiem, bet, papildus pārvietošanai, ņem vērā kustību no pamatnes ruļļa -.

7. Otrajā tuvumā nosakiet caurules kustību par kopējo liešanas momentu, aprēķiniet jauno papildu lieces momentu un apkopojiet to ar brīdi

2.9. Lai noteiktu spriegumus caurules šķērsgriezumos, tiek noteikts centrālais leņķis, kas ierobežo saspiesto zonu (sk. 1. att.).

Vērtību nosaka atkarībā no grafikiem, kas doti 4. attēlā zīmējumā. 11

Formulā (7) - nosaka tabula. 3 SNiP II-B.7-67 nodaļas vai saskaņā ar eksperimentāliem datiem, atkarībā no sienas sekcijas vidējās temperatūras

kur b ir 100 cm sloksnes platums.

Neatlaidinātam sekcijai

kur, attiecīgi, ir cauruļu sienas ārējais un iekšējais rādiuss.

2.10. Aprēķinot otro ierobežojošo stāvokļu grupu, cauruļvada novirze tiek noteikta, ņemot vērā kopējo normatīvās vēja slodzes, pagraba veltņu, saules radiācijas un normālo spēku ietekmi.

Tiek uzskatīts, ka caurules augšdaļas novirze no saules starojuma iedarbības ir 0,005H, kur H ir caurules augstums. Caurules elastīgajai līnijai, ņemot vērā saules radiāciju, tiek ņemta formas parabola:

2.11. Kopējo lieces momentu no normatīvajām slodzēm nosaka, dalot aprēķināto momentu ar pārslodzes koeficientu:

2.12. Gadījumā, ja radītie normālie spēki zem vēja slodzes un ar vienlaicīgu ietekmi uz temperatūras šķērsgriezumu nenāk no pamatnes sekcijas, ieteicams noteikt cauruļvada novirzi kā kontūru sijas ar mainīgu stingumu, izmantojot formulu:

- atkarībā no caurules sienas vidējās temperatūras šajā sadaļā:

kur - sienas šķērsgriezuma saspiešanas zonas vidējais relatīvais augstums ir noteikts pēc formulas (31).

2.13. Sprieguma cauruļu veidgabalos stresu nosaka pēc formulas:

Strāvai vārsta stāvoklī jāatbilst šādiem nosacījumiem:

- pieņemts pēc galda. 8 nodaļas SNiP II-B.7-67, atkarībā no stiegrojuma temperatūras;

- saskaņā ar tab. Vadlīniju datu 1. pielikuma 5. punktā.

2.14. Saspiestās zonas betona spriegumu no paša svara un vēja slodzes iedarbības nosaka pēc formulas:

Ja cauruļvada dizaina daļa ir novājināta atverē (sk. 4. att.), Caurules spriegums jānosaka atbilstoši grafikam, kas parādīts attēlā. 12 pielikumi 4.

Zīm. 4. Šasijas šķērsgriezuma konstrukcijas shēma ar atvērumu saspiestā zonā: - puse no caurules atvēruma leņķa; x - saspiesta zonas augstums

2.15. Ar kopējo ārējo slodžu un temperatūras iedarbību kopējais spriegums betonā sekcijas priekšējā pusē tiek noteikts pēc formulas:

kur ir spriegums betonā no projektētās slodzes;

- betona spriegums, ko izraisa pakļaušana temperatūras starpībai, ko nosaka pēc formulas:

, - tiek ņemti saskaņā ar visbiežāk apsildāmās sekcijas virsmas temperatūru atbilstoši SNiP II-B.7-67 galvas 3. un 5. tabulai;

- temperatūras izliekums, ko nosaka pēc formulas:

kur un - betona kopējās temperatūras deformācijas koeficienti, kas ņemti no tabulas. 6 nodaļas SNiP II-B.7-67, atkarībā no temperatūras, attiecīgi, no visbiežāk un vismazāk sasildītajām sejām (-ēm);

- pārkarsēšanas koeficients, kas ņemts, aprēķinot spēku, kas vienāds ar 1.1.

Piezīme Cauruļu dzelzsbetona sienas temperatūra pazeminās, nosakot slēgto konstrukciju temperatūras režīmu.

Betona kopējam spriegumam jāatbilst nosacījumam:

- noteikts tabulā. 3 nodaļas SNiP II-B.7-67 vai pēc eksperimentālajiem datiem atkarībā no vissiltinātās sekcijas virsmas temperatūras.

2.16. Atklāšanas platums horizontāli plaisu tiek noteikts atkarībā no lieces momentu, ko rada ar kravu un darbības, kas atbilst otrajā robežstāvokļos kombināciju (sk. F. 2.1). Vērtību nosaka kopējā lieces momenta lielums pēc formulas (9).

Ja tas ir mazāks, tad horizontālās plaisas caurulē nosaka tikai caurules temperatūras starpība.

Ja tas ir vienāds vai lielāks, tad ar konstatēto kopējo liešanas momentu koeficienta P vērtības tiek aprēķinātas pēc formulas:

- betona kopējās temperatūras deformācijas koeficients, ko nosaka tabula. 6 nodaļas SNiP II-B.7-67, atkarībā no apsildāmās betona virsmas temperatūras;

- Armatūras siltuma izplešanās koeficients, kas noteikts tabulā. 8 nodaļas SNiP II-B.7-67, atkarībā no stiegrojuma temperatūras;

- ko nosaka pēc betona temperatūras armatūras līmenī;

k - koeficients atkarībā no gareniskās armēšanas šķērsgriezuma stiprinājuma procentuālā daudzuma, kas noteikts tabulā. 9 nodaļas SNiP II-B.7-67;

- stresu stiprināšanā no regulējošām slodzēm, ko nosaka ar formulu (15).

Koeficienta vērtību formulā (23) nosaka pēc formulas:

Vērtība ir atrodama tabulā. 3 nodaļas SNiP II-B.7-67 vai atbilstoši eksperimentālajiem datiem, atkarībā no betona temperatūras armatūras līmenī.

Koeficients jāpieņem ne vairāk kā 1 un ne mazāk kā vērtību, kas noteikta pēc formulas:

kur K un C aprēķina pēc formulas, attiecīgi:

vai arī to nosaka grafiki, kas parādīti attēlā. 5 un 6. Vērtību nosaka pēc formulas (31);

- koeficients, kas noteikts, nosakot.

Zīm. 5. Koeficienta vērtības

atkarībā no saspiesta zonas relatīvā augstuma

Zīm. 6. Koeficienta K vērtības atkarībā no dažādām vērtībām: 1 - 1,05; 2 - 1,10; 3 - 1,20; 4 - 1,30

2.17. Ja P> = 1, tad stiegrojums, kas ņemts tālāk, lai aprēķinātu plaisas atvēršanu, ir.

K koeficients

Caurules dibināšanas vidējo stieni, kas atrodas uz saspiežamas bāzes ar H biezumu, var noteikt arī ar vienkāršoto formulu:

kur - vidējais augsnes deformācijas modulis (kg / cm2), kas atrodas H bāzes saspiežamajā biezumā, aprēķina pēc formulas:

k - koeficients, kas noteikts pēc tabulas. 3 atkarībā no attiecībām;

- Puasona augsnes attiecība ir aptuveni 0,3.

- (saspiežamais pamatnes slānis), kur ir i-to augsnes slāņa biezums ar moduli.

3.7. Rulveida apļa un gredzena pamatne, kas iekrauta ar ekscentrisku slodzi, tiek noteikta pēc formulas:

kur P ir kopējā vertikālā noslodze uz pamatnes;

b ir apaļa vai apaļa pagraba diametrs;

- augsnes deformācijas vidējais modulis (t / m2), kas noteikts pēc formulas (54);

A - parametrs, kas noteikts pēc tabulas. 4 atkarībā no attiecībām;

e ir attālums no slodzes P punkta uz pamatnes centru (m);

3.8. Cauruļu pamatu nogulumu un ruļļu robežvērtībām jābūt ne vairāk kā:

RĀDĪTĀJU APRĒĶINĀTĀS REZULTĀTI

Piezīmes. 1. Caurules aprēķina vērtības tiek noteiktas ar darba stāvokļa koeficientu 0,85.

2. Temperatūras ietekmē aprēķināto stiegrojuma pretestību reizina ar tabulas koeficientiem. 8 nodaļas SNiP II-B.7-67.

3. Ja armatūra tiek uzsildīta līdz temperatūrai, kas pārsniedz 100 ° C, aprēķinātās stiegrojuma pretestības ir norādītas tabulā. 5, reizināts ar papildu darba apstākļu koeficientu.

4. Armatūras apkure temperatūrai virs 150 ° C nav pieļaujama.

PIERAKSTA APRĒĶINĀŠANAS PIEMĒRS

1.Ņemot vērā aprēķinu

1. Dzelzsbetona caurule ar augstumu H = 320 m.

2. Caurules iekšējās diametrs.

3. Izplūdes gāzu temperatūra t = 200 ° C.

4. Piegādes gāzes vads - pazemē.

5. Siltumizolācija 0,05 m biezi ar ķieģeļu klājumu 0,5 ķieģeļiem ir tieši blakus bagāžai.

6. No skābes izturīgas ķieģeļa, kura biezums ir 1 ķieģeļu, cauruļu pamatne.

7. Starp oderi un oderi ir ventilējama plaisa mainīgā lielumā no 50 mm - augšpusē un līdz 400 mm cauruļvada apakšā.

8. Caurules konstrukcijas ģeogrāfiskais apgabals - III.

2. Pieņemts aprēķināšanai

1. Betons cilindru markai - 300.

2. Caurules ass ārējās virsmas slīpums ir i = 2,36%.

3. Caurule ir sadalīta 8 dizaina vienībās ar vienādu intervālu starp sekcijām - 40 m.

4. A-III klases periodiskā profila armatūra ir uzstādīta uz sienas ārējās un iekšējās puses un (vertikāli) un (horizontāli).

VSN 286-72 Dzelzsbetona dūmeņu aprēķina pamatnostādnes

Ministrija
PSRS montāžas un speciālie būvdarbi

INDIKĀCIJAS
PAR BETONA KOSMĪNU VARU APRĒĶINĀŠANU

Šajās instrukcijās skatīt aprēķinu dzelzsbetona skursteņiem uz kopējo ietekmi kravu no sava svara un vēja un temperatūras ietekmi (kāta apkures dūmgāzes un saules starojumu), kā arī sniedz jaunus datus, lai noteiktu rulli un granulu piltuves pamatus, atkarībā no to augstuma.

Norādījumus izstrādā institūti NIIZHB, TsNIISK tiem. Kucherenko, NIIOSP Gosstroi PSRS un VNIPI Teploproject Minmontazh c Petsstroya PSRS.

Dalība attīstībā: no NIIZHB - Dr. tech Zinātnes A.F. Milovanovs, Cand. tech B.A. zinātnes Altsuleris; no CNIISK tiem. Kucherenko - tehn. B.G. zinātnes Korenevs, A.R. Rzhanitsyn, A.V. Hemmerling, Cand. Tech. Zinātņu MP Barshteyn, V.G. Vlasovs, Ing. P.K. Shklyarevsky; NIIOSP - dr. tech Zinātnes K.E. Egorovs; no VNIPI siltuma projekta Cand. tech Zinātnes I.A. Shishkov, inženieri VG Lebedev, V.V. Sidorovs, V.S. Pershko.

Redaktori Ing. D.A. Appack

Dienesta ēku kodeksi

Dzelzsbetona dūmeņu aprēķināšanas norādījumi

1. VISPĀRĪGI NOTEIKUMI

1.1. Šīs instrukcijas attiecas uz monolītā dzelzsbetona dūmvadu, kuru augstums ir lielāks par 150 m, aprēķinam ar stresa stiprinājumu.

Piezīmes: 1. Dzelzsbetona dūmeņi, kuru augstums ir līdz 150 m, jāaprēķina saskaņā ar "Instrukcijas dzelzsbetona dūmvadu projektēšanai". M., Gosstroyizdat, 1962, bet vēja slodzes jāņem uz pašreizējo SNiP vadītājs "Kravas un ietekmes. Dizaina standarti.

2. Monolītā dzelzsbetona dūmeņi, kuru augstums ir lielāks par 150 m ar strāvas pastiprinājumu, turpmāk tiks dēvēts par "caurulēm".

1.2. Seismu zonās uzcelto cauruļu aprēķins jāveic, ņemot vērā SNiP II-2.12-69 "Būvniecība seismiskās zonās. Dizaina standarti.

1.3. Dūmvadu pamatu dzelzsbetona plātņu aprēķins jāveic saskaņā ar "Instrukcijām stacionāli nenoteiktu dzelzsbetona konstrukciju aprēķināšanai saistībā ar pūļu pārdalīšanu" 2. izdevums (Maskava, Gosstroyizdat, 1961).

1.4. Aprēķinot caurules, papildus šīm instrukcijām jāievēro nodaļu SNiP II-B.1-62 * prasības "Betona un dzelzsbetona konstrukcijas. Dizaina standarti "un II-B.7-67" Betona un dzelzsbetona konstrukcijas, kas paredzētas darbam paaugstinātas un augstas temperatūras iedarbības apstākļos. Dizaina standarti.

Izgatavots
VNIPI Teploproekt, NIIZBB, ZNIISK, NIIOSP

Apstiprināts
Minmontazhspetsstroy PSRS

1972. gada 27. janvāris

Ievades termins
1972. gada 1. marts

2. STATISTIKAS TIPA APRĒĶINĀŠANA

Vispārīgi norādījumi

2.1. Caurule jāaprēķina saskaņā ar divām ierobežojošo stāvokļu grupām: saskaņā ar nesošās ietilpības zudumu un nepiemērotību normālai darbībai.

Aprēķinot pirmo ierobežojošo stāvokļu grupu, jāņem vērā slodzes vienlaicīgais efekts pēc tā paša svara, aprēķinātā vēja slodze, kā arī izplūdes gāzu temperatūras ietekme; aprēķinot otro ierobežojošo stāvokļu grupu - tā paša svara vienlaikus efektu, regulējošo slodzi no vēja, kā arī izplūdes gāzu temperatūras un saules starojuma ietekmi.

Piezīme Caurules paša svars tiek pieņemts bez pārslodzes faktoriem.

Vertikālās un horizontālās cauruļvadu sekcijas nestspējas ierobežošanas stāvoklis atbilst plastmasas eņģes veidošanai, tajā skaitā:

- caurules horizontālajās daļās vēja virzienā plastmasas eņģelis atbilst stāvoklim, kad izstieptas stiegras izvades zona, vienmērīgi izvietota ap gredzena perimetru, sasniedz izstieptas zonas stiprinājuma gravitācijas centru (1. att.); uz priekšpuses pusē tas atbilst betona saspiestās zonas stiprības pilnīgai izmantošanai;

- vertikālajās daļās robežvērtība atbilst sasprindzināto stiegrojumu plūsmai.

Vertikālās un horizontālās caurules daļu ierobežojošo stāvokļu otro grupu raksturo tas, ka maksimālās atveres vērtības lielumi ir vienāds ar: plaisas augšējās trešdaļas - 0,1 mm; pārējai caurulei - 0,2 mm.

2.2. Sprieguma noteikšana no temperatūras ietekmes jāveic visaugstākajā izplūdes gāzu temperatūrā, aprēķinātajā āra temperatūrā (vidējā temperatūrā aukstākajās piecās dienās) un maksimālajai caurules ārējās virsmas siltuma caurlaidības koeficientam (a n )

2.3. Lai stiprinātu caurulītes, kā galveno tiek pieņemta A-II un A-III periodiskā profila kodolsertifikācija. Armatūras konstrukcijas īpašības ir norādītas tabulā. 5 1. pielikums.

Zīm. 1. Caurules horizontālās daļas konstrukcijas shēma un stresa diagramma

y a - attālums no caurules centra līdz izstieptas zonas smaguma centram.

y b - attālums no caurules centra līdz saspiestās zonas smaguma centram

r in - sadaļas iekšējais rādiuss.

r a - pastiprinājuma rādiuss.

r n - sadaļas ārējais rādiuss.

r ir aprēķinātais rādiuss, kas vienāds ar

b - puse no saspiestās zonas leņķa.

s an - stres spriedzes stiegrojumā.

s bn - spiedes spriegumi betonā.

h ir cauruļu sienas biezums.

h 0 - caurules sienas daļas lietderīgais augstums.

2.4. Paredzēts, ka cauruļu betons ar Portlandcementa konstrukcijas pakāpi spiedes stiprībā nav mazāks par 300. Betona šķidrumi, kas paredzēti salizturībai un ūdensizturībai, jāuzņemas saskaņā ar normatīvo aktu prasībām. Paredzētais betona spiedes stiprums tiek pieņemts kā 0,9 R pr. ņemot vērā betona darba apstākļus cauruļvados.

Paredzamās vēja slodzes noteikšana

2.5. Caurules tiek aprēķinātas vēja slodzei, ņemot vērā 3 brīvo svārstību formas.

2.6. Aprēķinātā vēja slodze P ik (t), kas iedarbojas uz cauruļu sekciju k (2. attēls), kad tā svārstās i-tā formā (i = 1, 2, 3) (cauruli parasti sadalās augstumā r sekcijās ar pašreizējo skaitu j = 1,2. k... r, savukārt j sekcijas un vēja slodzes masa, kas iedarbojas uz to, tiek koncentrēta sekcijas vidū ar abscisu xj ) nosaka pēc formulas:

kur - aprēķinātā vēja noslodze (t) k-veida caurules sekcijā, kas atbilst vēja ātruma galvas statiskajai iedarbībai;

qk = q0kkc h ir aprēķinātais vēja spiediens (t / m 2) k-i sekcijas vidū;

q0 - vēja spiediena standarta ātrums t / m 2 augstumam virs zemes virsmas līdz 10 m, ņemts saskaņā ar tabulu. 9 nodaļas "SNiP II-A.11-62" "Slodzes un ietekme" 6.1. Dizaina standarti ";

kk - korekcijas koeficients ātruma galvas palielināšanai šīs zonas vidū, ņemts no tabulas. 10 nodaļas SNiP II-A.11-62;

c = 0,7 ir saiknes k aerodinamikas koeficients;

h - pārslodzes koeficients: caurulēm ar augstumu no 150 līdz 300 m - 1,4; virs 300 m - 1,5;

Sk - k-saites projekcijas laukums (m 2) plaknē, kas ir perpendikulāra vēja plūsmai;

- aprēķinātais inerces spēks (t), kas darbojas k-as saites vidū ar caurules vibrācijām i-tā formā;

h ik - k-as saites vidējā samazinājuma paātrinājums (m / s 2), kad caurule svārstās atbilstoši i-tājai formai

Formulā (2) a i (xk ) un a i (xj ) - caurules brīvo svārstību i formas relatīvie ordināti izskatāmajā punktā ar abscisu xk un visos punktos ar abscisām xj (j = 1,2. k. r), kur masas M koncentrējas j ;

mj - ātruma galvas pulsācijas koeficients j-tā segmenta vidum, kas noteikts tabulā. 12 SNiP II nodaļas -A.11-62;

x i - dinamiskais koeficients, atkarībā no brīvo svārstību i formas perioda un caurules svārstību logaritmiskā samazinājuma, kas noteikts no grafikām, kas parādīti 2. att. 3

