Для расчета как горизонтальных так и вертикальных труб используются корреляции

Обновлено: 07.07.2024

Методика расчета

Тепловой расчет системы отопления, заключатся в определении площади поверхности отопительных приборов. К расчету приступают после выбора типа отопительных приборов, места установки, способа присоединения к трубам системы отопления, вида и параметров теплоносителя, температуры воздуха в отапливаемом помещении, диаметра труб по результатам гидравлического расчета. Поверхность отопительного прибора должна обеспечить необходимый тепловой поток от теплоносителя к воздуху помещения, равный теплопотерям помещения за вычетом теплоотдачи проложенных в нем теплопроводов[7].

Методы расчета и подбора отопительных приборов приведены в[1],[3].с целью уменьшения количества однотипных вычислений при выполнении курсового проекта рекомендуется проводить расчет отопительных приборов не более двух стояков главного циркуляционного кольца системы отопления, остальные приборы рассчитывать на ЭВМ)[7] .

Важнейшим теплотехническим показателем отопительной системы является коэффициент теплоотдачи прибора и площади внешней поверхности.

С целью обеспечения единого теплотехнического показателя с 1967 года была введена условная единица измерения площади -эквивалентный квадратный метр (ЭКМ).

ЭКМ - это условная поверхность эталонного прибора Например, ЭКМ секционного радиатора Н-136 с теплоотдачей 506 Вт при разности средней температуры теплоносителя и воздуха 64,5 0 С относительном расходе теплоносителя воды в приборе составляет С = 1,0.

Однако площадь в ЭКМ не соответствует физической площади в м 2 . Например, у отопительных приборов типа гладкотрубного регистра, панельного радиатора, имеющих коэффициент теплоотдачи больше, чем у эталонного прибора, площадь в ЭКМ превышает их физическую площадь в м 2 и наоборот, у малоэффективных приборов типа конвектора, ребристой трубы площадь в ЭКМ меньше площади в м 2 .

В связи с этим с 1984 года в инженерных расчетах отказались от измерения площади поверхности отопительного прибора в ЭКМ и перешли на м 2 [7].

3.1. Расчет площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления.

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор , количество теплоносителя, проходящего через прибор ,и величины тепловой нагрузки прибора .

Расчет площади каждого отопительного прибора осуществляется в определенной последовательности[7]:

1. Вычерчивается расчетная схема стояка, принимается тип отопительного прибора и место установки, схема подачи теплоносителя в прибор, конструкция узла прибора На расчетной схеме проставляются диаметры труб, тепловая нагрузка прибора, равная теплопотерям Q_тп , Вт.

2.Определяем суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающеймагистрали от начала системыдорассматриваемого стояка по формуле (1):

, (1)

где q_l - теплопередача одного метра трубы в помещение температурой t_в, Вт/м, принимаемая по таблице 13.

,мм	25-32	65-100	125-150
,°С	0,40	0,40	0,30	0,20	0,10

- длинна участка магистрали, м;

- расход воды на участке, определяемый по предварительному расчету, кг/ч.

3.Расчитываем общее количество воды, циркулирующей по стояку по формуле (2):

, (2)

где Q_пр - суммарные теплопотери в помещениях, обслуживаемых стояком, Вт;

- коэффициент принимаемый по приложению 1

-коэффициент принимаемый по приложению 1

(3)

5.Определяется температура воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом находится по уравнениям (4-5):

, (4)

, (5)

6.Определяется средняя температура воды в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя рассчитывается по формуле (6):

, (6)

7.Рассчитывается средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя определяется по формуле (7):

, (7)

8.Определяется плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя определяется по формуле (8):

, (8)

где - номинальная плотность теплового потока, полученная при стандартных условиях, принимаемая по приложению 4;

- показатели для определения теплового потока отопительного прибора, принимаемые по приложению 3.

- поправочный коэффициент, учитывающий движение теплоносителя в приборе «снизу-вверх», рассчитываемый по формуле (8а):

, (8а)

где а = 0,006-для чугунных секционных и стальных панельных радиаторов типа РСВ1;

а = 0,002 – для конвекторов настенных типа «Универсал», «Аккорд» и прибора «Коралл» в двухрядном исполнении по высоте; для остальных приборов =1;

- коэффициент учета расчетного атмосферного давления для отопительных приборов, принимаемый по приложению 5.

9.Рассчитывается полезная теплоотдача труб стояка, подводок к отопительным приборам, проложенным в помещении рассчитывается по формуле (9):

при

, (9)

где - теплоотдача 1 м вертикальных и горизонтальных труб в I помещении, Вт/м, принимаемая по приложению 7 в зависимости от диаметра и разности температуры теплоносителя на входе его в рассматриваемое помещение и температуры воздуха в помещении;

- длина вертикальных и горизонтальных труб в пределах i-ro помещения, м.

10.Далее определяем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб по формуле (10):

(10)

где - теплопотери в i-м помещении;

- поправочный коэффициент, учитывающий долю теплоотдачи теплопроводов, принимаемый - при открытой прокладке; - при скрытой прокладке; - при прокладке в тяжелом бетоне.

11.Определяем расчетную наружную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле (11):

Расчетное число секций чугунных радиаторов находят по формуле:

, (12)

где f_сек - поверхность одной секции радиатора, принимаемая по справочнику проектировщика, м 2 ;

b₃ - коэффициент, учитывающий количество секций в приборе;

b₄ - коэффициент, учитывающий способ установки отопительного прибора, принимаемый по приложению 6.

Коэффициент учета числа секций в приборе определяется по формуле:

, (13)

Результаты расчетов отопительных приборов каждого стояка системы водяного отопления рекомендуется сводить в таблицу 14.

Таблица 14 – Ведомость отопительных приборов.

3.2. Пример расчета площади отопительных приборов в однотрубных системах отопления.

Поверхность нагрева отопительных приборов в однотрубных системах отопления рассчитывается с учетом температуры теплоносителя на входе в каждый прибор ,количество теплоносителя, проходящего через прибор ,и величины тепловой нагрузки прибора .

Рассмотрим расчет поверхности нагревательных приборов Ст1. Принимаем тип отопительного прибора М-90.

Определяем суммарное понижение расчетной температуры воды на участках подающей магистрали от начала системы до рассматриваемого стояка:

Определяем температуру воды на входе в каждый отопительный прибор по ходу движения теплоносителя с учетом по уравнениям (4-5):

; ; ;

Определяем среднюю температуру воды в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя по формуле (6):

;

; ; ; ;

Далее рассчитываем средний температурный напор в каждом отопительном приборе по ходу движения теплоносителя по формуле (7):

; ;

; ; ;

Определяем поправочный коэффициент, учитывающий движение теплоносителя в приборе «снизу-вверх» по формуле (8а):

; ;

Рассчитываем плотность теплового потока для каждого отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле (8):

;

; ; ;

;

Рассчитываем полезную теплоотдачу труб стояка, подводок к отопительным приборам , проложенным в помещении по формуле (9):

Для первого прибора при

Аналогично рассчитываем для всех остальных приборов.

Рассчитываем требуемую теплоотдачу отопительного прибора в рассматриваемом помещении с учетом полезной теплоотдачи проложенных в помещении труб по формуле (10):

; ; ;

; ;

Определяем расчетную наружную площадь отопительного прибора по ходу движения теплоносителя по формуле (11):

Для расчета как горизонтальных так и вертикальных труб используются корреляции

РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ СТАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Stress calculation of steel pipelines*

____________________________________________________________________
Текст Сравнения СП 33.13330.2012 со СНиП 2.04.12-86 см. по ссылке.
- Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2013-01-01

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - Инжиниринговая нефтегазовая компания - Всероссийский научно-исследовательский институт по строительству и эксплуатации трубопроводов, объектов ТЭК (ОАО ВНИИСТ)

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

4 УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 29 декабря 2011 г. N 621 и введен в действие с 01 января 2013 г.

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных

Введение

Актуализация выполнена авторским коллективом ОАО ВНИИСТ - канд. техн. наук В.В.Рождественский - руководитель темы, инж. В.П.Ханкин. Авторы разработки изменения N 1 - авторский коллектив АО ВНИИСТ (руководитель разработки - канд. техн. наук А.О.Иванцов; исполнители - канд. техн. наук С.В.Головин, Ю.В.Бешенков, О.Н.Головкина, А.Т.Назимов, Е.А.Фомина).

1 Область применения

Настоящий свод правил распространяется на стальные трубопроводы (в дальнейшем - трубопроводы) различного назначения номинальным диаметром до 1400 включ., предназначенные для транспортирования жидких и газообразных сред давлением до 10 МПа и температурой от минус 70 °С до плюс 450 °С включ., и устанавливает требования к расчету их на прочность и устойчивость.

Настоящий свод правил не распространяется на магистральные и промысловые газо- и нефтепроводы, технологические и шахтные трубопроводы, на трубопроводы, работающие под вакуумом и испытывающие динамические воздействия транспортируемой среды, трубопроводы особого назначения (атомных установок, передвижных агрегатов, гидро- и пневмотранспорта и др.), а также на трубопроводы, регламентированные в [1].

2 Нормативные ссылки

В настоящем своде правил приведены ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 12.1.007-76 ССБТ. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности

ГОСТ 24856-2014 Арматура трубопроводная. Термины и определения

СП 14.13330.2014 "СНиП II-7-81* Строительство в сейсмических районах" (с изменением N 1)

СП 16.13330.2011 "СНиП II-23-81 Стальные конструкции" (с изменением N 1)

СП 20.13330.2011 "СНиП 2.01.07-85* Нагрузки и воздействия"

Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный материал отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 анкер: Устройство, обеспечивающее стабильность проектного положения трубопровода на обводненных участках трассы;

3.2 балластировка трубопровода: Установка на трубопроводе устройств, обеспечивающих его проектное положение на обводненных участках трассы;

3.3 минимальная толщина стенки: Номинальная минус допуск на толщину стенки трубы;

3.4 номинальная толщина стенки трубы: Толщина стенки трубы, полученная из расчета на прочность под внутренним давлением и округленная до ближайшего большего значения, предусмотренного государственными стандартами или техническими условиями;

3.5 номинальный диаметр: Приблизительно равен внутреннему диаметру трубопровода, выраженному в миллиметрах и соответствующий ближайшему значению из ряда чисел, принятых в установленном порядке (не имеет единицы измерения), ГОСТ 24856;

3.6 рабочее давление: Наибольшее избыточное давление в данной точке трубопровода на всех предусмотренных проектом стационарных режимах работы трубопровода;

3.7 расчетная толщина стенки трубопровода: Толщина стенки, определяемая из расчета по заданным значениям расчетного давления, наружного диаметра трубы и расчетного сопротивления материала;

3.8 соединительные детали: Элементы трубопровода, предназначенные для изменения направления его оси, ответвления от него, изменения его диаметра, толщины стенки и герметизации (отвод, тройник, переход, переходное кольцо, днище (заглушка));

3.9 упругий изгиб: Изменение направления оси трубопровода (в вертикальной или горизонтальной плоскостях) без использования отводов.

4 Обозначения и сокращения

В настоящем своде правил приняты следующие обозначения и сокращения:

- ширина накладок соответственно магистральной части и ответвления тройникового соединения;

- наружный диаметр труб и соединительных деталей;

- наружный диаметр соответственно магистральной части и ответвления тройникового соединения;

- внутренний диаметр труб;

- высота эллиптической части заглушки;

- коэффициент повышения гибкости гнутых отводов;

- расчетные изгибающий момент и усилие на единицу длины продольного сечения трубопровода;

- коэффициент интенсификации напряжений;

- рабочее (нормативное) давление транспортируемой среды;

- нормативная ветровая нагрузка на единицу длины надземного трубопровода;

- нормативная гололедная нагрузка;

- нормативная снеговая нагрузка;

- нормативная нагрузка от веса транспортируемой среды;

- расчетные сопротивления материала труб и соединительных деталей соответственно по временному сопротивлению и пределу текучести;

- нормативные сопротивления материала труб и соединительных деталей соответственно по временному сопротивлению и пределу текучести;

- радиус кривизны отвода;

- радиус закругления тройника;

- расчетная толщина стенки труб и соединительных деталей;

- номинальная толщина стенки трубы соединительных деталей;

- толщина изоляционного (теплоизоляционного) покрытия трубопровода;

- коэффициент условий работы трубопровода;

- коэффициент надежности по нагрузке;

- коэффициент надежности по временному сопротивлению материала труб и соединительных деталей при нормальной температуре (20 °С);

- коэффициент надежности по пределу текучести материала труб и соединительных деталей при нормальной температуре (20 °С);

- коэффициент надежности по ответственности трубопровода;

- поправочный коэффициент надежности по материалу труб и соединительных деталей при расчетной температуре эксплуатации в расчетах по временному сопротивлению;

- поправочный коэффициент надежности по материалу труб и соединительных деталей при расчетной температуре эксплуатации в расчетах по пределу текучести;

- коэффициент надежности для труб и соединительных деталей в расчетах по временному сопротивлению;

- объемный вес транспортируемой среды;

- коэффициент несущей способности труб и соединительных деталей;

- геометрический параметр соответственно магистральной части, ответвления тройникового соединения и отвода;

- максимальное продольное напряжение от расчетных нагрузок и воздействий;

- максимальное (фибровое) суммарное продольное напряжение;

- продольное осевое напряжение от расчетных нагрузок и воздействий;

- параметр внутреннего давления соответственно магистральной части, ответвления тройникового соединения и отвода.

Для расчета как горизонтальных так и вертикальных труб используются корреляции

Система ведомственных нормативных документов по строительству, проектированию и эксплуатации объектов Министерства обороны Российской Федерации

ВЕДОМСТВЕННЫЙ СВОД ПРАВИЛ

РУКОВОДСТВО ПО РАСЧЕТУ И КОНСТРУИРОВАНИЮ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ И ТРУБОПРОВОДОВ НА СКЛАДАХ ГОРЮЧЕГО МО РФ

Дата введения 2003-04-07

1. РАЗРАБОТАН 26 Центральным научно-исследовательским институтом Министерства обороны Российской Федерации с участием 20 Центрального проектного института Министерства обороны Российской Федерации, Центрального управления ракетного топлива и горючего Министерства обороны Российской Федерации.

2. ВНЕСЕН Военно-научным комитетом Начальника строительства и расквартирования войск Министерства обороны Российской Федерации.

3. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Начальником строительства и расквартирования войск - Заместителем Министра обороны Российской Федерации 07.04.2003 г.

В разработке ВСП принимали участие:

от 26 ЦНИИ МО РФ - доктор технических наук Латушкин С.Н., кандидаты технических наук Логвинов Д.Н., Рубцов В.Б., Тонких Г.П.;

от ЦУРТГ МО РФ - инженеры Васин Б.А., Паршонков Е.Н.;

от 20 ЦПИ МО РФ - инженеры Алексеев Е.И., Золотарев В.Н.;

от ЦНИИСК им. Кучеренко - доктор технических наук Назаров Ю.П.

Оформление материалов ВСП выполнены инженером Зюкановой Н.А.

Введение

"Руководство. " содержит положения по расчету и конструированию резервуаров и трубопроводов на складах горючего Министерства обороны Российской Федерации и основывается на положениях действующих норм, инструкций, методик и других документов Минобороны.

Настоящее "Руководство. " предназначено для заказывающих, проектных и научно-исследовательских организаций Минобороны, занимающихся проектированием, строительством и эксплуатацией складов горючего МО РФ.

1 Область применения

Настоящий ведомственный свод правил распространяется на расчет и конструирование вертикальных цилиндрических резервуаров из стали объемом до 20000 м со стационарной крышей с внутренним избыточным давлением до 0,02 кг/см и вакуумом до 0,0025 кг/см, горизонтальных цилиндрических резервуаров из стали с внутренним избыточным давлением до 0,7 кг/см и вакуумом до 0,01 кг/см и складских трубопроводов.

Настоящий ведомственный свод правил устанавливает: методы расчета и конструирования вертикальных резервуаров (наземных и казематных) на статические и сейсмические виды нагрузок; горизонтальных резервуаров на статические, сейсмические виды нагрузок и на действие воздушной ударной волны; складских трубопроводов на сейсмические нагрузки.

Расчет вертикальных резервуаров проводится на основании следующих предпосылок: жидкость несжимаема и обладает свойствами идеальной жидкости; днище резервуара предполагается жестко связанным с основанием и его скольжение исключено; конструктивные элементы резервуара считаются недеформируемыми в процессе колебательного движения жидкости; изменение вертикальной и горизонтальной составляющих сейсмического воздействия во времени происходит по тому же закону, что и изменение во времени ускорения при движении резервуара.

Расчет резервуаров с учетом сейсмического воздействия выполняется с использованием спектрального метода. При этом сейсмическое воздействие принимается в виде импульса.

Для резервуаров большего объема или при использовании принципиально новых конструктивных решений расчет на сейсмическое воздействие производится:

- при сейсмическом воздействии продолжительным по времени с учетом конвективной составляющей гидродинамического давления в соответствии с методикой, изложенной в [1];

- с использованием прямого динамического расчета пространственной модели сооружения и набора расчетных акселерограмм;

- с учетом особенностей нелинейного деформирования конструкций;

- с учетом представления сейсмического воздействия в виде малых упругих дилатационных и ротационных колебаний в горизонтальной плоскости.

При наличии утвержденной карты сейсмического микрорайонирования, содержащей количественные параметры прогнозируемых сейсмических воздействий, значения расчетных амплитуд ускорений основания, характеристики спектрального состава и нестационарности во времени, расчетные акселерограммы следует принимать в соответствии с данными этой карты.

Расчет казематных резервуаров и горизонтальных резервуаров, устанавливаемых в грунт, на действие обычных средств поражения производится в соответствии с ВСП 36-05-01/МО РФ.

2 Нормативные ссылки

В настоящем нормативном документе использованы ссылки на следующие нормативные документы и стандарты:

Наименование

Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность

Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые

Резервуары стальные горизонтальные для нефтепродуктов. Типы и основные размеры

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 17032-2010, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Расчет высоких вертикальных труб

Высокие вертикальные трубы встречаются в небоскребах, шахтах и т.д. Есть две особенности таких трубопроводов, которые нужно учесть при расчете:

Распределение веса жидкости
Устойчивость трубопровода

Распределение веса жидкости

Программа СТАРТ-ПРОФ текущей версии прикладывает вес продукта как равномерно-распределенную нагрузку на трубу. Такой подход можно считать корректным при расчете горизонтальных труб и вертикальных труб небольшой высоты (до 30 метров). Но для очень высоких труб это может привести к некорректному распределению нагрузок на опорах по высоте.

На рисунке (а) ниже показана эпюра осевой силы в трубе F, вызванная равномерно-распределенной нагрузкой q для трубы с опорой снизу. Программа покажет наибольшие напряжения в трубе в нижнем сечении q*L/A, A – площадь поперечного сечения трубы. Но в реальности давление жидкости будет действовать только на дно трубы и осевые напряжения по всей высоте трубу будут нулевыми. Правильный результат можно получить, приложив весь вес жидкости не как распределенную нагрузку, а как сосредоточенную силу в нижней опоре.

Вертикальная труба, опертая снизу

В случае крепления трубы сверху, учет веса жидкости при помощи распределенной нагрузки также дает некорректный результат. Эпюра напряжений в трубе получается треугольной и напряжение в нижней части трубы равно нулю. В реальности же, эпюра будет прямоугольной и напряжения будут одинаковые по всей высоте трубы.

Вертикальная труба, закрепленная сверху

В случае закрепления трубы в нескольких точках по высоте пружинными или жесткими опорами, приложение веса жидкости в виде распределенной нагрузки приведет к равномерному распределению нагрузок на опоры по высоте, тогда как в реальности, наиболее нагруженными будут нижние опоры.

Vertical Pipe Supported by Several Springs

Рассмотрим, как корректно смоделировать высокий вертикальный трубопроводов в СТАРТ-ПРОФ:

Плотность и вес продукта должен быть задан нулевой

Нужно добавить сосредоточенную силу q*L в самый нижний отвод

Гидростатическое давление

Для высоких вертикальных участков следует учитывать изменение давления по высоте трубопровода. Для этого вертикальный трубопровод нужно разделить на несколько участков и для каждого из них указать давление P+γ·h, где P - избыточное давление в самом верхнем участке трубопровода, γ - плотность жидкости, h - глубина жидкости от верхней точки до середины или до нижней точки (в запас) участка.

Устойчивость трубопровода

Другая проблема, которая может возникнуть - это потеря устойчивости трубопровода, опертого снизу т.е. сжатого большой силой от собственного веса трубы и изоляции. В случае превышения сжимающей силой критического значения, может произойти потеря устойчивости как показано на рисунке (a) ниже.

Для предотвращения потери устойчивости, необходимо закрепить трубу не снизу (а), а сверху (b), либо добавить поддерживающие опоры (d), которые снизять сжимающее усилие в трубе, либо добавить направляющие опоры (хомуты) (c), которые предотвратят потерю устойчивости.

В модуле СТАРТ-Элементы есть специальный расчет, который позволяет проверить устойчивость вертикальных или горизонтальных трубопроводов. Для вертикальных труб следует задать коэффициенты трения в скользящих опорах равными нулю и ввести величину сжимающей силы N, полученной из расчета по СТАРТ-ПРОФ (из таблицы внутренние усилия, но без учет распора от внутреннего давления). Программа выдаст максимальную величину шага расстановки направляющих опор (хомутов), которые необходимы для предотвращения потери устойчивости.

Для расчета как горизонтальных так и вертикальных труб используются корреляции

РУКОВОДСТВО
ПО РАСЧЕТУ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ НА ДЕЙСТВИЕ ВЕТРА

Руководство содержит рекомендации по определению ветровой нагрузки на здания и сооружения и указания по динамическому расчету высоких сооружений на действие ветра. В приложениях приведено обоснование основных положений и метода динамического расчета и даны примеры расчета зданий и сооружений на действие ветра.

Руководство предназначено для инженерно-технических работников проектных и научно-исследовательских институтов.

Руководство составлено к главе СНиП II-6-74* "Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования".

* На территории Российской Федерации действуют СНиП 2.01.07-85, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

В Руководстве приведены основные положения по определению ветровой нагрузки на здания и сооружения, а также указания по динамическому расчету высоких сооружений башенного типа (башни, дымовые трубы и т.п.), высоких зданий, антенно-мачтовых систем, градирен и др.

Рассмотрены вопросы аэродинамического возбуждения высоких сооружений и гибких призматических конструкций.

В прил.1 приведены аэродинамические коэффициенты для зданий, сооружений и конструкций.

Прил.2 содержит обоснование основных положений по определению статической составляющей ветровой нагрузки и метода динамического расчета высоких зданий и сооружений на действие турбулентного ветра.

В прил.3 даны примеры расчета высоких зданий и сооружений на действие ветра.

В Руководстве единицы физических величин приняты в системе СИ. Таблица соотношений между единицами этой системы и технической системы МКГСС дана в прил.4.

Руководство разработано в отделении динамики сооружений Центрального научно-исследовательского института строительных конструкций им. В.А.Кучеренко канд. техн. наук М.Ф.Барштейном.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство составлено к главе СНиП II-6-74 "Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования" и распространяется на проектирование промышленных, гражданских и сельскохозяйственных зданий и сооружений.

1.2. Здания и сооружения, проектируемые с учетом настоящего Руководства, должны удовлетворять требованиям главы СНиП II-6-74 "Нагрузки и воздействия", а также требованиям, предъявляемым действующими нормативными документами к аналогичным зданиям и сооружениям.

1.3. Ветровая нагрузка на здания и сооружения должна определяться как сумма статической и динамической составляющих.

Статическая составляющая, соответствующая установившемуся скоростному напору, должна учитываться во всех случаях. Динамическая составляющая, вызываемая пульсациями скоростного напора, должна учитываться при расчете: сооружений с периодом собственных колебаний более 0,25 с (мачт, башен, дымовых труб, опор линий электропередачи, аппаратов колонного типа, транспортерных галерей, открытых этажерок и т.п.); многоэтажных зданий высотой более 40 м; поперечных рам одноэтажных однопролетных производственных зданий высотой более 36 м при отношении высоты к пролету более 1,5.

1.4. Для высоких сооружений круговой цилиндрической формы (дымовых труб, мачт и т.п.) необходимо также производить поверочный расчет на резонанс, возникающий при таких скоростях ветра, когда частота срыва вихрей совпадает с собственной частотой колебаний сооружений поперек потока.

Примечание. В гибких призматических конструкциях при определенных скоростях ветра могут возникнуть колебания поперек потока, связанные с явлением аэродинамической неустойчивости таких тел. Указания по расчету и мероприятия по уменьшению колебаний таких конструкций устанавливаются на основании данных аэродинамических испытаний.

2. НОРМАТИВНОЕ ЗНАЧЕНИЕ СТАТИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКИ. КОЭФФИЦИЕНТЫ ПЕРЕГРУЗКИ

2.2. Коэффициент перегрузки для ветровой нагрузки на здания должен приниматься равным 1,2; на высокие сооружения, где ветровая нагрузка имеет решающее значение, 1,3, если в нормах проектирования этих сооружений не приводится другое значение этого коэффициента. Коэффициент перегрузки для дымовых труб высотой от 150 до 300 м рекомендуется принимать равным 1,4, выше 300 м - 1,5.

3. НОРМАТИВНЫЕ СКОРОСТНЫЕ НАПОРЫ

3.1. Нормативный скоростной напор ветра () для данного географического района устанавливается на основе статистического анализа климатологических данных по скоростям ветра в этом районе (районы СССР принимаются по карте, приведенной в главе СНиП II-6-74 "Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования").

Скоростные напоры в зависимости от района СССР должны приниматься по табл.1.

Расчет высоких вертикальных труб

Распределение веса жидкости
Устойчивость трубопровода

Распределение веса жидкости

Вертикальная труба, опертая снизу

Вертикальная труба, закрепленная сверху

Vertical Pipe Supported by Several Springs

Рассмотрим, как корректно смоделировать высокий вертикальный трубопроводов в СТАРТ-ПРОФ:

Плотность и вес продукта должен быть задан нулевой

Нужно добавить сосредоточенную силу q*L в самый нижний отвод

Гидростатическое давление

Устойчивость трубопровода

Вертикальные и горизонтальные трубопроводы. Уклон

В зависимости от участка, на котором нужно проложить трубы, различают вертикальные и горизонтальные трубопроводы.

Вертикальный трубопровод проходит, как и следует из его названия, под углом 90° к поверхности земли. Что касается горизонтального трубопровода, то здесь не все так однозначно. Дело в том, что слово «горизонтальный» в данном случае употребляется условно, так как трубы проходят с уклоном, который делается по направлению к общей магистрали. Это значит, что в квартире нижняя часть трубы должна находиться ближе по направлению к стояку, а в подвале — ближе по направлению к трубе, выходящей на улицу, и т. д. Таким образом, во время проведения ремонтных работ содержимое труб уходит вниз.

Существуют несколько способов обозначения величины уклона:

? В сантиметрах или миллиметрах — отражается понижение уровня на 1 м длины трубы. Если взять метровый отрезок трубы, то один конец будет выше другого на величину уклона.

Канализационная труба расположена выше уровня промерзания грунта и может лопнуть на морозе

? В процентах — величина уклона равна разнице между высотами концов трубы, разделенной на ее длину и умноженной на 100 %. 1 % уклона соответствует 1 см.

? В десятичных дробях — величина уклона равна разнице между высотами концов трубы, разделенной на ее длину без умножения на 100 %. Уклон 0,0002 эквивалентен 0,2 % или 2 мм.

Стандартные размеры уклона для водопроводных труб и труб отопления составляют от 2 до 5 мм на 1 м (0,2-0,5 %), для канализационных труб - 1-3 см на 1 м (1-3 %).

Читайте также: