[kopekopa]

Есть дымовая труба круглого сечения. Дует ветер. Согласно прил. Д СП 20.13330.2011 "Нагрузки и воздействия" на круглое сечение трубы действуют нагрузки, величина которых помимо всяческих "мелочей" (шероховатости поверхности трубы и т.п.) зависит от высоты рассматриваемого сечения и угла между направлением ветра и рассматриваемой точкой сечения. Прикладная программа СКАДА "Вест" при сборе ветровых нагрузок выдает значения распределенной по высоте нагрузки на трубу, отличные от рассчитанных мною "ручками". И я не пойму почему ...

К сообщению прикреплен эскиз из СП. Верно ли, что полная ветровая нагрузка в сечении трубы равна разности между суммой действующих ветровых нагрузок на трубу против направления ветра и суммой нагрузок, действующих против его направления, т.е. (см. формулу)?

ПС. Интересует только принцип. Верно ли я считаю, и правильно ли понял СП?
ПС2. Если у кого-то есть прикладные программки (даже самодельные) или какое-то решение по автоматизации процесса расчета дымовых труб цилиндрического сечения. Прошу, если есть желание, поделиться.
ПС. Если, кроме того, есть информация или книги по расчету мачт, труб, вышек на галопирование, резонанс и т.п. Тоже было бы отлично)

Благодарю.

[Yu Mo]

Тут, вот, есть старая статейка, обобщающая ещё более старый опыт проектирования стальных дымовых труб. Я её уже как-то выкладывал. Может поможет чем-то.

[kopekopa]

Круто! То есть резонансные явления не зависят от потерь в материале?

Материал имеет прямое влияние на нагрузку. Хотя бы по части логарифмического декремента колебаний меняет раза в два.

Я вам про физику резонансных процессов сооружения говорил. Откройте старый СНиП II-6-74, где в п. 6.21 найдете, что критическая скорость ветра определяется для сооружения так, как я показал ранее; с учетом периода колебаний, который уже, как функция, содержит в себе аргументы, являющиеся переменными величинами по части размеров, формы сооружения и проч. Резонансные усилия (п. 6.23), разумеется, зависят и от материала и от конструктивных особенностей сооружения

[slava217]

Сообщение от kopekopa Я вам про физику резонансных процессов сооружения говорил.

Так вот. Физика колебаний такова, что при при достаточно больших потерях в материале колебания просто невозможны. Помните виды переходных характеристик при единичном воздействии. Именно таким образом и проверяется эффективность установленных на сооружении гасителей колебаний...Оттягивается ствол тросом, а потом отпускается....

[Vavan Metallist]

Сообщение от slava217 К сожалению, будут колебаться и труба, и каркас, и вся система вцелом. Как только внешнее воздействие войдет в резонанс с собственной частотой колебаний трубы, она и загудит.

Колебаться, конечно будет все, на насчет возникновения резонанса - очень большие сомнения. Если труба в башне - во первых ветровой поток будет сильно "разбит" решеткой башни, а вихри для возникновения резонанса должны срываться регулярно. А во вторых ствол трубы к башне крепится достаточно часто, а явление резонанса начинает проявляться все таки с некоторой величины соотношения длины к диаметру. Чтобы в случае трубы в решетчатом стволе получить резонанс - это надо быть очень удачливым человеком.

[slava217]

Сообщение от Vavan Metallist Колебаться, конечно будет все, на насчет возникновения резонанса - очень большие сомнения

Там. повыше, есть веселый фильмец...

[Vavan Metallist]

Ну да, фильмец веселый
Там вся конструкция башни выглядит хлипенько, так, как будто не труба к ней, а она к трубе крепится.
Вероятно это как раз случай "везения"

[slava217]

Сообщение от Vavan Metallist Там вся конструкция башни выглядит хлипенько,

Мало ли как и что выглядит..
Делали обследование труб сочинской ТЭЦ - и там нашли последствия подобных явлений...
Практически все сооружения башенного типа из стали- потенциально опасны в этом отношении...
Вот если бы в трубы поясов бетон залить...

[Vavan Metallist]

Сообщение от slava217 Практически все сооружения башенного типа из стали- потенциально опасны в этом отношении...

Ну я не думаю, что все так страшно. Тем более касаемо просто башен решетчатых (тоесть без стволов всередине) явление резонанса для них практически нехарактерно. Разве для отельных элементов.

Вообще-то смысл трубы в решётке - сделать трубу не из стали а из керамики. Обычно применяется для отвода высокотемпературных газов. Стальная труба в каркасе - БСК.

[Vavan Metallist]

Сообщение от bahil Стальная труба в каркасе - БСК.

???
Сейчас на маленьких котельных повсеместно ставят трубы из нержавейки в каркасе из черной стали. Теперь буду знать, что им всем в БСК

Offtop: А еще если каркас несимметрично расположить, можно использовать жесткость трубы. Тогда керамическая труба будет странно смотреться)

Сообщение от Vavan Metallist Сейчас на маленьких котельных повсеместно ставят трубы из нержавейки в каркасе из черной стали. Теперь буду знать, что им всем в БСК

Можно и золотую поставить - смысл? То что назначение каркаса воспринять все нагрузки и разгрузить ствол, я думаю тебе должно быть понятно.

[yrubinshtejn]

Сообщение от kopekopa Создается впечатление, что все всё якобы знают

Ни кто здесь ни чего не знает уже года 2.

[-=BIG=-]

Считаю по СП 20.13330.2011 вытяжную трубу в башне на резонансное вихревое возбуждение и получаю максимальную нагрузку вверху трубы 2т/м, для сравнения от расчетного ветра нагрузка 0,15т/м.
Чтото очень сомневаюсь насколько реальны полученные результаты, но в формуле кроме собственной частоты ничего не поменять!
Fi(z)=0,75 х П х Vcr,i'2 х Cy,cr x Ф(z) x d/б =
= 0,75 х 3,14 х 21,9 x 21,9 х 0,3 х 1 х 3/0,05 = 20330 H =
= 2,07т
Vcr,i = fi x d/St = 1,46 x 3/0,2 = 21,9 м/с
fi = 1,46 Гц
d = 3 м
St = 0,2
Cr = 0,3
Ф = 1
б = 0,05

[ALEXPRO]

Считал недавно фундамент под устройство деманганации (тоже стальная труба ф3.2м). Так вот сначала тоже хотел вручную посчитать сбор нагрузки от ветра, потом плюнул и воспользовался приложением SCAD. Там все очень просто. Советую посчитать там. С этим сбором нагрузок и расчетом прошли экспертизу.

[Smarts23]

Сообщение от -=BIG=- от к примеру там говорится, что нагрузка от срывающихся завихрений перпендикулярна направлению ветра, но ни где не сказано как её прикладывать в оси трубы или в месте срывания завихрений?

Если приложить нагрузку в месте срыва завихрений, а не к оси трубы, то это ничего не даст в смысле расчета. Дополнительно к поперечной нагрузке появится крутящий момент. Но труба очень жесткая в плане кручения конструкция, а нагрузка от завихрений очень маленькая.
Собственно большая нагрузка на трубу вызвана не срывом отдельного вихря, а накоплением энергии в колеблющейся трубе. За один период колебаний она рассеивает какую-то долю энергии полученной от предыдущих вихрей (степень рассеивания можно охарактеризовать логарифмическим декрементом) и сразу же получает новую порцию. Труба совершает изгибные колебания и нагрузка инерционная.

Сообщение от -=BIG=- Считаю по СП 20.13330.2011 вытяжную трубу в башне на резонансное вихревое возбуждение и получаю максимальную нагрузку вверху трубы 2т/м, для сравнения от расчетного ветра нагрузка 0,15т/м. Чтото очень сомневаюсь насколько реальны полученные результаты, но в формуле кроме собственной частоты ничего не поменять!

Посмотрите "Руководство по расчету зданий и сооружений на действие ветра". Множитель "пи разделить на дельта" равный 3,14/0,05=62,8, насколько я понимаю, характеризует возрастание нагрузки от срыва вихря (остальная часть выражения для нагрузки) при резонансе. Некорректно сравнивать нагрузку от ветра в момент времени и нагрузку от колебаний трубы, которая набирала энергию в течении какого-то периода времени.

Интересно, какую расчетную схему вы приняли для определения собственных форм и частот?

А ещё интересно не гасит ли часть колебаний удар трубы об упоры в местах крепления?

[-=BIG=-]

Конечно собственные формы колебаний получены от конструкции целиком труба+башня, а не от трубы отдельно.
И естественно башня будет гасить колебания и скорее всего недопустит резонанс, но как это доказать?

[Smarts23]

Сообщение от -=BIG=- Конечно собственные формы колебаний получены от конструкции целиком труба+башня, а не от трубы отдельно.

Вот это как раз один из самых интересных вопросов. Не уверен, что это правильный подход.
Какую частоту собственных колебаний тогда берёте - относящуюся к колебаниям башни. А вихри срываются с трубы.
Сам думал на эту тему. Все таки по идее в резонанс должна входит как бы "подконструкция"-труба. Но какова её расчетная схема? Неразрезная балка?

[slava217]

Сообщение от bahil Вообще-то смысл трубы в решётке - сделать трубу не из стали а из керамики

В Ростове делают из пластика...В Сочах такие стоят на ТЭС.

Сообщение от -=BIG=- получаю максимальную нагрузку вверху трубы 2т/м

Только не распределённая, а сосредоточенная - 2т, приложена в той же точке, что и сосредоточенная масса.