Расчет опор на прочность

Расчет на прочность опор выполняется по внешним усилиям и моментам, проекции которых на базовые оси X, У соответствуют указанным напряжениям на чертеже. Моменты и силы определяются при помощи расчета трубопровода на компенсацию всех тепловых удлинений, учитывая силы трения в подвижных опорах, а также усилия от компенсаторов и неуравновешенные силы внутреннего давления.

Также расчет на прочность должен учитывать воздействие всех весовых нагрузок, учитывая массу всего трубопровода, перемещаемого вещества, снега, теплоизоляции, пыли, льда, и др. Дополнительно на трубопровод влияют ветровые, динамические и другие нагрузки, а также нагрузки от других трубопроводов, различного оборудования и остальных конструкций.

Условные обозначения:

• Qy, Px, Pz, My, Mx, Mz – это проекции сил (в кН) и моментов (в кН на см) на базовые оси X, У, Z;
• Wz, Wx – это моменты сопротивления расчетных сечений металла опоры относительно осей Z и X, в см³;
• Wy – это момент сопротивления заданного расчетного сечения металла опоры при кручении, в см³;
• Wz ', Wx ' м Wy' – это моменты сопротивления заданных расчетных сечений выполненных сварных швов относительно осей Z, X, У соответственно;
• F, F' – это площади расчетных сечений основного металла, а также сварного шва, в см²;
• Fzсв , Fxсв – это площади сечений рассчитываемых сварных швов, которые направлены вдоль осей Z и X соответственно, в см²;
• h – это расстояние от расчетного сечения до оси трубопровода для неподвижных опор и от расчетного сечения до основания опоры для подвижных опор, в см;
• [σ], [τ] – это допускаемое нормальное напряжение в МПа для основного материала опоры, а также касательное напряжение для сварного шва, действующее при комнатной температуре в 20 °С. В расчетах данные величины принимаются 160 и 130 МПа соответственно.

При вычислении допускаемых нагрузок расчеты выполняются для следующих сечений:

• По корпусу возле основания опоры;
• По сварному шву основания опоры с учетом подопорной конструкции;
• По корпусу опоры около трубы;
• По сварному соединению трубопровода с опорой.

Все допускаемые нагрузки определяются при расчетной комнатной температуре в 20 °С. При остальных расчетных значения температуры допускаемые нагрузки необходимо умножать на коэффициент, учитывающий допускаемое напряжение материала опоры при температуре.

Расчетные формулы

Так как точное сочетание всех действующих на опору усилий сложно смоделировать, расчет выполняется из условия отсутствия различных внешних изгибающих моментов в двух сочетаниях осевых сил: при Pz = Рx, а также при Pz = 2Рx (для отдельных видов опор при Pz = 5Рx).

Типовые расчетные формулы имеют следующий вид:

1. По расчетному сечению сварного соединения

2. По расчетному сечению для основного металла:

Примечание. При расчете допускаемые вертикальные нагрузки, обозначаемые Qy, определяются с учетом коэффициента трения, равного μ = 0,3.

3. При совместном воздействии на опору всех усилий прочность опоры проверяется в наиболее опасных сечениях по таким формулам:

3.1. Сварной шов:

3.2. Основной металл: