Купить систему ГАРАНТ Получить демо-доступ Узнать стоимость Информационный банк Подобрать комплект Семинары

Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 24757-81 (СТ СЭВ 1645-79) "Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность" (введен в действие постановлением Госстандарта СССР от 15 мая 1981 г. N 2411)

 

Vessels and apparatus. Apparatus of column type. Norms and methods of strength calculations

 

Срок введения установлен с 1 июля 1981 г.

 

Настоящий стандарт распространяется на аппараты колонного типа по ГОСТ 24305-80. Стандарт устанавливает методы расчета на прочность колонных аппаратов, работающих под действием внутреннего, избыточного или наружного давления, собственного веса и изгибающих моментов от ветровых нагрузок или сейсмических воздействий, а также изгибающих моментов, возникающих от действия ветровых нагрузок.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1645-79.

 

1. Расчетные сечения

 

1.1. При расчете колонного аппарата устанавливаются следующие основные расчетные сечения:

поперечные сечения корпуса колонны, переменные по толщине стенки или диаметру (I-I, II-II, ..., Z-Z по черт. 1); для аппаратов постоянного сечения (по диаметру и толщине стенки) - только поперечное сечение в месте присоединения опорной обечайки;

поперечное сечение в месте присоединения опорной обечайки к корпусу колонны (Z-Z по черт. 1, 2);

поперечное сечение опорной обечайки в местах расположения отверстий (Х-Х по черт. 1, 2);

поперечное сечение в месте присоединения опорного кольца (Y-Y по черт. 1, 2).

 

ЧЕРТ. 1 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

ЧЕРТ. 2 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Примечание. Черт. 1 и 2 не определяют конструкцию и приведены только для указания расчетных размеров.

1.2. Для расчета местных нагрузок следует рассмотреть дополнительные расчетные сечения (А-А, В-В по черт. 1).

Термины, использованные в стандарте, и их условные обозначения приведены в справочном приложении.

2. Расчетные нагрузки и расчетная температура

 

2.1. Расчетные давления

2.1.1. Расчетное давление р_1 в рабочих условиях для каждого расчетного сечения и пробное давление р_2, измеряемое в верхней части колонны, - по ГОСТ 14249-80.

2.1.2. Гидростатическое давление р_н во время гидроиспытания колонны в вертикальном положении необходимо определять для каждого расчетного сечения по формуле

 

ФОРМУЛА (1) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

2.2. Нагрузки от собственного веса.

При расчете колонн должны быть учтены следующие весовые нагрузки:

G_1 - вес колонны в рабочих условиях, включая вес обслуживающих площадок, изоляции, внутренних устройств и рабочей среды, Н (кгс);

G_2 - вес колонны при гидроиспытании, включая вес жидкости, заполняющей колонну, Н (кгс);

G_3 - максимальная нагрузка колонны от собственного веса в условиях монтажа, Н (кгс);

G_4 - минимальная нагрузка колонны от собственного веса в условиях монтажа (после установки колонны в вертикальное положение), Н (кгс).

Примечание. Необходимо учитывать, что нагрузка от веса воды, заполняющей колонну в условиях испытания, действует только на нижнее днище и расчетные сечения опорной обечайки.

2.3. Расчетные изгибающие моменты

2.3.1. Максимальный изгибающий момент M_G от действия эксцентрических весовых нагрузок, в том числе от присоединяемых трубопроводов и других нагрузок,необходимо определять для каждого расчетного сечения.

2.3.2. Изгибающие моменты М_V от действия ветровых нагрузок - по ГОСТ 24756-81.

2.3.3. Изгибающие моменты от сейсмических воздействий M_R по ГОСТ 24756-81.

2.4. Снеговые нагрузки.

При расчете колонных аппаратов снеговые нагрузки не учитывают.

2.5. Температурные нагрузки.

В случае необходимости температурные напряжения определяют специальными методами расчета.

2.6. Местные нагрузки.

Расчет локальных напряжений от местных нагрузок на колонне (например,трубопроводы, краны, лестницы и др.) производят по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке. Для этого необходимо определить общие мембранные напряжения в соответствующих дополнительных расчетных сечениях (А-А, В-В по черт. 1) сигма_х и сигма_у по п. 4.1.

2.7. Расчетная температура

Расчетную температуру для каждого элемента колонного аппарата следует определять по ГОСТ 14249-80.

Для элементов нижнего опорного узла опорных обечаек, которые приварены к корпусу колонны и изолированы, расчетную температуру в рабочих условиях определяют по формуле

 

t_A = max х (t_К - Дельта t; 20°С), (2).

 

где Дельта t - перепад температуры по черт. 3.

 

ЧЕРТ. 3 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Расчетная температура для условий испытания и монтажа принимается 20°С.

3. Сочетание нагрузок

 

Колонный аппарат необходимо рассчитывать для следующих трех условий работы аппарата:

рабочие условия;

условия испытания;

условия монтажа.

 

Сочетания нагрузок для перечисленных условий приведены в таблице

 

Индекс условий работы

Условия работы

Давление р, МПа

(кгс/см2)

Осевое

сжимающее

усилие, Н (кгс)

Расчетный изгибающий

момент М, Н х мм,

(кгс х см)

Допускаемые напряжения,

МПа (кгс/см2)

1

Рабочие условия

р_1

F_1 = G_1

М_1 = M_G1 + M_V1 В районах с сейсмичностью 7 и более баллов принимается большее из двух значений:

М_1 = M_G1 + M_V1

M_1 =M_G1 + M_R1

[сигма]_А1

 

 

 

 

[сигма]_К1

[сигма]_О1

2

Условия испытания

р_2; р_н

F_2 = G_2

M_2 = M_G2 + M_V2

[сигма]_А2

3

Условия монтажа

0

F_3 = G_3

Для анкерных болтов

принимается большее из двух значений:

M_3 = M_G3 + 0,8 х M_V3;

M_3 = M_G3 + 0,8 х M_V4

В районах с сейсмичностью 7 и более баллов принимается большее из трех значений:

 

 

 

 

M_3 = M_G3 + M_V3

 

 

 

F_4 = G_4

M_3 = M_G3 + 0,8 х M_V4

 

 

 

 

M_3 = M_G3 + M_R3;

 

 

Примечания:

1. При расчете моментов М_V1 и M_R1 исходят из общей весовой нагрузки в рабочих условиях.

2. При расчете момента М_V2 исходят из общей весовой нагрузки в условиях испытания.

3. При расчете моментов М_V3 и М_R3 исходят из общей весовой нагрузки в условиях монтажа М_V4, учитывают изоляцию.

4. Корпус колонного аппарата

 

4.1. Стенка колонного аппарата должна быть рассчитана на прочность и устойчивость.

4.1.1. Расчет напряжений

Расчет напряжений следует проводить во всех сечениях, указанных в разделе 1, для рабочих условий (F = F_1; М = М_1; р = р_1) и для условий монтажа (F = F_3; М = Мз; р = 0).

4.1.2. Продольные напряжения сигма_х следует рассчитывать:

на наветренной стороне по формуле (3)

 

ФОРМУЛА (3) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

на подветренной стороне по формуле (4)

 

ФОРМУЛА (4) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

4.1.3. Кольцевые напряжения сигма_у следует рассчитывать по формуле (5)

 

ФОРМУЛА (5) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

4.1.4. Эквивалентные напряжения следует рассчитывать:

на наветренной стороне по формуле (6)

 

ФОРМУЛА (6) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

на подветренной стороне по формуле (7)

 

ФОРМУЛА (7) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

4.1.5. Проверку условий прочности следует проводить:

на наветренной стороне по формуле (8)

 

ФОРМУЛА (8) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

на подветренной стороне по формуле (9)

 

ФОРМУЛА (9) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

4.2. Проверка устойчивости

Проверку устойчивости следует проводить для рабочих условий, условий испытания и монтажа.

4.2.1. Колонны, работающие под внутренним избыточным давлением, и колонны, работающие без давления.

Если толщина стенки s_3 опорной обечайки меньше или равна толщине стенки самой нижней обечайки колонны и механические свойства материала опорной обечайки не выше соответствующих свойств материала обечайки колонны, то расчет колонного аппарата не производят. В этом случае достаточно провести проверку устойчивости опорной обечайки по п. 5.3. Для остальных колонн проверку устойчивости следует проводить для каждого основного расчетного сечения по формуле (10).

 

ФОРМУЛА (10) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Нагрузки принимают в соответствии с таблицей.

Значения [F] и [М] определяют по ГОСТ 14249-80, соответственно, для рабочих условий, условий испытания и монтажа.

4.2.2. Колонны, работающие под наружным давлением

Для условий испытания и монтажа проверку устойчивости необходимо проводить в соответствии с требованиями п. 4.2.1.

Для рабочих условий проверку устойчивости для каждого основного расчетного сечения, следует проводить по формуле (11)

 

ФОРМУЛА (11) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

5. Расчет опорной обечайки

 

5.1. Расчет опорной обечайки следует проводить для рабочих условий и для условийиспытания. Расчетные нагрузки в сечениях Z-Z (F_z = G_z; M_z) и Y-Y (F_Y =G_Y M_Y) следует принимать в соответствии с таблицей. Для сечения Х-Х используют расчетные нагрузки сечения Y-Y.

5.2. Проверку прочности сварного шва, соединяющего корпус колонны с опорнойобечайкой (сечение Z-Z по черт. 1, 2), следует проводить по формуле (12)

 

ФОРМУЛА (12) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Толщина сварного шва а_1 приведена на черт. 4

5.3. Проверку устойчивости опорной обечайки в зоне отверстия (сечение Х-Х по черт. 1, 2) следует проводить по формуле (13)

 

ФОРМУЛА (13) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Если в сечении Х-Х несколько отверстий, то расчет следует проводить для наибольшего из отверстий по формуле (13) при условии, что для остальных отверстий коэффициенты Пси_1 и Пси_2 более 0,95. Если не соблюдены условия Пси_1 > 0,95 и Пси_2 > 0,95, то проверку устойчивости необходимо проводить по формуле (13) при

 

УСЛОВИЕ К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

5.4. Если в опорной обечайке есть кольцевой шов, то проверку следует проводить по формуле (14)

 

ФОРМУЛА (14) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Если кольцевой шов находится вне зоны отверстий, то коэффициенты

Пси_1 = Пси_2 = 1,0 и Пси_3 = 0.

 

ЧЕРТ. 4 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

ЧЕРТ. 5 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

ЧЕРТ. 6 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

ЧЕРТ. 7 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

6. Расчет нижнего опорного узла

 

6.1. Расчет нижнего опорного узла следует проводить для рабочих условий и для условий испытания. Расчетные нагрузки F_у и М_у принимают в соответствии с разд. 5.

6.2. Ширина опорного кольца

Ширина нижнего опорного кольца b_1 устанавливается конструктивно, при этом необходимо соблюдать условие формулы (15)

 

ФОРМУЛА (15) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Выступающая ширина нижнего опорного кольца должна удовлетворять условию

 

ФОРМУЛА (16) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

6.3. Напряжение сжатия в бетоне следует рассчитывать по формуле (17)

 

ФОРМУЛА (17) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

6.4. Напряжение в сварном шве нижнего опорного кольца.

Для опорного кольца в исполнении А (черт. 8) рассчитывают по формуле (18)

 

ФОРМУЛА (18) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Для опорных колец в исполнениях В, С, D (черт. 8) проверку по формуле (18) проводить не следует.

6.5. Толщину нижнего, опорного кольца в исполнениях А, В, С, D следует рассчитывать по формуле (19)

 

ФОРМУЛА (19) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Для опорного кольца исполнения А толщину s_4 дополнительно следует проверить по формуле (20)

 

ФОРМУЛА (20) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Если по формуле (19) или (20) будет получена величина s_4 > 2 х s_3 следует применять конструкции нижнего опорного узла исполнений С или D.

6.6. Толщину верхнего опорного элемента - кольца следует рассчитывать по формуле (21)

 

ФОРМУЛА (21) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

6.7. Толщина ребра

 

ФОРМУЛА (22) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Для конструкции ребер с соотношением s_7 > 20 ребра необходимо дополнительно проверять на устойчивость.

6.8. Нагрузки стенки опорной обечайки от верхнего опорного элемента-кольца.

Местное напряжение изгиба следует рассчитывать по формуле (23)

 

ФОРМУЛА (23) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Для опорного узла исполнения С вместо b_4, принимается b_5, а для исполнения D (b_6 + b_7).

Проверку следует проводить по формуле (24)

 

ФОРМУЛА (24) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

6.9. Высота нижнего опорного узла исполнений С и D.

 

ЧЕРТ. 8 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Высоту h_1 узла при выполнении условия b_2 = b_5, следует определять по формуле (25)

 

ФОРМУЛА (25) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

ЧЕРТ. 9 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

ЧЕРТ. 10 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Черт. 11 к ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Толщины s_5, s_7 и s_3 необходимо рассчитывать дополнительно соответственно по пп. 6.6, 6.7 и 6.8.

7. Расчет анкерных болтов

 

Расчет прочности анкерных болтов следует производить для рабочих условий и условий монтажа.

7.1. Число анкерных болтов n устанавливают конструктивно, при этом

n = 4, 6, 8, 10, 12, 16... далее кратно 4.

7.2. Внутренний диаметр резьбы анкерных болтов для колонн, устанавливаемых на бетонных фундаментах, следует определять по формуле (26)

 

ФОРМУЛЫ (26) И (27) К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

ЧЕРТ. 12 К ГОСТ 24757-81 (CT СЭВ 1645-79)

 

Откройте актуальную версию документа прямо сейчас или получите полный доступ к системе ГАРАНТ на 3 дня бесплатно!

Получить доступ к системе ГАРАНТ

Если вы являетесь пользователем интернет-версии системы ГАРАНТ, вы можете открыть этот документ прямо сейчас или запросить по Горячей линии в системе.


Государственный стандарт Союза ССР ГОСТ 24757-81 (СТ СЭВ 1645-79) "Сосуды и аппараты. Аппараты колонного типа. Нормы и методы расчета на прочность" (введен в действие постановлением Госстандарта СССР от 15 мая 1981 г. N 2411)


Текст ГОСТа приводится по официальному изданию


Срок введения устеновлен с 1 июля 1981 г.