Вертикальная нагрузка от трубопроводов и собственного веса конструкций металлической эстакады

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Уфимский государственный нефтяной технический университет» Архитектурно – строительный институт Кафедра «Строительные конструкции»   Проектирование металлической эстакады под технологические трубопроводы   Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе по дисциплине «Проектирование зданий и сооружений нефтегазовой отрасли»                по направлению 08.04.01 «Строительство» профиль магистерской подготовки «Проектирование и строительство зданий и сооружений нефтегазовой отрасли»   Вариант № __     Выполнил: студент группы ____________ _______________ _____________                                                                     (Обозначение группы)       (Подпись, дата)                   (И.О. Фамилия)   Проверил: ___________________________ _______________ _____________                           (Ученая степень, должность преподавателя)                                                               (И.О. Фамилия)   Уфа 2018    

Исходные данные

 

Вариант №30.

Место строительства – Кемерово.

Тип местности – А.

Количество ярусов технологической эстакады – 3.

Расстояние между опорами:

L1 = 6,0 м.

L2 = 8,88 м.

Шаг траверс:

1 ярус T1 – a1=1,5 м.

2 ярус T2 – a2=2,0 м.

3 ярус T3 – a3=3,0 м.

Размеры опор:

Высота 1 яруса h1=4,775 м.

Высота 2 яруса h2=1,200 м.

Высота 3 яруса h3=1,200 м.

В1=4,85 м.

С=1,30 м.

Схема раскладки трубопроводов на опоре (рисунок 1)   –  №2.

Рисунок 1 - Схема раскладки трубопроводов на опоре.

Вариант нормативной нагрузки от трубопроводов (таблица 1) –  №1.

Таблица 1 - Нормативная нагрузка от трубопроводов.

№ варианта нагрузки	Нормативная нагрузка от веса, кН/м
	трубопровода с изоляцией (сечение трубы*, мм)	продукта	трубопровода с изоляцией (сечение трубы*, мм)	продукта	трубопровода с изоляцией (сечение трубы*, мм)	продукта	трубопровода с изоляцией (сечение трубы*, мм)	продукта	трубопровода с изоляцией (сечение трубы*, мм)	продукта
1	№ трубопровода
	1		2		3		4		5
	2,53 (273х45)	0,44	3,09 (402х34)	1,08	3,72 (351х50)	0,76	2,08 (219х50)	0,25	3,72 (351х50)	0,76
	6		7		8		9		10
	4,02 (500х35)	1,73	4,09 (550х32)	2,12	4,50 (450х45)	1,35	4,50 (450х45)	1,35	6,55 (530х56)	1,81
*Сечение трубы, мм – (наружный диаметр трубы х толщина стенки).

 

Компоновка участка эстакады

 

Схема опоры технологической эстакады приведена на рисунке 2.

Схемы 0, 1, 2, 3 ярусов технологической эстакады с заданными в исходных данных размерами приведены на рисунках 3 и 4.

Подвижные опорные части трубопроводов – стальные скользящего типа.

 

Рисунок 2 - Схема опоры технологической эстакады.

 

Рисунок 3 - Схемы 0 и 1 ярусов технологической эстакады.

 

Рисунок 4 - Схемы 2 и 3 ярусов технологической эстакады.

 

Сбор нагрузок

 

Климатические условия города Кемерово (тип местности А) определяем с использованием программы ВеСТ программного комплекса (ПК) SCAD Office 21.1.

Режим программы ВеСТ «Местность»:

Снеговой район – IV (карта 1 приложения Е [3]).

Ветровой район – III (карта 1 приложения Е [3]).

Средняя скорость ветра зимой – 4 м/сек.

Среднемесячная температура января – минус 20°С.

Среднемесячная температура июля - 20°С.

Отклонение среднесуточных температур от среднемесячных - 20°С.

Гололедный район – II.

Тип местности – А (открытые побережья морей, озер и водохранилищ, пустыни, степи, лесостепи, тундра).

 

Снеговая нагрузка

Нормативное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия следует определять по формуле (10.1) [3]:

S₀=c_e·с_t·μ·S_g.                                                     (1)

S₀=1·1·0,2·2,0=0,4 кН/м²,

где c_e=1 по пункту 10.6 [3];

с_t=1 по пункту 10.10 [3];

μ=0,2 (см. раздел 3.3.1 настоящего методического пособия);

S_g=2,0 кН/м² (кПа) по таблице 10.1 [3] для IV снегового района.

Коэффициент надежности по нагрузке γ_f =1,4.

Расчетная равномерно распределенная снеговая нагрузка на траверсу 3 яруса:

q_s=а3 · S₀ · γ_f ,                                                     (2)

q_s=3,0 · 0,4 · 1,4 = 1,68 кН/м.

 

Ветровая нагрузка

Высота эстакады с трубопроводами (3 яруса):

H₃ = h1+h2+h3+d_max3, мм                                         (3)

где d_max3 – наибольший диаметр трубопровода 3 яруса (по варианту нормативной нагрузки от трубопроводов, таблица 1), мм. 

d_max3=402 мм – трубопровод №2.

H₃ = 4775+1200+1200+402= 7577 мм.

Высота 2 яруса:

H₂ = h1+h2+d_max2 =4775+1200+550=6525 мм,

где d_max2=550 мм – трубопровод №7 ярус 2.

Высота 1 яруса:

H₁ = h1+d_max1 =4775+530=5305 мм,

где d_max1=530 мм – трубопровод №10 ярус 1.

Нормативное значение основной ветровой нагрузки w определяем, как сумму средней w_m и пульсационной w_p составляющих по формуле (11.1) пункта 11.1.2 [3]:

w=w_m+w_p.                                                       (4)

Нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки

w_m=w₀·k(z_e)·c,                                                  (5)

где    w₀ = 0,38 кН/м² - нормативное значение ветрового давления для III ветрового района (таблица 11.1 [3]);

k(z_e) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления для высоты z_e (по таблице 11.2 [3]):

z_e ≤ 5 м – k=0,75 (для типа местности А);

z_e = 10 м – k=1,0 (для типа местности А);

или для промежуточной высоты определяется по формуле (11.4) [3]:

k(z_e)=k₁₀· (z_e/10)^2·α,                                             (6)               

для рассматриваемого варианта (для типа местности А)

k(z_e)=1,0· (z_e/10)^2·0,15;

c=1 – аэродинамический коэффициент по таблице 7 настоящего методического пособия.

Коэффициент надежности по нагрузке γ_f =1,4.

Нормативное и расчетное значение ветровой нагрузки с учетом пульсационной составляющей основной ветровой нагрузки w_p определим с использованием программы ВеСТ ПК SCAD Office 21.1, режим программы ВеСТ «Ветер. Пульсации» (см. приложение А).

Расчетное значение основной ветровой нагрузки w для каждого из трех ярусов эстакады приведено в таблице 2.

Расчетная ветровая нагрузка на единицу трассы равна (см. п. 3.3.3, таблица 7) в уровне:

1 яруса – w_1ярус=w₁· (d_max1 + h_б)=0,60·(0,53+0,4)= 0,56 кН/м;

2 яруса – w_2ярус=w₂· (d_max2 + h_б)=0,65·(0,55+0,4)= 0,62 кН/м;

3 яруса – w_3ярус=w₃· (d_max3 + h_б)=0,69·(0,40+0,4)= 0,55 кН/м.

Здесь h_б – высота балок пролетных строений (0,3 ... 0,4 м).

 

Таблица 2 - Расчетное значение основной ветровой нагрузки w для ярусов эстакады.

№ яруса	Высота яруса от поверхности земли (до верха трубы) Hi, м	k(ze)	w0, кН/м2	c	Нормативное значение средней составляющей основной ветровой нагрузки wm, кН/м2	Нормативное значение пульсационной ветровой нагрузки wp, кН/м2	Нормативное значение основной ветровой нагрузки wi, кН/м2	Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетное значение основной ветровой нагрузки wi, кН/м2
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	5,305	0,8268	0,38	1,0	0,314	0,114	0,43	1,4	0,60
2	6,525	0,8798	0,38	1,0	0,334	0,129	0,46	1,4	0,65
3	7,577	0,9201	0,38	1,0	0,350	0,142	0,49	1,4	0,69

 

Сосредоточенная расчетная ветровая нагрузка на наиболее нагруженную опору ОС5 эстакады (рисунок 5) равна в уровне:

1 яруса – W_1ярус = w_1ярус ·(L₁ +L₂)/2=0,56·(6,0+8,88)/2= 4,17 кН;

2 яруса – W_2ярус = w_2ярус ·(L₁ +L₂)/2=0,62·(6,0+8,88)/2= 4,61 кН;

3 яруса – W_3ярус = w_3ярус ·(L₁ +L₂)/2=0,55·(6,0+8,88)/2= 4,10 кН.

Рисунок 5 – Схема приложения ветровой нагрузки к опоре.

 

Вертикальная нагрузка от трубопроводов и собственного веса конструкций металлической эстакады

Коэффициент надежности по нагрузке от веса трубопроводов с технологической арматурой, изоляцией, футеровкой, транспортируемым продуктом и т.д. допускается принимать равным γ_f =1,1.

Значения расчетных нагрузок от трубопроводов приведены в таблице 3, схема раскладки трубопроводов на опоре (схема приложения нагрузок), приведена на рисунке 1.

Таблица 3 - Расчетные нагрузки от трубопроводов.

№ трубопровода	Нормативная нагрузка от веса, кН/м			Коэффициент надежности по нагрузке γf	Расчетная нагрузка qpi, кН/м
	трубопровода с изоляцией (сечение трубы*, мм)	продукта	общая
1	2,53	0,44	2,97	1,1	3,27
2	3,09	1,08	4,17	1,1	4,59
3	3,72	0,76	4,48	1,1	4,93
4	2,08	0,25	2,33	1,1	2,56
5	3,72	0,76	4,48	1,1	4,93
6	4,02	1,73	5,75	1,1	6,33
7	4,09	2,12	6,21	1,1	6,83
8	4,50	1,35	5,85	1,1	6,44
9	4,50	1,35	5,85	1,1	6,44
10	6,55	1,81	8,36	1,1	9,20

 

Расчетная сосредоточенная нагрузка от трубопровода на траверсу:

3 яруса:

P₁ = q_p1·а3=3,27·3,0=9,80 кН;

P₂ = q_p2·а3=4,59·3,0=13,76 кН;

P₃ = q_p3·а3=4,93·3,0=14,78 кН;

P₄ = q_p4·а3=2,56·3,0=7,69 кН;

2 яруса:

P₅ = q_p5·а2=4,93·2,0=9,86 кН;

P₆ = q_p6·а2=6,33·2,0=12,65 кН;

P₇ = q_p7·а2=6,83·2,0=13,66 кН;

1 яруса:

P₈ = q_p8·а1=6,44·1,5=9,65 кН;

P₉ = q_p9·а1=6,44·1,5=9,65 кН;

P₁₀ = q_p10·а1=9,20·1,5=13,79 кН.

Коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса конструкций металлической эстакады γ_f =1,05.

 

---

Дата добавления: 2019-03-09; просмотров: 2353; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!