Zīm. 2. Dūmvadu konstrukcija ar dzelzsbetona apvalku un četri iekšējie metāla korpusi:

1 - dzelzsbetona apvalka caurule; 2 - apgaismojuma zona; 3 - cietā metāla platforma; 4 - metāla korpusa-gāzes vads (pašpietiekams); d cp = 12 mm; 5 - pamatne zem caurules

Piezīme Metāla cilindrs 4 brīvi balstās uz metāla spilvena 3 punktu a

Horizontālo cauruļu sekciju aprēķins

2.7. Struktūras caurules horizontālajās daļās nosaka pēc secīgu aptuveno metodi.

Pēdējais ir n tuvināšanas spēks vai novirzes, kas atšķiras no n -1 tuvināšanas ne vairāk kā par 5%.

Aprēķinot caurules horizontālās daļas atbilstoši pirmajai un otrajai robežvērtību grupai, lieces momentu nosaka no attiecīgajām 2.1. Punktā norādītajām slodzēm un efektiem. Nepieciešamības gadījumā vislabākais lieces moments attiecībā uz caurules testēšanu rezonansei.

2.8. Aprēķinot cauruli saskaņā ar pirmo ierobežojošo stāvokļu grupu, novirzes un spēki tiek noteikti šādā secībā:

1. Visām caurules sekcijām ir iestatīts sienas biezums un vertikālās stiprinājuma šķērsgriezums uz 1 pogas. m caurules perimetra garums.

Zīm. 3 dinamiskie faktori

a - elastīgām tērauda konstrukcijām (logaritmiskais svārstību samazinājums d> 0,10)

b - metāla un koka konstrukcijām (d> 0,15)

c - dzelzsbetona un akmens konstrukcijām (d »0,30)

2. Noteikt normālu spēku (sava ​​svara maģistrālo uzlikām, peroni utt) un lieces momentus no statiskās aprēķināšanai vēja slodžu un dinamisko ietekmi vēja brāzmas.

Pirmajā tuvumā lieces momentus nosaka, neņemot vērā normālos spēkus, izmantojot formulu:

kur M ir lieces moments cauruļvada k-ijā daļā no aprēķinātās statiskās vēja slodzes Pj ;

- locīšanas moments no vēja brāzmu dinamiskās ietekmes:

Formulā (4) - dinamiskā liekšanas moments cauruļvada k-ijā daļā ar svārstībām i-tā formā;

- aprēķinātais inerces spēks, kas noteikts saskaņā ar šo instrukciju 2.6. punktu.

3. Nosakiet spriegumu vārstā (s an ) un betons (s bn ) attiecīgi saskaņā ar pp 2.13 un 2.14.

4. Nosaka caurules ass izliekumu pēc formulas:

ar b 2 d in - aerodinamiskā spēka amplitūda, kas atbilst struktūras brīvam galam (kg / m);

2.25. Svārstības rezonanses amplitūda (y p (x) un lieces moments caurules šķērsgriezumā ar abscisu "x" tiek noteikta pēc formulas:

kur ir novirzes un lieces moments no statistiski piemērotas slodzes;

d = 0,3 ir svārstību logaritmiskā samazināšanās;

0,8 - koeficients, ņemot vērā nelielu plaknes paralēlās plūsmas iespējamību caurules augstumā.

Aprēķinātais lieces moments attiecīgajā cauruļvada posmā tiek aprēķināts pēc formulas:

kur - to nosaka šo "Noteikumu" 2.7. punkts, un daudzumus nosaka pēc 2.6. punkta formulas atkarībā no

3. Cauruļu pamatu pamatnes aprēķināšana

Standarta spiediena noteikšana uz pamatnes

3.1. Cauruļvadu pamatu aprēķina bāzes datiem jābūt inženierijas un ģeoloģisko apsekojumu materiāliem.

Saskaņā ar SNiP II vadītāja prasībām -B.1-62 * "Ēku un būvju pamats. Projektēšanas standarti", pamatstundu aprēķins, kas sastāv no neakmeņainām augsnēm, tiek veidots atbilstoši otrajai galīgo stāvokļu grupai (ar deformāciju). Gadījumos, kad bāzi veido akmeņainas augsnes, aprēķinu var izdarīt pirmajā ierobežojumu stāvokļa grupā (uz nestspējas).

3.2. Regulējošais spiediens uz pamatnes jānosaka pēc formulas:

kur h - pamatnes dziļums no plānošanas zīmes līdz pamatnes apakšai (m); gredzena pamatnes gadījumā h vērtību uzskata par vienādu ar pamatnes augstumu pamatnes stiklā un tam jābūt vismaz gredzena plāksnes augstumam;

b ir apļveida pamatnes diametrs vai gredzena platums ar gredzena pamatni (m);

g 0 - augsnes vidējais tilpuma svars (t / m 3), kas parādās dziļumā h un zemāk, ir viena ceturtā daļa no pamatnes gredzena h + 1 /4 b;

C n - augsnes normatīvā īpašība (t / m 2), kas notiek dziļumā h + 1 /4 b;

m ir darba stāvokļa koeficients, kas parasti tiek uzskatīts par vienādu ar vienu, izņemot to, ka tiek ņemti pamatnes ūdenī piesātinātās smalki graudaino un kraukšķīgo smilšu tipa augsnēs, kurām attiecīgi ir m = 0,8 un m = 0,6;

A, B, D - koeficienti, kas atkarīgi no h + 1 / h vidējā augsnes iekšējās berzes standarta leņķa vidējās vērtības (j n grādos)4 b, ņemts pie galda. 1

Ja tiek izmantota dzelzsbetona plāksne kā gredzens ar rādiusu r attiecību 1 / r 2 ³ 0,5 (no iekšējās uz āru) augsnes spiedienu nosaka ar koeficientiem A, B, D, kas aprēķināti sloksnes pamatnēm ar gredzena platumu b = r 2 - r 1 ; ar r 1 / r 2 n;

E i - augsnes slāņa deformācijas modulis i-ro (kg / cm 2) (tas nozīmē horizontālo grunts);

Ki - Neizmērīgais koeficients augsnes i-tā slānim, kas atkarībā no attāluma Z starp pamatnes un slāņa zolēm, ko ņem fonda diametra frakcijās (ti, 2 Z / b attiecība), tika aprēķināts, izmantojot homogēnu lineāri deformējamu pus-telpas modeli, un tas ir dots tabl. 2, turklāt attiecībā uz gredzenu pamatu (ar r 1 / r 2 ³ 0,5) K koeficientsi, pieņemts sloksnes pamatnēm ar koeficientu 2 Z / b, kur b = r 2 - r 1 ;

Caurules dibena vidējo stieni, kas atrodas uz saspiežamas bāzes ar H biezumu, var noteikt arī ar vienkāršotu formulu:

kur ir E ceturtdiena - augsnes deformācijas vidējais modulis (kg / cm 2), kas atrodas H bāzes saspiežamajā biezumā, ko aprēķina pēc formulas:

K - koeficients, kas noteikts pēc tabulas. 3 atkarībā no attiecības 2 H / b;

n ir Puasona augsnes attiecība, kas ir aptuveni vienāda ar 0,3;

(saspiežamais pagrabs),

kur h i - i-ās augsnes kārtas biezums ar moduli E i

3.7. Rulveida apļa un gredzena pamatne, kas iekrauta ar ekscentrisku slodzi, tiek noteikta pēc formulas:

kur P ir kopējā vertikālā noslodze uz pamatnes;

b ir apaļa vai apaļa pagraba diametrs;

E ceturtdiena - augsnes deformācijas vidējais modulis (t / m 2), kas noteikts pēc formulas (54);

Un - parametrs, kas definēts cilnē. 4 atkarībā no attiecībām;

e ir attālums no slodzes P punkta uz pamatnes centru (m);

Skursteņa aprēķins

Skursteņa aprēķinu piemēri

1. Piemērs 30 metru augstās skursteņ kolonnas aprēķināšanai var tikt lejupielādēts šeit.
2. Piemērs, kā aprēķināt pašpietiekamu 10 metru augsto skursteni, var lejupielādēt no saites
3. Gultņu metāla torņa stiprības aprēķinu un metāla skursteņa augstuma 25 metru pamatus var lejupielādēt šeit


Vispārīgi dati

Aprēķinu parasti veic, izmantojot dizaina skaitļošanas kompleksu, piemēram, SCAD, LIRA-CAD, robotu strukturālo analīzi, IDEA StatiCa, STAAD, APM Structure3D. Komplekss realizē statisko un dinamisko projektēšanas shēmu galīgo elementu modelēšanu, stabilitātes testēšanu, neizdevīgu pūļu kombināciju izvēli, dzelzsbetona konstrukciju stiegrojuma izvēli, tērauda konstrukciju nestspējas pārbaudi. Zemāk minētais raksts apraksta tikai to kompleksu iespējas, kuras faktiski izmanto skursteņu aprēķinos.

Īss aprēķinu metodes apraksts

Aprēķins pamatojas uz galīgo elementu metodi, kas tiek izmantota kā galvenie dizaina shēmas mezglu netiešie pārvietojumi un pagriezieni. Šajā sakarā struktūras idealizācija tiek veikta formā, kas pielāgota šīs metodes izmantošanai, proti: sistēma ir attēlota kā standarta tipa struktūru komplekts (stieņi, plāksnes, čaulas utt.), Ko sauc par galīgiem elementiem un pievieno mezgliem.

Galīgo elementu tipu nosaka pēc tā ģeometriskās formas, noteikumi, kas regulē attiecības starp nobīdēm ierobežotos elementu un mezglu sistēmas mezglu, fiziskā likums, kas regulē attiecības starp iekšējo spēku un iekšējo pārvietošanu un komplektu parametru (stinguma), kas iekļauta aprakstā šo un citiem tiesību aktiem.

Nodalīšanas metodes aprēķina shēmas mezgls tiek attēlots kā pilnīgi stingrs mazu izmēru izzūdošs ķermenis. Mezgla pozīciju telpā sistēmas deformācijas laikā nosaka centra koordinātas un trīs asu griešanās leņķi, kas ir stingri saistīti ar mezglu. Mezglu attēlo kā objektu ar sešiem brīvības pakāpēm - trim lineārajiem pārvietojumiem un trīs rotācijas leņķiem.

Visas dizaina shēmas mezgli un elementi ir numurēti. Uz tiem piešķirtie numuri jāinterpretē tikai kā vārdi, kas ļauj norādīt nepieciešamās atsauces.

Pārvietošanas metodes pamatstruktūru izvēlas, nosakot katrā mezglā visas saites, kas aizliedz jebkuru mezglu pārvietošanu. Nosacījumi nulles pūļu vienādībai šajos savienojumos ir atrisināt līdzsvara vienādojumi, un norādīto savienojumu pārvietojumi ir galvenās pārvietošanas metodes nezināmās pazīmes.

Vispārīgā gadījumā visi seši kustības var būt telpiskās struktūras mezglā:

1 - lineāra kustība gar X asi;

2 - lineāra kustība pa Y asi;

3 - lineāra kustība gar Z asi;

4 - griešanās leņķis ar vektoru gar X asi (rotācija ap X asi);

5 - griešanās leņķis ar vektoru pa Y asi (rotācija ap Y asi);

6 - griešanās leņķis ar vektoru pa Z asi (rotācija ap Z asi).

Numerācija attālinājuma mezglā (brīvības pakāpēm) iepriekš paredzētās tiek izmantota tālāk bez īpašu uzmanību, visur un izmanto attiecīgi apzīmē X, Y, Z, UX, uy un už, lai apzīmētu vērtības atbilst lineāro kustību un rotācijas leņķi.

Saskaņā ar galīgo elementu metodes ideoloģiju, pārvietojuma lauka patieso formu elementā (izņemot stieņu elementus) aptuveni veido dažādas vienkāršotas atkarības. Šajā gadījumā spriegumu un celmu noteikšanas kļūda ir kārtībā (h / L) k, kur h ir maksimālais režģa solis; L ir raksturīgais platības lielums. Aptuvenā rezultāta (konverģences pakāpes) kļūdas samazinājuma ātrumu nosaka eksponents k, kam ir atšķirīga vērtība pārvietojumiem un dažādām iekšējo spēku sastāvdaļām (spriegumiem).

Koordinātu sistēmas

Lai iestatītu datus par projektēšanas shēmu, var izmantot dažādas koordinātu sistēmas, kuras vēlāk tiek pārveidotas par Dekarta. Turklāt, lai aprakstītu projektēšanas shēmu, izmanto šādas Dekarta koordinātu sistēmas:

Vispasaules labās puses koordinātu sistēma XYZ, kas saistīta ar projektēšanas shēmu

Vietējās labās puses koordinātu sistēmas, kas saistītas ar katru galīgo elementu.

Ķēdes tips

Projektēšanas shēma ir definēta kā sistēma ar 5. funkciju. Tas nozīmē, ka tiek ņemta vērā vispārējā formas sistēma, kuras deformācijas un tās galvenās nezināmās daļas attēlo ar mezglpunktu lineāro pārvietojumu gar X, Y, Z asīm un ap tām.

Projektēšanas shēmas kvantitatīvās īpašības

Projektēšanas shēmu raksturo šādi parametri:

- galīgo elementu skaits.

- kopējais nezināmo kustību un pagriezienu skaits.

- slodžu kombināciju skaits.

Izvēlētais skursteņa statiskā aprēķina režīms

Sistēmas statisks aprēķins tiek veikts lineārā formulējumā.

Avota datu kopu

Detalizēts skursteņa dizaina apraksts jāuzrāda tabulas formā - informācija par projektēšanas shēmu, kurā ir visu mezglu koordinātas, visu finišu elementu īpašības, galīgo elementu savienojamības nosacījumi ar mezgliem utt.

Robežnosacījumi

Galīgo elementu aprēķina shēmas mezglu iespējamās kustības ierobežo ārēji ierobežojumi, kas aizliedz dažus no šiem kustības veidiem. Šādu saišu klātbūtne ir atzīmēta avota datu apraksta tabulā "Koordinātas un saites" ar simbolu #.

Nosacījumi krustojuma elementiem uz mezgliem

Gala elementa tuvuma punktiem uz mezgliem (elementu gala sadaļām) ir tāda pati kustība ar norādītajiem mezgliem.

Izņēmums ir pamatelementi, kuriem ir nodrošināta viru un / vai slīdņu klātbūtne, kas ļauj elementu mezglu un gala posmu leņķiskās un / vai lineāro kustību attiecībā pret projektēšanas shēmas mezgliem.

Izmantoto galīgo elementu tipu raksturojums

Skursteņa aprēķina shēmā ir iekļauti šādi ierobežojumi:

Stūra gala elementi, kuru darbu nodrošina parastie materiālu pretestības noteikumi. Viņu sprādziena stāvokļa apraksts ir saistīts ar vietējo koordinātu sistēmu, kurā X1 ass ir orientēta gar stiepli, un Y1 un Z1 asis atrodas pa galvenajām šķērsgriezuma inerces asīm.

Daži stieņi ir pievienoti mezgliem, izmantojot pilnīgi stingrus ieliktņus, ar kuru palīdzību tiek ņemti vērā mezglpunktu ekscentricitātes. Tad X1 ass ir novietota gar stieņa elastīgo daļu, un Y1 un Z1 asis ir novietotas gar galvenajām stieņa elastīgās daļas šķērsgriezuma inerces galvenajām asīm.

Apskatāmās aprēķinu shēmas galvenajiem gala elementiem pieder šādi elementu veidi:

Elements, kas darbojas saskaņā ar telpisko shēmu un uztver garenisko spēku N, My un Mz lieces momentus, šķērseniskos spēkus Qz un Qy, kā arī griezes momentu Mk.

Korpusu galīgie elementi, kuru ģeometriskā forma nelielā elementa daļā ir plakana (tā veido daudzstūra, kas ierakstīta korpusa vidējās virsmas faktiskajā līkilinārā formā). Attiecībā uz šiem elementiem, saskaņā ar ideju par galīgo elementu metodi, patieso pārvietojumu formu elementā aptuveni veido vienkāršotas atkarības. Stresa stāvokļa apraksts ir saistīts ar vietējo koordinātu sistēmu, kurā X1 un Y1 asis atrodas elementa plaknē, un X1 ass ir vērsta no pirmā mezgla uz otru, un Z1 ass ir ortogonāla elementa virsmai.

Trīsstūrveida elements nav savienojums un modelē lauku normālus pārvietojumus elementā ar polinomu 4 grādiem, un tangenciālo pārvietojumu lauks ir pirmās pakāpes polinoms. Novietots telpā patvaļīgi.

Kvadrātveida elements, kam ir četri mezgla punkti, nav locītavu un modelē normālu pārvietojumu lauku elementā ar polinomu 3 grādiem, un tangenciālo pārvietojumu lauks nav daļējs polinoms 2 grādiem. Novietots telpā patvaļīgi.

Kravas raksturojums un to raksturojums

Dizains būtu jāizstrādā statiskām un dinamiskām slodzēm.

Sistēmas dinamiskā aprēķināšana tiek veikta, izmantojot sadalīšanos dabiskās svārstību formās. Tajā pašā laikā, aprēķinot izmantot ne vairāk kā šādu formu skaitu:

vēja strūkla pulsācija saskaņā ar SNiP 2.01.07-85 * - 6 formas

Dinamiskā slodze "Vēja plūsmas pulsācija saskaņā ar SNiP 2.01.07-85 *" tiek veikta saskaņā ar metodi, kurā vēja spiedienu uz konstrukciju uzskata par vēja slodzes statisko un pulsācijas komponentu summu. Pēdējā ir nejauša laika funkcija, pateicoties nejaušai pulsāciju ātrumam. Sistēmas elementu un tā punktu kustības (parasti struktūras X reakcija) centieni ir atdalīti no vēja slodzes statiskās sastāvdaļas un no inerces spēkiem, kas atbilst katrai dabisko svārstību formai. Reakcijas kopējo vērtību nosaka pēc formulas

no kura var redzēt, ka svārstības notiek ap kompensēto līdzsvara stāvokli, kas atbilst statiskās (vidējās) slodzes komponentam. Aprēķinu rezultāti atspoguļo dinamiskās reakcijas X atsevišķās sastāvdaļasi d un statisko un visu dinamisko komponentu kopējā vērtība. Šajā gadījumā dinamiskās papildinājuma zīme ir tāda pati kā X c komponents.

Dūmvada aprēķina rezultāti

Pārskatā aprēķinu rezultāti tiek atlasīti selektīvi. Visa aprēķinu rezultātā iegūtā informācija jāuzglabā elektroniskā veidā.

Pārvietojas

Aprēķinātās lineāro pārvietojumu un mezglu apgriezienu vērtības no slodzes uzrāda aprēķinu tabulā "Mezglu novirzes".

Aprēķina rezultātu tabula "Mezglu nobīde no kombinācijām" ir parādīta aprēķinātās lineāro pārvietojumu un mezglu rotācijas no slodzes kombinācijām.

Spēku rakstzīmju virzīšana

Pārvietošanas pazīmju likums ir pieņemts tādā veidā, ka lineārie pārvietojumi ir pozitīvi, ja tie ir vērsti attiecīgās koordinātes palielināšanas virzienā, un rotācijas leņķi ir pozitīvi, ja tie atbilst pareizās skrūves likumam (kad to aplūko no attiecīgās ass līdz tā sākumam, kustība notiek pretēji pulksteņrādītāja virzienam).

Pūles un stresu

Aprēķinātās spēku un spriegumu vērtības elementos no slodzes uzrāda skursteņa "Elementa spēki / spriegumi" aprēķina rezultātu tabulā.

Aprēķinātās spēku un spriegumu vērtības elementos no slodzes gadījumu kombinācijām ir parādītas tabulā "Elementu spēks / spriegums no slodžu kombinācijām" aprēķina rezultātu tabulā.

Galvenajiem elementiem noklusējuma spēki tiek parādīti elastīgās daļas (sākotnējā un nobeigumā) gala iedaļās un elastīgās daļas centrā, un, ja to pieprasa lietotājs, starpsekcijās gar stieņa elastīgo daļu. Elementa smaguma centram tiek parādīti sprieguma plāksnes, tilpuma, axisymmetric un apvalka elementi, un, ja elementa mezglos ir lietotāja pieprasījums.

Pielāgošanas pazīmju likums (stress)

Zvejas intensitātes (stresa) pazīmju noteikumi tiek ņemti šādi:

Galvenajiem elementiem ir iespējami šādi spēki:

N ir gareniskais spēks;

M ir griezes moments;

MY ir saliekšanas moments ar vektoru gar Y1 asi;

QZ ir bīdes spēks Z1 virziena virzienā, kas atbilst momentam MY;

MZ ir lieces moments attiecībā pret Z1 asi;

QY ir bīdes spēks Y1 virziena virzienā, kas atbilst momentam MZ;

RZ - izturība pret elastīgo pamatni.

Pozitīvie spēka virzieni terminālos tiek ņemti šādi:

bīdes spēkiem QZ un QY - attiecīgu asu Z1 un Y1 virzienos;

attiecībā uz brīžiem MX, MY, MZ - pretēji pulksteņrādītāja virzienam, skatot no attiecīgās ass X1, Y1, Z1 beigām;

Pozitīvs gareniskais spēks N vienmēr stieņa stieni.

Attēlā redzami pozitīvie iekšējo spēku un momentu virzieni horizontālās un slīpo (a), kā arī vertikālo (b) stieņu šķērsgriezumā.

"+" (Plus) zīme ir izstiepta, un zīme "-" (mīnus) - šķērsgriezuma saspiestās šķiedras no pozitīviem momentiem My un Mz.

Gala korpusa gala elementi tiek aprēķināti šādi:

normāls spriegums NX, NY;

bīdes stresa TXY;

MX, MY un MXY brīži;

bīdes spēki QX un QY;

elastīgās pamatnes RZ reaktīvā pretestība.

Attēlā redzamas pozitīvās vērtības spriegumiem, bīdes spēkiem un momenta vektoriem, kas darbojas gar elementa taisnstūra malām, kuras ir sagrieztas korpusa smaguma FE centra tuvumā.

Ievietoto slodžu kopējās vērtības iekraušanai.

Problēmas risinājuma protokols katrai slodzei norāda kopējās sistēmiskās slodzes slodzes vērtības.

Paredzētās pūļu kombinācijas

Aprēķināto centienu kombināciju vērtības ir norādītas aprēķinu rezultātu tabulā "Aprēķinātās centienu kombinācijas".

Aprēķināto centienu apvienojumu aprēķina, pamatojoties uz kritērijiem, kas raksturīgi attiecīgo galīgo elementu veidiem - stieņiem, plāksnēm, čaumalām, masīvām virsmām. Kā tādi kritēriji tiek ņemti galējās stresa vērtības elementa šķērsgriezuma raksturīgajos punktos. Aprēķinā tiek ņemtas vērā normatīvo dokumentu prasības un loģiskās saiknes starp slodzēm.

Piespiedu principa izvēle ir nelabvēlīgu spēka konstrukciju kombinācija. No visām iespējamām kombinācijām tiek izvēlēti tie DCS, kas atbilst noteiktas vērtības maksimālajai vērtībai, kas izvēlēta kā kritērijs un atkarīga no visām stresa stāvokļa sastāvdaļām:

a) stieņiem - ārkārtējās normālās un saskares stresa vērtības sekcijas kontrolpunktos, kas parādīti attēlā

b) attiecībā uz elementiem plaknes sprieguma stāvoklī - gar ārkārtējo līkņu aploksnēm parasto un pieskares stresu pēc formulas:

Apzīmējumi ir parādīti attēlā. Normālie spriegumi tiek aprēķināti leņķu diapazonā no 90 ° līdz -90 ° un pieskares no 90 ° līdz 0 °. Stāvu maiņas stūri 15 °.

c) plāksnēm izmanto līdzīgu pieeju - dizaina formulas ir šādas:

Turklāt nosaka galējās bīdes spēku vērtības.

d) līdzīga pieeja tiek izmantota arī čaumalas, bet uz virsmas korpusa augšējās un apakšējās virsmas uzspiež, ņemot vērā membrānas spriegumus un lieces spēkus.

e) attiecībā uz tilpuma elementiem, vidējās stresa (hidrostatiskā spiediena) un galvenās novirzes sprieguma ekstremālās vērtības tiek ņemtas par kritēriju bīstamu stresa kombināciju noteikšanai.

Stabilitātes analīze

Dūmvada struktūras stabilitātes problēma ir atrisināta klasiskajā elastīgās sistēmas formulējumā un pieņēmumā, ka visas ārējās slodzes, kas tiek piemērotas sistēmai (un līdz ar to arī iekšējiem spēkiem), pieaug proporcionāli vienam parametram λ. Parametra λ vērtība, kurā sistēma A (λ) stingruma matrica pirmo reizi vairs nav pozitīvi definēta, ir kritiska, un atbilstošā vērtība λ ir stabilitātes faktors. Stiprības matricas pozitīvā definīcija nozīmē, ka jebkuras vertikālās mezglu nobīdes vērtībām sistēmas potenciālā enerģija ir pozitīva, un ir nepieciešams tērēt enerģiju, lai deformētu sistēmu. Šajā gadījumā sistēma kopumā nodrošina izturību pret deformāciju (tā ir izturīga). Ja sistēma zaudē savu stabilitāti, tā zaudē pretestību un tās cietības matrica kļūst izkliedēta (ar nulles noteikšanas faktoru).

Sistēmas stabilitātes faktori

Drošības koeficientu vērtības kombinācijām ar slodzēm ir dotas skursteņa aprēķinu rezultātu tabulā "Stabilitātes faktori no kombinācijām".

Tas atrisina problēmu, nosakot minimālo λ, kurai stiegruma matrica izzūd.

Drošības koeficienta meklēšana tiek veikta intervālā [0, 2.0], kur 2.0 ir drošības faktora meklēšanas intervāla augšējā robeža, kas norādīta avota datos. Ja sistēmas drošības koeficients ir lielāks par norādīto augšējo robežu, tas netiek aprēķināts.

Kad stabilitātes matrica tiek apkopota par katru galīgo elementu (kas principā var zaudēt stabilitāti), tiek aprēķināta vērtība λkp, kas noved pie paša elementa stabilitātes zuduma tādā formā, kad visi mezgli, pie kuriem šis elements ir blakus, paliek nemainīgi. Elementa numurs, pie kura tiek sasniegts min λkp, ziņots protokolā.

Lūzuma formas

Stabilitātes zuduma formas no kombinācijām uzrāda skursteņa aprēķinu rezultātu tabulā "Stabilitātes pazušanas formas no kombinācijām".

Pieņemot, ka stabilitātes faktors ir precīzs, tika atrasts risinājums tādām vertikālu mezglu pārvietojumu un pagriezienu vērtībām, kuras izraisa tikai iekšējās spiedes spriegumi un spēki. Šī ir lūzuma forma. Tā kā stabilitātes vienādojums ir atrisināts nulles labās puses pusē, nestabilitātes forma tiek noteikta līdz koeficientam.

Modāla analīze. Pašu veidlapas. Inerciālas slodzes

Dūmvada svārstību modeļi ir parādīti "Dabisko svārstību formu" aprēķina rezultātu tabulā.

Katrai vibrācijas formai, kas tiek ņemta vērā dinamiskā slodzē, tiek izdrukāta šīs formas biežums (apļveida frekvences w radiānos, frekvences f hercos, svārstību periodi T sekundēs). Tie ir saistīti ar atkarībām:

Par katru no aplūkotajām dabisko svārstību formām izdrukā attiecības starp amplitūdas lielumiem dizaina shēmas mezglos par katru brīvības pakāpi, ko atrisina uzdevums. Vislielākā amplitūdas vērtība tiek piešķirta 1000, citu amplitūdas vērtību vērtības nosaka 1000 daļās.

Projektēšanas shēmas mezglos esošās inerciālās slodzes brīvības pakāpju virzienos, ko pieļauj dizaina shēma, var izmantot, lai analizētu katra no aplūkotajām dabiskajām svārstībām ietekmi uz stiprības aprēķinu vai struktūras turpmākiem skaitliskiem pētījumiem. Kontrolei tiek iegūts noteikts masas svaru sadalījums. Masas svaru sadalījums norāda, piemēram, to, kā masas paša konstrukcijas masai sadalīja norādītajos koncentrācijas punktos.

Galvenā un līdzvērtīgā sprieguma noteikšana

Galveno un līdzvērtīgo spriegumu vērtības skursteņa konstrukcijas elementiem ir parādīti aprēķinu rezultātu tabulā "Galvenie un līdzvērtīgie spriegumi".

Galveno un līdzvērtīgo spriegumu vērtības no kombinācijām parādās aprēķinu rezultātu tabulā "Galvenie un līdzvērtīgie spriegumi no kombinācijām".

Caur cauri patvaļīgam ķermeņa punktam un patvaļīgi orientētai zonai, kuram v ir virziena koordinātes l, m, n ar asīm x, y, z, parasto spriegumu sv un griešanas stress tv ar iegūto Sv.

Pastāv trīs šādas savstarpēji perpendikulāras platformas, kurās tangenciālie spriedumi ir nulle. Šajās vietnēs, ko sauc par galvenajiem, galvenie uzsvēra1, s2 un s3. Šajā gadījumā tas nozīmē, ka s1³s2³s3.Ir zināms arī, ka galvenajiem spriedumiem ir ārkārtējas īpašības, proti, jebkurā vietā iegūtais spriegums Sv£ s1 un sv³s3.

Lai raksturotu stresa-deformācijas stāvokli, tiek izmantots Lodes-Nadai koeficients.

ņemot vērā 1 tīru kompresiju, 0 tīrajai bīdes pakāpei un -1 tīram spriegumam.

Izgatavojot aprēķinu rezultātus, galvenie spriedumi s1³s2³s3 kas apzīmēts kā N1 ³N2 ³N3 un Eulera leņķi, tiek ievadīts šāds apzīmējums: q - TETA, y - PSI, j - FI.

Plātnēm un čaumalām galvenie spriegumi tiek noteikti uz apakšējās (H), vidējās (C) un augšējās (B) virsmas. Galveno zonu stāvokli raksturo galvenā sprieguma N1 slīpuma leņķis uz ass X1.

Spoles elektriskais spiediens galvenokārt tiek noteikts pēc formulas

Šeit sx, tx un ty normālas un tangenciālas sprieguma raksturīgās vietās stieņa šķērsgriezumā.

Izmantotā spēka teorija

Sarežģītam stresa stāvoklim, ko raksturo galvenie spriedzi s1, s2 un s3, Parasti tiek izmantota kāda hipotēze (spēka teorija), kas nodrošina iespēju salīdzināt dažus līdzvērtīgus stresa se ar ierobežojumu s0 +, kas atbilst vienkārša vienreizēja spriedze. Stāvoklis, kas raksturo ierobežojošā stāvokļa neesamību materiālā, tiek ierakstīts kā

kur k1. kn - dažas materiālās konstantes. Dažreiz ir ērtāk salīdzināt līdzvērtīgu spriegumu ar limitu s0 -, kas atbilst izlases materiāla izturībai ar vienkāršu vienpusēju kompresiju. Atbilstošu līdzvērtīgu spriegumu apzīmē kā sS.

Aprēķinā tika izmantota teorija par lielākajiem tangenciālajiem spriedumiem: