РГСН 50. Бак исходной воды. Чертежи

passat bg 50-0,04-3000 raschet na prochnost.docx

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Инженерно-строительный сайт
Исходные данные для расчета5
1Общий вид аппарата5
2Результаты расчета6
2.2Условия испытаний6
4Результаты расчета7
4.2Условия испытаний7
6Категория оборудования по ТР ТС 03220137
Эпюры сил и моментов8
1.1Расчёт в рабочих условиях8
1.2Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)9
Кольцо элемента 'Опора седловая №1'12
1Расчёт параметров кольца по ГОСТ 14249-89 ГОСТ 26202–8412
1.1Исходные данные12
2Расчёт в рабочих условиях12
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)13
Кольцо элемента 'Опора седловая №2'15
1Расчёт параметров кольца по ГОСТ 14249-89 ГОСТ 26202–8415
1.1Исходные данные15
2Расчёт в рабочих условиях15
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)16
Расчет на сейсмические воздействия по СТО–СА–03.003–200918
1.1Исходные данные18
1.2Эпюры сил и моментов23
Днище коническое пологое №228
1.1Исходные данные28
2Расчёт в рабочих условиях28
2.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-200728
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)29
3.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-200729
4Расчёт от сейсмических воздействий (выводится наихудший случай)31
4.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-200731
Обечайка цилиндрическая №133
1.1Исходные данные33
2Расчёт в рабочих условиях33
2.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-200734
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)37
3.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-200737
4Расчёт от сейсмических воздействий (выводится наихудший случай)40
4.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-200740
Кольцо жёсткости №144
1Расчёт параметров кольца по ГОСТ Р 52857.2-200744
1.1Исходные данные44
2Расчёт в рабочих условиях44
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)45
Кольцо жёсткости №246
1Расчёт параметров кольца по ГОСТ Р 52857.2-200746
1.1Исходные данные46
2Расчёт в рабочих условиях46
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)47
1.2Исходные данные48
2Расчёт в рабочих условиях48
2.1Расчёт обечайки на прочность и устойчивость от опорных нагрузок по ГОСТ Р 52857.5-200749
2.2Расчёт на прочность седловой опоры по РТМ 26-110-7749
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)52
3.1Расчёт обечайки на прочность и устойчивость от опорных нагрузок по ГОСТ Р 52857.5-200752
3.2Расчёт на прочность седловой опоры по РТМ 26-110-7753
4Расчёт от сейсмических воздействий (выводится наихудший случай)54
4.1Расчёт обечайки на прочность и устойчивость от опорных нагрузок по ГОСТ Р 52857.5-200755
4.2Расчёт на прочность седловой опоры по РТМ 26-110-7755
4.3Расчёт на прочность анкерных болтов57
Кольцо элемента 'Опора седловая №1'59
1Расчёт параметров кольца по ГОСТ 14249-89 ГОСТ 26202–8459
1.1Исходные данные59
2Расчёт в рабочих условиях59
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)60
1.2Исходные данные62
2Расчёт в рабочих условиях62
2.1Расчёт обечайки на прочность и устойчивость от опорных нагрузок по ГОСТ Р 52857.5-200763
2.2Расчёт на прочность седловой опоры по РТМ 26-110-7763
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)66
3.1Расчёт обечайки на прочность и устойчивость от опорных нагрузок по ГОСТ Р 52857.5-200766
3.2Расчёт на прочность седловой опоры по РТМ 26-110-7767
4Расчёт от сейсмических воздействий (выводится наихудший случай)68
4.1Расчёт обечайки на прочность и устойчивость от опорных нагрузок по ГОСТ Р 52857.5-200769
4.2Расчёт на прочность седловой опоры по РТМ 26-110-7769
4.3Расчёт на прочность анкерных болтов71
Кольцо элемента 'Опора седловая №2'73
1Расчёт параметров кольца по ГОСТ 14249-89 ГОСТ 26202–8473
1.1Исходные данные73
2Расчёт в рабочих условиях73
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)74
1.1Исходные данные76
2Расчёт в рабочих условиях77
2.1Расчёт укрепления отверстия по ГОСТ Р 52857.3-200777
2.2Расчёт на прочность от воздействия внешних нагрузок по ГОСТ Р 52857.3-200779
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)81
3.1Расчёт укрепления отверстия по ГОСТ Р 52857.3-200781
3.2Расчёт на прочность от воздействия внешних нагрузок по ГОСТ Р 52857.3-200783
Днище коническое пологое №186
1.1Исходные данные86
2Расчёт в рабочих условиях86
2.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-200786
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)87
3.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-200787
4Расчёт от сейсмических воздействий (выводится наихудший случай)89
4.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-200789
Лист регистрации изменений92
Расчет на прочность выполнен на ЭВМ по программе «Пассат 2.09» Исходные данные для расчета
К заполнения аппарата
Плотность жидкостигаза
Суммарная прибавкамм
Коэфф. прочности сварного шва
Днище коническое пологое №2
Обечайка цилиндрическая №1
Днище коническое пологое №1
Расчетная температура°C
Расчетное давлениеМПа
Допускаемые напряженияМПа
Расчетная толщина с уч. прибавокмм
Допускаемое давлениеМПа
2.2Условия испытаний
Проходящий без укрепления
Диаметр отв. не треб. укреплениямм
4.2Условия испытаний
Макс. высота столба при 100%мм
Днище коническое пологое №2
Обечайка цилиндрическая №1
Днище коническое пологое №1
6Категория оборудования по ТР ТС 0322013
Группа рабочей среды
Произведение значения максимального допустимого
рабочего давления и значения
Максимальное допустимое рабочее давление МПа
Категория оборудования
Эпюры сил и моментов
1.1Расчёт в рабочих условиях
Критерий устойчивости
Условие работоспособности выполнено
Вес элементов аппарата:
*Включая вес продукта при его наличии
Дополнительные вертикальные нагрузки:
Поперечное усилие в сечении оболочки над опорой QН
Изгибающий момент в сечении оболочки над опорой MН м
1.2Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)
Кольцо элемента 'Опора седловая №1'
1Расчёт параметров кольца по ГОСТ 14249-89 ГОСТ 26202–84
Расположение кольца:
Ширина приваренного участка t:
Расстояние от края несущего элемента до осевой линии кольца lo:
Толщина верхней полки s5:
Толщина вертикальной полки s4:
Толщина нижней полки s6:
Коэффициент прочности сварного шва кольца:
2Расчёт в рабочих условиях
Расчётная температура T:
Расчётное внутреннее избыточное давление p:
Свойства материала кольца:
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С Gr.ГОСТ 19281 при температуре T = 100°C (рабочие условия):
Площадь поперечного сечения:
= 100 * (8 + 8) + 8 * 90
Расстояние от центра тяжести сечения до срединной поверхности обечайки:
=[ 8 * 90 * (90 + 2 * 8)2 + 100 * 8 * (2 * 90 + 2 * 8 + 8) + 100 * 82 ] [2 * (100 * (8 + 8) + 8 * 90)] + (5 – 15) 2
Расстояние между центром тяжести поперечного сечения и поверхностью обечайки:
Момент инерции сечения:
= 13 * 8 * ((90 + 8 – 53)3 + (53 – 8)3) + 112 * 100 * 8 * (82 + 12 * ( 53 – 8 2)2) + 112 * 100 * 8 * (82 + 12 * ( 90 + 8 – 53 + 8 2)2)
Расстояние до элемента жёсткости:
Эффективная длина стенки обечайки учитываемая при определении эффективного момента инерции:
m100 + 1.1 * (3000 * (5 – 15))12
Эффективный момент инерции расчётного поперечного сечения:
36106 + 1945 * (5 – 15)3 10.9+ 54752 * (2320 * 2127 * (5 – 15)) (2320 + 2127 * (5 – 15))
Коэффициент жёсткости обечайки подкреплённой этим кольцом:
(10.9 * 6033106 (1945 * (5 – 15)3))12
Расчётная толщина участка обечайки:
= (5 – 15) * (1 – 004000 * 3000 (2 * (5 – 15) * 160)) * 160 160
Расчётная длина участка обечайки:
= 100 + 1.1 * (3000 * (5 – 15))12
Расстояние между стенкой сосуда и нейтральной осью кольца:
=( 90 * 8 + 100 * 8 + 2 * 8 * 8 – 100 – 8 – #te# * 3125) (2 * 8)
Допускаемый изгибающий момент:
=0.5 * [8 * (90 + 8 – 1035)2 + 8 * (1035 – 8)2 + 100 * 8 * (2 * (90 + 8 – 1035) + 8) + 100 * 8 * (2 * 1035 – 8) + (2 * 1035 + 3125) * 2127 * 3125] * 160
Пластический момент сопротивления:
3Расчёт в условиях испытаний (Гидроиспытания)
Условия нагружения прииспытаниях:
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С Gr.ГОСТ 19281 при температуре T = 20°C (условия гидроиспытаний):
= (5 – 15) * (1 – 005000 * 3000 (2 * (5 – 15) * 2545)) * 2545 2545
=( 90 * 8 + 100 * 8 + 2 * 8 * 8 – 100 – 8 – #te# * 3205) (2 * 8)
=0.5 * [8 * (90 + 8 – 1024)2 + 8 * (1024 – 8)2 + 100 * 8 * (2 * (90 + 8 – 1024) + 8) + 100 * 8 * (2 * 1024 – 8) + (2 * 1024 + 3205) * 2127 * 3205] * 2545
Кольцо элемента 'Опора седловая №2'
36106 + 1997 * (5 – 15)3 10.9+ 54752 * (2320 * 2127 * (5 – 15)) (2320 + 2127 * (5 – 15))
(10.9 * 6034106 (1997 * (5 – 15)3))12
Расчет на сейсмические воздействия по СТО–СА–03.003–2009
Модель горизонтального сосуда
Условная высота налива h:
Условный диаметр сосуда D:
Ширина свободной поверхности жидкости в сосуде b:
Длина свободной поверхности жидкости в сосуде l:
Объем жидкости в исходном сосуде Vs:
Заполнение сосуда: Частично заполненный
Параметры расчетной модели при продольном воздействии:
Расчетная модель горизонтального сосуда
Высота жидкости в условном прямоугольном сосуде:
= 48 (245103 * 807103 )
Полная масса жидкости в сосуде:
= 1000 * 245103 * 807103 * 243103
Импульсивная масса жидкости при продольном воздействии:
= tanh(0.866 0301) (0.866 0301)
Высота импульсивной массы с учетом давления на днище сосуда при ≤1.33:
= 0.866 0301 (2 * tanh(0.866 0301)) * 243103 – 0.125 * 243103
Высота импульсивной массы без учета давления на днище сосуда при ≤0.75:
Высота от нижней точки неподвижной опоры до оси сосуда:
Высота от точки закрепления до импульсивной массы без учета давления на днище сосуда:
= 238103 – 243103 + 910 + 17103 – 0.5 * 3103
Высота от точки закрепления до импульсивной массы с учетом давления на днище сосуда:
= 238103 – 243103 + 321103 + 17103 – 0.5 * 3103
Конвективная масса жидкости при продольном воздействии:
= 0.264 0301 * tanh(3.16 * 0301) * 48107
Жесткость связи между конвективной массой и стенкой сосуда в продольном направлении:
= 0.834 * 48107 * 9807 243103 * tanh2(3.16 * 0301)
Высота конвективной массы жидкости с учетом давления на днище сосуда:
= [1 – (cosh(3.16 * 0301) – 2.01) (3.16 * 0301 * sinh(3.16 * 0301))] * 243103
Высота конвективной массы без учета давления на днище сосуда:
= [1 – (cosh(3.16 * 0301) – 1.0) (3.16 * 0301 * sinh(3.16 * 0301))] * 243103
Высота от точки закрепления до конвективной массы без учета давления на днище сосуда:
= 238103 – 243103 + 13103 + 17103 – 0.5 * 3103
Высота от точки закрепления до конвективной массы с учетом давления на днище сосуда:
= 238103 – 243103 + 364103 + 17103 – 0.5 * 3103
Период колебаний конвективной массы при продольном воздействии:
= 2 * 3142 * (312107 886)12
Коэффициент динамичности при T > 0.8 с:
Максимальное горизонтальное ускорение при землетрясении на свободной поверхности грунта:
Относительное демпфирование для конвективной составляющей:
Коэффициент учета демпфирования:
Коэффициент изменения максимального ускорения по высоте сооружения в горизонтальном направлении:
Коэффициент учитывающий допускаемые неупругие деформации:
Максимальное расчетное сейсмическое ускорение для конвективной массы:
= 08 * 2 * 216 * 1 * 05
Параметры расчетной модели при поперечном воздействии:
Импульсивная масса жидкости при поперечном воздействии:
= 0.4 * 48107 * (0793)2 + 0.6 * 48107 * 0793
Конвективная масса жидкости при поперечном воздействии:
Коэффициент зависящий от величины h D = 0793: = 209
Жесткость связи между конвективной массой и стенкой сосуда в поперечном направлении:
= 48107 * 9807 3103 * 209 * (2 – 0.8 * 03012 – 1.2 * 0301)
Высота конвективной массы:
Период колебаний конвективной массы при поперечном воздействии:
= 2 * 3142 * (131107 515)12
= 126 * 2 * 216 * 1 * 05
Относительное демпфирование для импульсивной составляющей:
Максимальное расчетное сейсмическое ускорение для сосуда и импульсивной массы жидкости при воздействии в горизонтальном направлении
= 2.5 * 2 * 13 * 1 * 05
Коэффициент вертикального сейсмического ускорения:
Коэффициент изменения вертикального ускорения по высоте сооружения в вертикальном направлении:
Максимальное расчетное сейсмическое ускорение для вертикального воздействия:
= 2.5 * 2 * 13 * 07 * 1 * 05
Определение давления от сейсмического воздействия
= 0 * 243103 238103
Гидродинамическое импульсивное давление на обечайку и днища при воздействии по направлению X:
= 0.866 * 325 * 243103 * 1000 * tanh(0.866 * 245103 * 243103 ) * (1 – [0 243103 ]2)
Гидродинамическое конвективное давление на обечайку и днища при воздействии по направлению X:
= 0.4165 * 271 * 245103 * 1000 * cosh(3.162 * 0 245103 ) cosh(3.162 * 0 245103 )
Суммарное значение давления на обечайку и днища от импульсивной и конвективной массы жидкости по направлению X (при y = 0мм):
= (0004902 + 024610-3 2)12
Наибольшее давление на обечайку и днища по направлению X. Принимается равным максимальному значению PX(y) вычисляемому при 0 ≤ y ≤ h:
Импульсивное давление на нижнюю образующую обечайки сосуда и днищ по направлению X:
= 325 * 243103 * 1000 * sinh(1.732 * 123103 243103 ) cosh(0.866 * 245103 243103 )
Конвективное давление на нижнюю образующую обечайки сосуда и днищ по направлению X:
= 1.25 * 271 * 245103 * 1000 * (123103 245103 – 43 * (123103 245103 )3) cosh(3.162 * 243103 245103 )
Суммарное значение давления на нижнюю образующую обечайки сосуда и днищ от импульсивной и конвективной массы жидкости по направлению X:
= (0005662 + 024610-3 2)12
Наибольшее давление на обечайку и днища по направлению X. Принимается равным PX(x) вычисляемому при x = b 2:
Дополнительное расчетное давление на обечайку и днища при сейсмическом воздействии по направлению X:
Дополнительное расчетное давление на обечайку и днища при сейсмическом воздействии по направлению Y:
= 227 * 1000 * (238103 – 0)
Гидродинамическое импульсивное давление на обечайку и днища при воздействии по направлению Z:
= 0.866 * 325 * 243103 * 1000 * tanh(0.866 * 807103 * 243103 ) * (1 – [0 243103 ]2)
Гидродинамическое конвективное давление на обечайку и днища при воздействии по направлению Z:
= 0.4165 * 173 * 807103 * 1000 * cosh(3.162 * 0 807103 ) cosh(3.162 * 243103 807103 )
Суммарное значение давления на обечайку и днища от импульсивной и конвективной массы жидкости по направлению Z (при y = 0мм):
= (0006922 + 0003982)12
Наибольшее давление на обечайку и днища по направлению Z. Принимается равным максимальному значению PZ(y) вычисляемому при 0 ≤ y ≤ h:
Импульсивное давление на нижнюю образующую обечайки сосуда и днищ по направлению Z:
= 325 * 243103 * 1000 * sinh(1.732 * 404103 243103 ) cosh(0.866 * 807103 243103 )
Конвективное давление на нижнюю образующую обечайки сосуда и днищ по направлению Z:
= 1.25 * 173 * 807103 * 1000 * (404103 807103 – 43 * (404103 807103 )3) cosh(3.162 * 243103 807103 )
Суммарное значение давления на нижнюю образующую обечайки сосуда и днищ от импульсивной и конвективной массы жидкости по направлению Z:
= (0007992 + 0003992)12
Наибольшее давление на обечайку и днища по направлению Z. Принимается равным PZ(z) вычисляемому при z = l 2:
Дополнительное расчетное давление на обечайку и днища при сейсмическом воздействии по направлению Z:
Суммарное максимальное гидродинамическое давление на стенки сосуда от сейсмического воздействия:
= (0005662 + 0005522 + 0008932)12
1.2Эпюры сил и моментов
Опорные нагрузки от сейсмический воздействий:
Поперечное в сечении
Изгибающий в сечении
Fs= RsY+2*RsX*HL [D*sin(1 2)]=5358104
Fs= RsY+2*RsX*HL [D*sin(1 2)]=1727105
Fs= RsY+2*RsX*HL [D*sin(1 2)]=537104
Fs= RsY+2*RsX*HL [D*sin(1 2)]=173105
Суммарные опорные нагрузки (рабочие условия + сейсмические воздействия):
Расчетное растягивающее усилие действующее
Cдвигающая сила действующая на
на анкерный болт Fб Н
Днище с простым укреплением
Внутр. диаметр днища D:
Толщина стенки днища s’:
Прибавка для компенсации коррозии и эрозии c1:
Прибавка для компенсации минусового допуска c2:
Прибавка технологическая c3:
Сумма прибавок к расчётной толщине стенки c:
Угол наклона стенки днища :
Толщина стенки смежного элемента s:
Материал вставки s2:
Толщина стенки вставки s2:
Длина участка вставки a2:
Коэффициенты прочности сварных швов:
2.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-2007
Свойства материала днища:
Свойства материала элемента s2:
Днище с простым укреплением нагруженное внутренним избыточным давлением (п. 8.3.9)
=006319 * 3000 (2 * 1 * 160 – 006319) * 1 cos(71) + 15
= 0.4 * (3000 (8 – 15))12 * tg(71) ( [1 + 1 * (8 – 15) (8 – 15)2] (2 * cos (71)) * 1 * (8 – 15) (8 – 15) )12 – 0.25
=(8 – 15) (8 – 15) * 006319 * 3000 * 8817 (2 * 1 * 160 – 006319) + 15
= 0.3 * 3000 * 07889 * (006319 (160 * 1))12 + 15
Расчётная толщина стенки днища с учётом прибавок:
=1 * 160 * [(8 – 15) (0.3 * 3000 * 07889)]2
=2 * 160 * 1 * (8 – 15) (3000 cos(71) + 8 – 15)
=2 * 160 * 1 * (8 – 15) (3000 * 8817 + 8 – 15)
Допускаемое внутреннее избыточное давление:
= ma min02256 007862
Заключение: Условие прочности выполнено
3.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-2007
По ГОСТ Р 52857.1-2007 расчёт на прочность при испытаниях допускается не проводить если выполнено условие:
=1.35 * 006319 * 183 160
= 009757МПа 008192МПа
=008192 * 3000 (2 * 1 * 2545 – 008192) * 1 cos(71) + 15
=(8 – 15) (8 – 15) * 008192 * 3000 * 8817 (2 * 1 * 2545 – 008192) + 15
= 0.3 * 3000 * 07889 * (008192 (2545 * 1))12 + 15
=1 * 2545 * [(8 – 15) (0.3 * 3000 * 07889)]2
=2 * 2545 * 1 * (8 – 15) (3000 cos(71) + 8 – 15)
=2 * 2545 * 1 * (8 – 15) (3000 * 8817 + 8 – 15)
4Расчёт от сейсмических воздействий (выводится наихудший случай)
4.1Расчёт на прочность и устойчивость по ГОСТ Р 52857.2-2007
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С Gr.ГОСТ 19281 при температуре T = 100°C (сейсмическое воздействие группа сейсмостойкости IIs):
=007512 * 3000 (2 * 1 * 240 – 007512) * 1 cos(71) + 15
=(8 – 15) (8 – 15) * 007512 * 3000 * 8817 (2 * 1 * 240 – 007512) + 15
= 0.3 * 3000 * 07889 * (007512 (240 * 1))12 + 15
=1 * 240 * [(8 – 15) (0.3 * 3000 * 07889)]2
=2 * 240 * 1 * (8 – 15) (3000 cos(71) + 8 – 15)
=2 * 240 * 1 * (8 – 15) (3000 * 8817 + 8 – 15)
Сопряжённые элементы жёсткости:
Расстояние от начала координат до оси liмм
Площадь сечения Akiмм2
Момент инерции Ikiмм4
Коэффициент жёсткости обечайки подкреплённой этим кольцом k
Расчётный изгибающий момент M:
Расчётное поперечное усилие Q:
Расчётное осевое растягивающее усилие F:
Модуль продольной упругости для материала 09Г2С Gr.ГОСТ 19281 при температуре T = 100°C:
Обечайка с кольцами жёсткости нагруженная внутренним избыточным давлением (п. 5.4.1)
Расчётная толщина стенки с учётом прибавок (без учёта колец жёсткости):
= (006319 * 3000) (2 * 160 * 1 – 006319) + 15
Заключение: Условие работоспособности выполнено
Расчётная длина для расчёта от действия давления:
Допускаемое внутреннее давление из условия прочности всей обечайки:
[2 * 160 * 1 * (5 – 15) + 2320 * 160 * 1 1997 + 0 * 0 * 0 1997] (3000 + 5 – 15)
Расстояние между кольцами для расчёта от действия давления:
47 2 (3000 * (5 – 15))
Допускаемое внутреннее давление из условия прочности обечайки между двумя соседними кольцами жёсткости:
* 160 * 1 * (5 – 15) (3000 + 5 – 15) * [2 + 3611] [1 + (1 * 3611) 1]
Допускаемое внутреннее давление:
Минимальное расстояние между “одиночными” штуцерами:
= 2 * (3000 * (5 – 15))12
Обечайка нагруженная изгибающим моментом (п. 5.3.5)
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия прочности:
42* (3000 + 5 – 15) * (5 – 15) * 160
Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны сжатия:
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия местной устойчивости:
0 * 10-6 * 191105 * 30002 (24) * (100 * (5 – 15) 3000 )2.5
Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости в пределах упругости:
63106 (1 + (3963106 8848105 )2)12
35105 Н м 9838104 Н м
Заключение: Условие прочности и устойчивости выполнено
Обечайка нагруженная поперечным усилием (п. 5.3.6)
Допускаемое поперечное усилие из условия прочности:
25 * 3142 * 3000 * (5 – 15) * 160
Расчётная длина для расчёта от действия поперечной силы:
Допускаемое поперечное усилие из условия устойчивости:
4 * 191105 * (5 – 15)2 24 * (0.18 + 3.3 * 3000 * (5 – 15) 19972)
Допускаемое поперечное усилие:
19106 (1 + (1319106 4415105 )2)12
Обечайка работающая под совместным действием нагрузок (п. 5.3.7)
Обечайка работающая под совместным действием наружного давления осевого сжимающего усилия изгибающего момента и поперечного усилия.
Проверка условия устойчивости:
= 0 0 + 0 0 + 9838104 8635105 + (1294105 4187105 )2
Заключение: Условие устойчивости выполнено
Обечайка нагруженная осевым растягивающим усилием (п. 5.3.3)
Допускаемое осевое растягивающее усилие:
42* (3000 + 5 – 15) * (5 – 15) * 160 * 1
Допускаемый изгибающий момент из условия прочности со стороны растяжения:
Обечайка работающая под совместным действием внутреннего давления осевого растягивающего усилия и изгибающего момента.
Проверка условия прочности:
= (0 + 006319 * 3142 * 30002 4) 5284106 + 9838104 3963106
Для расчёта обечайки от действия седловых опор:
min1.0 9.45 * 3000 1997 * (3000 (100 * (5 – 15)))12
Допускаемое наружное давление из условия устойчивости:
8 * 10-6 * 191105 * 3000 (24 * 1 * 1997) * (100 * (5 – 15) 3000 )2.5
Допускаемое наружное давление из условия прочности:
* 160 * (5 – 15) (3000 + 5 – 15)
729 (1 + (03729 001156)2)12
Допускаемое наружное давление: [p] = 001155МПа
Обечайка нагруженная осевым сжимающим усилием (п. 2.3.4)
Допускаемое осевое сжимающее усилие:
84106 (1 + (5284106 1032106 )2)12
Допускаемый изгибающий момент из условия устойчивости:
Расчётная длина для расчёта cедловых опор:
4 * 191105 * (5 – 15)2 24 * (0.18 + 3.3 * 3000 * (5 – 15) 40002)
19106 (1 + (1319106 4262105 )2)12
Расчётное внутреннее избыточное давление (с учётом гидростатического) p:
Модуль продольной упругости для материала 09Г2С Gr.ГОСТ 19281 при температуре T = 20°C:
= (008192 * 3000) (2 * 2545 * 1 – 008192) + 15
[2 * 2545 * 1 * (5 – 15) + 2320 * 2545 * 1 1997 + 0 * 0 * 0 1997] (3000 + 5 – 15)
* 2545 * 1 * (5 – 15) (3000 + 5 – 15) * [2 + 3611] [1 + (1 * 3611) 1]
42* (3000 + 5 – 15) * (5 – 15) * 2545
0 * 10-6 * 199105 * 30002 (18) * (100 * (5 – 15) 3000 )2.5
05106 (1 + (6305106 1229106 )2)12
06106 Н м 112105 Н м
25 * 3142 * 3000 * (5 – 15) * 2545
4 * 199105 * (5 – 15)2 18 * (0.18 + 3.3 * 3000 * (5 – 15) 19972)
99106 (1 + (2099106 6133105 )2)12
= 0 0 + 0 0 + 112105 1206106 + (15105 5887105 )2
42* (3000 + 5 – 15) * (5 – 15) * 2545 * 1
= (0 + 008192 * 3142 * 30002 4) 8406106 + 112105 6305106
8 * 10-6 * 199105 * 3000 (18 * 1 * 1997) * (100 * (5 – 15) 3000 )2.5
* 2545 * (5 – 15) (3000 + 5 – 15)
932 (1 + (05932 001606)2)12
Допускаемое наружное давление: [p] = 001605МПа
06106 (1 + (8406106 1434106 )2)12
4 * 199105 * (5 – 15)2 18 * (0.18 + 3.3 * 3000 * (5 – 15) 40002)
99106 (1 + (2099106 5921105 )2)12
Расчётное осевое сжимающее усилие F:
= (007512 * 3000) (2 * 240 * 1 – 007512) + 15
[2 * 240 * 1 * (5 – 15) + 2320 * 240 * 1 1997 + 0 * 0 * 0 1997] (3000 + 5 – 15)
* 240 * 1 * (5 – 15) (3000 + 5 – 15) * [2 + 3611] [1 + (1 * 3611) 1]
Расчётная длина для расчёта от действия осевой силы:
Обечайка нагруженная осевым сжимающим усилием (п. 5.3.4)
42* (3000 + 5 – 15) * (5 – 15) * 240
0 * 10-6 * 191105 * 30002 (14) * (100 * (5 – 15) 3000 )2.5
Приведённая длина: lпр = 7942мм
83 * 7942 (3000 + 5 – 15)
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия общей устойчивости:
42* (3000 + 5 – 15) * (5 – 15) * 191105 (14) * (3142 7476)2
Допускаемое осевое сжимающее усилие из условия устойчивости:
26106 (1 + (7926106 177106 )2)12
45106 (1 + (5945106 1517106 )2)12
7106 Н м 1635105 Н м
25 * 3142 * 3000 * (5 – 15) * 240
4 * 191105 * (5 – 15)2 14 * (0.18 + 3.3 * 3000 * (5 – 15) 19972)
79106 (1 + (1979106 7568105 )2)12
= 0 0 + 6569104 1727106 + 1635105 147106 + (1717105 7069105 )2
42* (3000 + 5 – 15) * (5 – 15) * 240 * 1
= (0 + 007512 * 3142 * 30002 4) 7926106 + 1635105 5945106
8 * 10-6 * 191105 * 3000 (14 * 1 * 1997) * (100 * (5 – 15) 3000 )2.5
* 240 * (5 – 15) (3000 + 5 – 15)
593 (1 + (05593 001982)2)12
Допускаемое наружное давление: [p] = 001980МПа
4 * 191105 * (5 – 15)2 14 * (0.18 + 3.3 * 3000 * (5 – 15) 40002)
79106 (1 + (1979106 7307105 )2)12
1Расчёт параметров кольца по ГОСТ Р 52857.2-2007
Элемент несущий кольцо:
Площадь поперечного сечения :
=[ 8 * 592 + 80 * 5 * (2 * 59 + 5) ] [2 * (8 * 59 + 80 * 5)] + (5 – 15) 2
= 13 * 8 * (44183 + (59 – 4418)3) + 112 * 80 * 5 * (52 + 12 * (59 – 4418 + 5 2)2)
m8 + 1.1 * (3000 * (5 – 15))12
95105 + 1375 * (5 – 15)3 10.9+ 45932 * (872 * 1207 * (5 – 15)) (872 + 1207 * (5 – 15))
(10.9 * 9652105 (1375 * (5 – 15)3))12
Элемент связанный с опорой:
Внутренний диаметр обечайки D:
Толщина стенки обечайки s:
Сумма прибавок к стенке обечайки c:
Расстояние от края элемента lo:
Расстояние до днища a:
Условия нагружения (см. Эпюры сил и моментов):
Коэффициент заполнения жидкостью :
Плотность жидкости :
Расчётное внутреннее избыточное давление действующее в элементе над опорой p:
Изгибающий момент в сечении оболочки над опорой M:
Поперечное усилие в сечении оболочки над опорой Q:
Допускаемые нагрузки для элемента связанного с обечайкой (см. расчёт “Обечайка цилиндрическая №1”):
Допускаемое наружное давление [p]:
Допускаемый изгибающий момент [M]уст:
Допускаемая осевое сжимающее усилие [F]:
Допускаемая поперечное усилие [Q]:
2.1Расчёт обечайки на прочность и устойчивость от опорных нагрузок по ГОСТ Р 52857.5-2007
Опора с кольцом жёсткости в области опорного узла
Условие прочности кольца жёсткости:
=2822 * 2956104 * 1 (0.5 * 3000 + 5 + 1035)
Сосуд работает под внутренним давлением при проверке устойчивости принимают Fe=0 и p=0.
Условие устойчивости:
=0 001155 + 0 1013106 + 9812104 8635105 + (1295105 4056105 )2
Условие прочности сосудов работающих под внутренним избыточным давлением:
= 006319 * 3000 (4 * (5 – 15)) + 4 * 9812104 (3142 * 30002 * (5 – 15))
2.2Расчёт на прочность седловой опоры по РТМ 26-110-77
Высота среднего ребра h1:
Толщина поперечных ребер sp:
Длина опорной плиты an:
Ширина опорной плиты bn:
Толщина опорной плиты sn:
Номинальный диаметр d:
Расстояние между болтами ab:
Свойства материала опоры:
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С Gr.ГОСТ 19281 при температуре T = 20°C (рабочие условия):
Свойства материала бетона:
Допускаемые напряжения для бетона класса B15 (М200):
Площадь опорной плиты:
Условие работоспособности фундамента:
2105 мм2 302104 мм2. Условие работоспособности выполнено
Коэффициент определяемый по РТМ 26-110-77:
Расчётная толщина опорной плиты:
45 * 44 * (04888 * 2567105 (1.1 * 792105 * 183))12
Условие выполнения прочности опорной плиты:
мм 10мм. Условие прочности выполнено
Горизонтальная сила перпендикулярная к оси аппарата:
Расчётная толщина ребра 1 из условия прочности на изгиб и растяжение:
* 4801104 (1.1 * 183 * 3000)
Общая длина всех ребер опоры:
14 * (3 – 1) + 2 * 44 * 3
где m – число поперечных ребер на опоре
Критическое напряжение:
Расчётная толщина ребра 1 из условия устойчивости:
2 * 2567105 (2891 * 261)
Условие выполнения прочности и устойчивости ребер:
мм 4082мм. Условие прочности выполнено
Горизонтальная сила трения параллельная оси аппарата:
Момент сопротивления изгибу горизонтального сечения по ребрам у основания опоры:
Условие прочности опоры при действии силы P2i:
1528МПа 183 МПа. Условие прочности выполнено
Условия нагружения при испытаниях (см. Эпюры сил и моментов):
Изгибающий момент над опорой M:
3.1Расчёт обечайки на прочность и устойчивость от опорных нагрузок по ГОСТ Р 52857.5-2007
=2822 * 4709104 * 2567105 (0.5 * 3000 + 5 + 1024)
=0 001605 + 0 1414106 + 1107105 1206106 + (149105 5699105 )2
= 008192 * 3000 (4 * (5 – 15)) + 4 * 1107105 (3142 * 30002 * (5 – 15))
3.2Расчёт на прочность седловой опоры по РТМ 26-110-77
2105 мм2 3487104 мм2. Условие работоспособности выполнено
45 * 44 * (04888 * 2964105 (1.1 * 792105 * 2545))12
* 5543104 (1.1 * 2545 * 3000)
2 * 2964105 (2891 * 272)
мм 4523мм. Условие прочности выполнено
1765МПа 2545 МПа. Условие прочности выполнено
4.1Расчёт обечайки на прочность и устойчивость от опорных нагрузок по ГОСТ Р 52857.5-2007
=2822 * 4443104 * 1 (0.5 * 3000 + 5 + 1018)
=0 001980 + 0 1727106 + 1352105 147106 + (1648105 6854105 )2
= 006319 * 3000 (4 * (5 – 15)) + 4 * 1352105 (3142 * 30002 * (5 – 15))
4.2Расчёт на прочность седловой опоры по РТМ 26-110-77
Допускаемые напряжения для материала 09Г2С Gr.ГОСТ 19281 при температуре T = 20°C (сейсмическое воздействие группа сейсмостойкости IIs):
2105 мм2 5052104 мм2. Условие работоспособности выполнено
45 * 44 * (04888 * 4294105 (1.1 * 792105 * 2745))12
* 803104 (1.1 * 2745 * 3000)
2 * 4294105 (2891 * 261)
мм 6827мм. Условие прочности выполнено
2557МПа 2745 МПа. Условие прочности выполнено
4.3Расчёт на прочность анкерных болтов
Растягивающее усилие действующее на анкерный болт:
Коэффициент трения опоры об основание:
Cдвигающая сила действующая на анкерные болты подвижной опоры во время сейсмического воздействия:
Внутренний диаметр резьбы анкерного болта:
Условие прочности анкерных болтов при Fб≤0 (усилие сжимающее):
(4 * 3957 (0.6 * 3142 * 2775 * 4) )12
71мм 275 мм. Условие прочности выполнено
=0 001155 + 0 1013106 + 9838104 8635105 + (1298105 4056105 )2
= 006319 * 3000 (4 * (5 – 15)) + 4 * 9838104 (3142 * 30002 * (5 – 15))
2105 мм2 3025104 мм2. Условие работоспособности выполнено
45 * 44 * (04888 * 2571105 (1.1 * 792105 * 183))12
* 4808104 (1.1 * 183 * 3000)
2 * 2571105 (2891 * 261)
мм 4088мм. Условие прочности выполнено
57104 * 0.5 * (184 + 871) 04636
4388МПа 183МПа. Условие прочности выполнено
=2822 * 4709104 * 2571105 (0.5 * 3000 + 5 + 1024)
=0 001605 + 0 1414106 + 112105 1206106 + (1505105 5699105 )2
= 008192 * 3000 (4 * (5 – 15)) + 4 * 112105 (3142 * 30002 * (5 – 15))
2105 мм2 351104 мм2. Условие работоспособности выполнено
45 * 44 * (04888 * 2984105 (1.1 * 792105 * 2545))12
* 5579104 (1.1 * 2545 * 3000)
2 * 2984105 (2891 * 272)
мм 4553мм. Условие прочности выполнено
75104 * 0.5 * (184 + 871) 04636
5092МПа 2545МПа. Условие прочности выполнено
=0 001980 + 0 1727106 + 1715105 147106 + (8624104 6854105 )2
= 006319 * 3000 (4 * (5 – 15)) + 4 * 1715105 (3142 * 30002 * (5 – 15))
2105 мм2 506104 мм2. Условие работоспособности выполнено
45 * 44 * (04888 * 4301105 (1.1 * 792105 * 2745))12
* 8043104 (1.1 * 2745 * 3000)
2 * 4301105 (2891 * 261)
мм 6838мм. Условие прочности выполнено
52104 * 0.5 * (184 + 871) 04636
7341МПа 2745МПа. Условие прочности выполнено
Cдвигающая сила действующая на анкерные болты неподвижной опоры во время сейсмического воздействия:
Условие прочности анкерных болтов:
(4 * (1.05 * 0 + 4446104 (4 * 025) ) (3142 * 2775))12
71мм 1428мм. Условие прочности выполнено
Условное обозначение (метка)
Элемент несущий штуцер:
Тип элемента несущего штуцер:
Обечайка цилиндрическая
Материал несущего элемента:
Толщина стенки несущего элемента s:
Сумма прибавок к стенке несущего элемента c:
Внутренний диаметр штуцера d:
Толщина стенки штуцера s1:
Сумма прибавок к толщине стенки штуцера (включая коррозию) cs:
Смещение штуцера Lш:
Угол поворота штуцера :
Длина внутр. части штуцера l3:
Прибавка на коррозию cs1:
Минимальный размер сварного шва :
Продольный шов штуцера:
Шов обечайки в зоне врезки штуцера:
Расчётный диаметр цилиндрической обечайки:
2.1Расчёт укрепления отверстия по ГОСТ Р 52857.3-2007
Свойства материала элемента несущего штуцер
Модуль продольной упругости при температуре 100°C:
Свойства материала штуцера
Расчётная толщина стенки штуцера:
=004000 * (790 + 2 * 1) (2 * 160 * 1 – 004000)
Допускаемое давление для патрубка штуцера:
* 160 * 1 * (6 – 1) (790 + 6 + 1)
Расчётная толщина стенки несущего элемента в месте расположения штуцера:
Расчётный диаметр отверстия (ось штуцера совпадает с нормалью к поверхности в центре отверстия):
Расчётный диаметр одиночного отверстия не требующего укрепления:
= 2 * ((5 – 15) 0375 – 0.8) * (3000 * (5 – 15))12
dp d0: Условие прочности выполнено
Расчётная длина внешней части штуцера:
= m 1.25 * ((790 + 2 * 1) * (6 – 1))12
Отношения допускаемых напряжений
Для внешней части штуцера:
Расчётная длина внутренней части штуцера:
= m 0.5 * ((790 + 2 * 1) * (6 – 1 – 0))12
Ширина зоны укрепления:
= (3000 * (5 – 15))12
Расстояние от наружной поверхности штуцера до ближайшего несущего конструктивного элемента (Днище коническое пологое №1):
Расчётная ширина зоны укрепления:
Расчётный диаметр отверстия не требующего дополнительного укрепления:
= 0.4 * (3000 * (5 – 15))12
= m [1 + (7866 * (6 – 1) * 1 + 0 * 0 * 0 + 3146 * (6 – 1 – 0) * 1) (1025 * (5 – 15))] [1 + 0.5 * (792 – 4099) 1025 + 1 * (790 + 2 * 1) 3000 * 1 1 * 7866 1025] = 05209
=2 * 1 * (5 – 15) * 1 * 160 * 05209 [3000 + (5 – 15) * 05209]
Допускаемое давление [p] = 01943МПа
Площадь необходимая для укрепления отверстия:
=0.5 * (792 – 4099) * 0375
Располагаемая площадь укрепления отверстия:
