Страница 13: ДБН В«2.6-163:2010. Сталеві конструкції норми проектування, виготовлення і монтажу (32644)

1. Розрахунок листових конструкцій
2. Розрахунок на міцність
3. Розрахунок на міцність листових конструкцій (оболонок обертання), які перебувають у безмоментному напруженому стані, слід виконувати за формулою

(1.10.1)

ЯуГс

■yjo~xуу,у<1,

де ах і CTy - нормальні напруження у двох взаємно перпендикулярних напрямках;

ус - коефіцієнт умов роботи конструкцій, який призначається згідно з таблицею 1.1.1 цих Норм.

При цьому абсолютні значення головних напружень повинні бути не більшими за значення розрахункових опорів, помножених на ус.

1. Напруження у безмоментних тонкостінних оболонках обертання (рисунок 1.10.1), які перебувають під тиском рідини, газу або сипкого матеріалу, слід визначати за формулами:

(1.10.2)

(1.10.3)

F

°і =

27irfCOSP

f

р СТ1

2 >

де су і ст2 - відповідно меридіальне і кільцеве напруження;

F - проекція на вісь z - z оболонки повного розрахункового тиску, що діє на частину оболонки abc (рисунок 1.10.1); г, Р- радіус і кут, показані на рисунку 1.10.1;

t- товщина оболонки;

р- розрахунковий тиск на одиницю поверхніоболонки;

гі,г2- радіуси кривизни у головних напрямкахсередньої поверхні оболонки.

Рисунок 1.10.3 - Схема конічної оболонки обертання під дією поздовжнього зусилля стиску

Рисунок 1.10.1 - Схема оболонки обертання

Рисунок 1.10.2 - Схема конічної оболонки

1. Напруження у стиснутих безмоментних тонкостінних оболонках обертання, що перебувають під внутрішнім рівномірним тиском, слід визначити за формулами:

- для циліндричних:

ргрг

(1.10.4)

ст, =—;ст2 =і—;

21t

£І 21

- для сферичних:

0,00025+0,95-^-

-. (1.10.8) t

у =0,97-

ст, =—^—;ст2 = РГ ,(1.10.6)

2fcosP fcosf3

дер- розрахунковий внутрішній тиск на одиницю поверхніоболонки;

г- радіус середньої поверхні оболонки;

Р- кут між твірною конуса і його віссю z-z (рисунок1.10.1).

1.10.1.4 При перевірці міцності оболонок у місцях зміни їх форми чи товщини, а також зміни навантаження слід враховувати місцеві напруження (крайовий ефект).

1.10.2 Розрахунок на стійкість

1.10.2.1 Розрахунок на стійкість замкнутих кругових циліндричних оболонок обертання, рівномірно стиснутих у паралельному до твірної напрямку, слід виконувати за формулою

——- <1,(1.10.7)

деО]- розрахункове напруження в оболонці;

стсг>1 - критичне напруження, що дорівнює:

• при r It < 300 - меншому із значень iRy чи cEt / г;
• при r It >300- осгд =cEt/r;

тутг- радіус серединної поверхні оболонки;

t- товщина оболонки.

Значення коефіцієнтів у при 0 <r It < 300 слід визначити за формулою

V '

Е

У випадку позацентрового стиску у паралельному до твірної напрямку або в разі чистого згину в діаметральній площині при значеннях дотичних напружень у розрахунковому перерізі, де діє найбільший згинальний момент, що не перевищують значення 0,07E(t / г)3/2, напруження стсг , повинно бути збільшене в (1,1-ОДа, /ст,) разів, де а2 - найменше напруження (при цьому напруження розтягу необхідно приймати зі знаком "мінус").

1.10.2.2 У трубах, що розраховуються як стиснуті або позацентрово стиснуті стрижні за умовної гнучкості X =X^Ry / Е >0,65, повинна бути виконана умова

Такі труби слід розраховувати на стійкість згідно з вимогами розділів 1.4 і 1.6 незалежно від розрахунку на стійкість їх стінок. У випадку, якщо r It < Q,5n^jE/Ry, то розрахунок на стійкість стінок безшовних чи електрозварних труб не потрібен.

1.10.2.3 Циліндрична панель, обперта вздовж двох твірних і двох дуг напрямної, рівномірно стиснута вдовж твірних, при b2 Irt <20 (де b - ширина панелі, виміряна вздовж дуги напрямної) повинна бути розрахована на стійкість як пластинка за формулами:

- при розрахунковому напруженні ст < 0,8 Ry.

Значення коефіцієнта с слід визначати за таблицею 1.10.1. Таблиця 1.10.1 - Коефіцієнт с для розрахунку оболонок на стійкість

-<1,9р;(1.10.10)

t Мс

-< (1.10.11)

11+500^-

Е

При0,8Ry <а< Ry найбільше відношення b/1 слід визначати лінійною інтерполяцією.

Якщо Ь2 /rf >20, то панель слід розраховувати на стійкість як оболонку відповідно до вимог

1.10.2.9.

1. Розрахунок на стійкість замкнутої кругової циліндричної оболонки обертання при дії зовнішнього рівномірного тиску р, спрямованого нормально до бічної поверхні, слід виконувати за формулою

On

<1, (1.10.12)

Сґ

,2 Ус

де а2 = pr/f - розрахункове кільцеве напруження в оболонці;

Gcr,2“ критичне напруження, що визначається за формулами:

- при0,5<//г <10:

r(tm

асг2 =0,55£уІ і) ,(1.10.13)

- при І/г>20:

<Усг2 =0’17£(j) ’(1.10.14)

де /- довжина циліндричної оболонки.

При 10 < / / г < 20 напруження стгг 2 слід визначати за лінійною інтерполяцією.

Та ж сама оболонки, але підкріплена кільцевими ребрами жорсткості, розміщеними з кроком 5 > 0,5г між осями ребер, повинна бути розрахована на стійкість за формулами (1.10.12) - (1.10.14) із заміною в них значення І на значення s.

У цьому випадку повинна задовольнятися перевірка загальної стійкості ребра у своїй площині, виконана як для центрально стиснутого стрижня відповідно до вимог 1.4.1.3 на дію поздовжнього зусилля N = рrs при розрахунковій довжині стрижня lej- 1,8г; при цьому у розрахунковий переріз ребра жорсткості слід включати ділянки оболонки завширшки 0,65t^jE/ Ry з кожного боку від осі ребра, а умовна гнучкість стрижня X -X^jRy / Е не повинна перевищувати 6,5.

При використанні одностороннього ребра жорсткості його момент інерції слід обчислювати відносно осі, що збігається з найближчою поверхнею оболонки.

, ( > 1G1і СТ2

VCTcr,l°сг,2J

1. Розрахунок на стійкість замкнутої кругової циліндричної оболонки обертання, яка підлягає одночасній дії зусиль, зазначених у 1.10.2.1 і 1.10.2.4, слід виконувати за формулою

<1,(1.10.15)

Ус

де afr l обчислюють згідно з вимогами 1.10.2.1, а асг2 - відповідно до вимог 1.10.2.4.

1. Розрахунок на стійкість конічної оболонки обертання з кутом конусності Р < 60°, стиснутої поздовжньою силою N вдовж осі (рисунок 1.10.3), слід виконувати за формулою

—— <1,(1.10.16)

N сг У с

де Ncr - критична сила, що визначається за формулою

Ncr =6,28tacr lrm cos2 (3,(1.10.17)

тут f - товщина оболонки;

асгд - значення критичного напруження, обчислене згідно з вимогами 1.10.2.1, із заміною радіуса г на радіус гш, що дорівнює

Г„,=»М.(1.10.18)

cos Р

1. Розрахунок на стійкість конічної оболонки обертання при дії зовнішнього рівномірного тиску р, спрямованого нормально до бічної поверхні, слід виконувати за формулою

—^—<1,(1.10.19)

°сг,2Їс

тут Од = рпп / t - розрахункове кільцеве напруження в оболонці; асг,2 ~ критичне напруження, що визначається за формулою

/3/2

(1.10.20)

<V,2 =«5 Erf п

rmJ

де гт - радіус, що визначається за формулою (1.10.18); h- висота конічної оболонки (між основами).

