Приложение В (обязательное). Дополнительные внешние нагрузки

Приложение В
(обязательное)

Дополнительные внешние нагрузки

В.1 Инерционные нагрузки при движении, остановках и колебаниях элементов сосудов и аппаратов

В.1.1 Расчет на инерционные нагрузки при движении и остановках сосудов, предназначенных для транспортирования автомобильным, железнодорожным и водным транспортом (цистерны, танки-контейнеры и др.), выполняется с использованием квазистатического подхода. На основании ГОСТ 21561, ГОСТ 31232 и других нормативных документов ([1]-[6]*) задаются ускорения в различных направлениях, которые могут действовать на сосуд при движении, остановках, ударах и т.д. После этого выполняется такой же расчет, как и при статическом нагружении, но с учетом дополнительных ускорений, учитывающих инерционные нагрузки при движении и остановках сосудов. При расчете сосудов, предназначенных для транспортирования автомобильным, железнодорожным и водным транспортом, наряду с требованиями ГОСТ 34233.1 - ГОСТ 34233.10, следует руководствоваться дополнительными требованиями ГОСТ 21561, ГОСТ 31232 и других отраслевых документов.

------------------------------

* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 50913-96 "Автомобильные транспортные средства для транспортирования и заправки нефтепродуктов. Типы, параметры и общие технические требования".

В.1.2 При рассмотрении инерционных нагрузок при колебаниях элементов сосудов и аппаратов от действия ветровой и сейсмической нагрузок используется как динамический (см. 5.3.2, 5.3.3, 5.4.2.1), так и квазистатический подход (см. 5.3.4, 5.4.2.2). Порядок расчета с учетом инерционных нагрузок при колебаниях элементов сосудов и аппаратов от действия сейсмической и ветровой нагрузок приведен в разделе 5.

В.1.3 При расчете аппаратов воздушного охлаждения следует учитывать, что из-за относительно малой жесткости металлоконструкций аппаратов воздушного охлаждения собственные частоты колебаний аппаратов в целом и отдельных элементов металлоконструкции могут быть близки к частоте оборотов лопастей вентиляторов, что может привести к возникновению резонансных колебаний аппарата в целом или части конструкции аппарата. В связи с этим при расчете аппаратов воздушного охлаждения на действие внешних нагрузок, кроме расчета на действие массы, ветровой и сейсмической нагрузок и нагрузки от присоединенных трубопроводов, следует выполнить обязательный расчет частот собственных колебаний аппарата в целом и отдельных элементов металлоконструкции аппарата и в случае необходимости предпринять необходимые конструктивные меры для отстройки собственных частот колебаний элементов аппарата и исключения резонанса.

В.1.4 Взаимодействие высокоскоростного потока газожидкостной среды с трубным пучком кожухотрубчатого теплообменного аппарата может приводить к колебаниям теплообменных труб и, как следствие, к возникновению действующих на них инерционных нагрузок. В этом случае разработчик аппарата должен применить конструктивные решения, позволяющие предотвратить колебания труб (перераспределение потоков среды, установка перегородок специальной конструкции и т.д.). Расчет теплообменных труб на колебания может быть выполнен с помощью численного моделирования с учетом взаимодействия потока газожидкостной среды с твердым телом. Возможно также использование приближенных полуаналитических решений, например, методики [7].

В.2 Вибрационные нагрузки

В.2.1 Под вибрационными нагрузками, действующими на сосуды и аппараты, понимаются высокочастотные циклические нагрузки. Подобные нагрузки могут вызываться, например, работой поршневых компрессоров и другими причинами. Как и другие циклические нагрузки, вибрационные нагрузки характеризуются частотой и амплитудой (размахом) нагрузки. В зависимости от характера нагрузки амплитуда (размах) могут иметь размерность давления, силы или перемещения.

В.2.2 Особенностью вибрационных нагрузок является возможная близость их частот к собственным частотам колебаний сосуда или аппарата, что может привести к возникновению резонанса. Поэтому при расчете на вибрационные нагрузки в добавление к расчету на статическую прочность и расчету на усталость необходимо выполнить расчет собственных частот колебаний рассматриваемого сосуда или аппарата и в случае необходимости внести в конструкцию сосуда или аппарата те или иные изменения с тем, чтобы произвести отстройку от частоты вибрационного нагружения.

В.3 Ударные нагрузки от воздействия газожидкостной смеси или иных причин

В.3.1 Расчет сосудов на ударные нагрузки в общем случае выполняется с помощью численного моделирования динамического взаимодействия стенки сосуда с другим твердым телом или газожидкостной смесью.

В.3.2 Допускается использование приближенного решения для определения ударной нагрузки от воздействия газожидкостной смеси на стенку сосуда. В этом случае ударную нагрузку определяют как произведение коэффициента динамичности на величину номинальной силы удара. Номинальная сила удара определяется из закона сохранения импульса при неупругом соударении, а коэффициент динамичности назначается на основании опыта или результатов решения аналогичных задач.

В.4 Нагрузки при транспортировании и монтаже сосуда

В.4.1 Инерционные нагрузки, действующие на элементы сосуда при транспортировании определяются в соответствии с В.3, также как для сосудов, специально предназначенных для транспортирования автомобильным, железнодорожным и водным транспортом.

В.4.2 Нагрузки, действующие на элементы сосуда при монтаже, определяются по правилам механики в зависимости от используемой схемы монтажа. При этом учитываются коэффициенты динамичности, зависящие от возможных ускорений при движении сосуда в процессе монтажа.

В.4.3 Расчет элементов сосудов при транспортировании и монтаже выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 34233.1 - ГОСТ 34233.10 и требованиями специальных нормативных документов (например, ГОСТ 21561, ГОСТ 31232, [1]-[6]* и др.).

------------------------------

* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 50913-96 "Автомобильные транспортные средства для транспортирования и заправки нефтепродуктов. Типы, параметры и общие технические требования".

В.4.4 Расчет элементов сосудов и аппаратов на прочность и устойчивость при транспортировании и монтаже выполняется организациями, осуществляющими транспортировку и монтаж сосуда или аппарата, если иное не записано в техническом задании или техническом приложении к контракту. В случае необходимости конструктор (изготовитель) сосуда или аппарата должен предусмотреть на корпусе аппарата специальные устройства (монтажные штуцеры, монтажные ушки и др.), используемые при монтаже и/или транспортировании сосуда.

В.5 Нагрузки от массы и давления грунта, действующие на подземные сосуды

В.5.1 При расчете подземных сосудов следует учитывать нагрузки от массы и давления грунта на стенку сосуда. Значения весовой нагрузки и давления грунта можно получить с помощью численного моделирования сосуда, погруженного в грунт, или с помощью приближенных методов расчета. В качестве характеристик грунта и в том, и в другом случае принимаются удельный вес и коэффициент внутреннего трения или угол трения. Стенки сосуда дополнительно рассчитывают на прочность и устойчивость под действием давления грунта.

В.5.2 В случае водонасыщенного грунта дополнительно к расчету стенки подземного сосуда на прочность и устойчивость под действием давления грунта должен быть выполнен расчет на всплытие под действием выталкивающей силы воды. При этом следует проверить элементы крепления сосуда, стенку сосуда в месте контакта с элементами крепления и анкерные болты, нагруженные растягивающими усилиями от действия выталкивающей силы воды.

В.5.3 Расчет подземных сосудов на сейсмическое воздействие с учетом сейсмических нагрузок со стороны грунта выполняется с помощью специальных методов расчета.