=7866 * (6 – 009901 - 1) * 1 + 0 * 0 * 0 + 3146 * (6 – 1 – 0) * 1 + 1025 * (5 –0375 – 15)
2.2Расчёт на прочность от воздействия внешних нагрузок по ГОСТ Р 52857.3-2007
Радиальная нагрузка FR:
Продольный момент ML:
Сдвиговая нагрузка FC:
Сдвиговая нагрузка FL:
Эквивалентная толщина обечайки около штуцера:
Средний диаметр обечайки у отверстия:
Средний диаметр штуцера:
Расстояние от края штуцера до возможного концентратора напряжений:
Средний радиус обечайки у отверстия:
Прочность от действия давления:
058 1.0. Условие прочности выполнено
Расчетная схема по ГОСТ Р 52857.3-2007
Осевое растягивающее усилие действующее на штуцер:
=797 (3006 * (5 – 15)12
=06007 + 0952 * 777 + 0005196 * 7772 + (-0001406) * 7773 + 0 * 7774
Допускаемое осевое усилие на штуцер при отсутствии накладного кольца(c = 777):
=160 * (5 – 15)2 * ma 1.81
Прочность от действия осевой нагрузки:
2311 1.0. Условие прочности выполнено
Окружной приведенный момент действующий на штуцер:
Продольный приведенный момент действующий на штуцер:
=4526 + 006402 * 777 + 01589 * 7772 + (-002142) * 7773 + 0001035 * 7774
Допускаемый изгибающий момент действующий на штуцер в плоскости перпендикулярной к оси сосуда при отсутствии накладного кольца (c = 777):
=160 * (5 – 15)2 * 797 4 * ma 4.9
Прочность от действия изгибающих моментов:
=((0 3257)2 + (0 1773104 )2)12
1.0. Условие прочности выполнено
Прочность от совместного действия нагрузок:
=( [ma (-002311); 02058 1 – 0.2 * (-002311) )]2+02 )12
Если Fz 0 то знак Фz меняется на противоположный.
104 1.0. Условие прочности выполнено
Максимальные продольные растягивающие напряжения в штуцере:
=004000 * (790 + 6) (4 * (6 – 1)) + 4 * (02 + 02)12 (3142 * (790 + 6)2 * (6 – 1)) + 0 (3142 * (790 + 6) * (6 – 1))
Если Fz создает сжимающее напряжение ее следует принять равной нулю.
92 МПа 160 МПа. Условие прочности выполнено
=0 2008 + (02 + 02)12 3717105 + (-3465) 4907106
Если Fz растягивающая продольная сила а p – внутреннее избыточное давление то Fz и p следует принять равными нулю.
Условие устойчивости штуцера:
06210-4 1.0. Условие устойчивости выполнено
Условия нагружения при испытаниях:
3.1Расчёт укрепления отверстия по ГОСТ Р 52857.3-2007
Модуль продольной упругости при температуре 20°C:
=005245 * (790 + 2 * 1) (2 * 2545 * 1 – 005245)
* 2545 * 1 * (6 – 1) (790 + 6 + 1)
= 2 * ((5 – 15) 03091 – 0.8) * (3000 * (5 – 15))12
=2 * 1 * (5 – 15) * 1 * 2545 * 05209 [3000 + (5 – 15) * 05209]
Допускаемое давление [p] = 03092МПа
=0.5 * (792 – 4099) * 03091
=7866 * (6 – 008161 - 1) * 1 + 0 * 0 * 0 + 3146 * (6 – 1 – 0) * 1 + 1025 * (5 –03091 – 15)
Ar = 1161мм2 8712мм2
3.2Расчёт на прочность от воздействия внешних нагрузок по ГОСТ Р 52857.3-2007
696 1.0. Условие прочности выполнено
=2545 * (5 – 15)2 * ma 1.81
6490 1.0. Условие прочности выполнено
=2545 * (5 – 15)2 * 797 4 * ma 4.9
=((0 5182)2 + (0 2821104 )2)12
=( [ma (-006490); 01696 1 – 0.2 * (-006490) )]2+02 )12
826 1.0. Условие прочности выполнено
=005245 * (790 + 6) (4 * (6 – 1)) + 4 * (02 + 02)12 (3142 * (790 + 6)2 * (6 – 1)) + 0 (3142 * (790 + 6) * (6 – 1))
88 МПа 2545 МПа. Условие прочности выполнено
=0 3194 + (02 + 02)12 5813105 + (-1548) 6816106
27110-3 1.0. Условие устойчивости выполнено
)ГОСТ Р 52857.5-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет обечаек и днищ от воздействия опорных нагрузок.
)СТО-СА-03.003-2010. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет на сейсмические воздействия
)ГОСТ Р 52857.3-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Укрепление отверстий в обечайках и днищах при внутреннем и внешнем давлениях. Расчет на прочность обечаек и днищ при внешних статических нагрузках на штуцер.
)ГОСТ Р 52857.1-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Общие требования.
)РТМ 26-110-77. Расчет на прочность цилиндрических горизонталь-ных аппаратов установленных на седловых опорах.
)ГОСТ Р 52857.2-2007. Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Расчет цилиндрических и конических обечаек выпуклых и плоских днищ и крышек.
Лист регистрации изменений
Номера листов (страниц)
Всего листов (страниц)
сопроводительного документа и дата