1. Розрахунок на стійкість конічної оболонки обертання, що підлягає одночасній дії навантажень, зазначених в 1.10.2.6 і 1.10.2.7, слід виконувати за формулою

(*7

N сь

+

yNcr &сг,2 J

1

Ус

<1, (1.10.21)

де значення Ncr і асг>2 СДІД обчислювати за формулами (1.10.17) і (1.10.20) відповідно.

1. Розрахунок на стійкість повної сферичної оболонки (чи її сегмента) при r /1 < 750 і дії зовнішнього рівномірного тиску р, спрямованого нормально до її поверхні, слід виконувати за формулою

—— <1,(1.10.22)

°сгУс

де a =pr I It - розрахункове напруження;

ocr =0,Et /г - критичне напруження, що приймається не більшим за значення Ry, тут г - радіус серединної поверхні сферичної оболонки.

1. Основні вимоги до розрахунку сталевих мембранних конструкцій
2. Розрахунок мембранних конструкцій повинен виконуватися з урахуванням спільної роботи мембрани і елементів контуру, їх деформованого стану, геометричної і конструктивної нелінійності мембрани, а також зміни розрахункової схеми конструкції, що обумовлена прийнятою послідовністю монтажу, силових і температурних впливів.
3. При розрахунку мембранних конструкцій обпирання кромок мембрани на пружні елементи контуру слід вважати шарнірним вздовж лінії обпирання і спроможним передавати зсув на елементи контуру.

1.10*3.3 Нормальні і дотичні напруження, розподілені вздовж кромок мембрани, слід вважати урівноваженими стиском і згином опорного контуру в тангенціальній площині.

1.10.3.4 Товщина мембрани визначається розрахунком відповідно до вимог 1.10.1.1 з урахуванням можливих відхилень товщини і міцнісних характеристик тонколистового прокату від характе-

ристичних значень, нормованих розмірів геометричних недосконалостей, обумовлених застосуванням прийнятого методу монтажу. При розрахунку прольотної частини покриття слід обмежуватися пружньою стадією роботи матеріалу.

При розрахунку на міцність за формулою (1.10.1) коефіцієнт умов роботи ус конструкцій при врахуванні відхилення геометричних розмірів і міцнісних властивостей листового прокату, початкових геометричних недосконалостей може бути уточнений за формулою

Yc *Yc(()Yc(*) ’

де- складова коефіцієнта умов роботи конструкцій ус, що враховує відхилення геометричних

розмірів і міцнісних властивостей листового прокату від характеристичних значень, і приймається за таблицею 1.10.2;

Yf(g) - складова коефіцієнта умов роботи конструкцій ус, що враховує відхилення поверхні

оболонки від проектної геометрії і приймається за таблицею 1.10.3.

а - на круглому плані, б - на овальному плані, в - на прямокутному плані Рисунок 1.10.4 - Геометрія поверхні оболонки позитивної гаусової кривини

Таблиця 1.10.2 - Коефіцієнт ус^у що враховує мінливість геометричних і міцнісних характеристик

листового прокату класу С255 згідно з ГОСТ 27772

1. Нормальні та дотичні напруження, розподілені по краях мембрани, слід вважати урівноваженими стиском і згином опорного контуру в тангенціальній площині.

При розрахунку опорних елементів контуру мембранних конструкцій слід враховувати:

• згин у тангенціальній площині;
• осьовий стиск в елементах контуру;
• стиск, обумовлений дотичними напруженнями, спрямованими вздовж лінії контакту мембрани з елементами контуру;
• вигин у вертикальній площині.

оболонки, виконаної з листового прокату класу С255 та С345 згідно з ГОСТ 27772