[Вячеслав А]

Проектируется труба Н=27м, 2 яруса оттяжек на 11м и 21м
Суть вопроса в следущем:
задаю дельта t=320°C, получаю училие порядка 59тс в стволе
смотрю типовой, там для высоты 31,8 нагрузки порядка 32тс, кто сталкивался с такой проблемой, подскажите. Чувствую что я где то ошибаюсь, но ГДЕ? Да, расчет велся в СКАД, проверил в 7.31R4 и R5. Можно, конечно тупо взять усилия из типового, но очень хочется понять в чем "фишка".

[MasterZim]

Сообщение от Вячеслав А задаю дельта t=320°C

Температуру берешь постоянную по длине всего ствола? А ведь вверху температура будет уже ниже. И почему именно 320? а например не 280? Кто задает температуру?

[Вячеслав А]

Заказчик точно температуру не знает, топливо уголь, вроде как в худшем случае +350°С, наружный воздух -40°С. В типовом подсмотрел понижение и усреднение температуры до +280°С плюс 40°С уличных получил +320°С.
Жесткости те же, а усилия почти в два раза больше.

[Вячеслав А]

Неужели никто не проектирует уже трубы с оттяжками?

[Pek]

А все остальные условия с типовиком равны? Имея ввиду сечение и колличество оттяжек, площадь сечения ствола ?

[Вячеслав А]

Скажем так - очень похожи. Но для чистоты эксеримента взял точно такую же схему все равно разница в 1,8раза больше чем в типовике - напрягает. У них в ПЗ сказано, что считали в SUDM, насколько я знаю, специальная программа для расчета мачт и др. высотных сооружений. Еще интересная фраза из типовика. "На расчетные сопротивления и модули упругости металла введены понижающие коэффициенты..." коэфф. в зависимости от расч. температуры 0,832...0,885. Я лично понижающие коэфф. не ввожу обычно.
В общем вопрос остается открытым. Не могу понять в чем проблема, то ли я данные неправильно ввожу, то ли СКАД "врет"

[Pek]

Я бы попробывал понизить модуль упругости с их коэффициентами. Сразу и не скажешь сколько дадут 20% жесткости ствола в схеме с оттяжками .
Уши где-то торчат, иначе быть не может.

[MasterZim]

Сообщение от Вячеслав А В общем вопрос остается открытым. Не могу понять в чем проблема, то ли я данные неправильно ввожу, то ли СКАД "врет"

Присоедини к своей расчетной схеме фундамент, задай ему реальный коэффициент постели и считни. Вот и будет как в типовом проекте. Абсолютно жестких закреплений в природе не бывает. Фундамент даст осадку и это намного уменьшит усилие в стволе.

[Vavan Metallist]

В добавок к сказаному МasterZim: ВячеславА, а вы часам не задали связи в узлах крепления оттяжек. Если так, то это тоже много чего объясняет.
А СКАД, по моему, иногда врет. У меня врал на минусовую температуру (я считал мачту). А на плюс посчитал нормально. Я такую же схему забил в ЛИРУ - она посчитала нормально и минус и плюс.

[Вячеслав А]

Сообщение от MasterZim Присоедини к своей расчетной схеме фундамент, задай ему реальный коэффициент постели и считни. Вот и будет как в типовом проекте. Абсолютно жестких закреплений в природе не бывает. Фундамент даст осадку и это намного уменьшит усилие в стволе.

Так не получится. Фундамент существующий, размеры неизвестны, с грунтами еще хуже.
Все равно фундамент когда-нибудь "сядет" на свое место, оттяжки вернут и исходное положение и мы практически возвращаемся к исходному варианту.

[Вячеслав А]

Сообщение от Vavan Metallist В добавок к сказаному МasterZim: ВячеславА, а вы часам не задали связи в узлах крепления оттяжек. Если так, то это тоже много чего объясняет. А СКАД, по моему, иногда врет. У меня врал на минусовую температуру (я считал мачту). А на плюс посчитал нормально. Я такую же схему забил в ЛИРУ - она посчитала нормально и минус и плюс.

Не понял про связи? Шарниры? На самом деле ничего не задавал, думаю при такой разнице в жесткостях ствола и оттяжек это ничего не даст.
А Лиры нет у меня

[Forrest_Gump]

Vavan Metallist под связями подразумевал наложение соответствующих ГУ на узлы.

[MasterZim]

Сообщение от Вячеслав А Фундамент существующий, размеры неизвестны, с грунтами еще хуже.

Как же ты интересно сажаешь 60 тонн нагрузки неизвестно на что? Все равно фундамент придется смотреть, как он в натуре сделан. А что с фундаментами под растяжки? Они тоже существующие?

[Vavan Metallist]

Сообщение от Вячеслав А Не понял про связи? Шарниры? На самом деле ничего не задавал, думаю при такой разнице в жесткостях ствола и оттяжек это ничего не даст.

Да не, вы неправильно поняли. Я имел ввиду, что может вы не моделировали оттяжки, а просто, для упрощения, в узлах поставили связи бесконечной жесткости. (хотя, почему вы должны были бы так делать я не подумал) Но я так понял, что все таки оттяжки есть.
А еще вопрос, вы трубу моделировали стержнем или оболочками? Может в этом загвоздка.
Вообще, мне кажется, что усилия от температуры для такой трубы не должны быть слишком большими (я имею ввиду по отношению например к собственному весу, а особенно к ветровым нагрузкам). Вы правильно говорите, жесткость оттяжек небольшая, труба нагревшись может "расти" и ввысь и вшырь, практически ей ничто не мешает. Откуда тогда гигантские усилия. А что если ветер подует?
А и еще: а разве сталь не начинает течь при температуре выше +300С? По противопожарным вроде да. Но это так, к слову...

[Вячеслав А]

Если вводить вместо оттяжек связи, что было на заре туманной юности, усилия получаются просто атомными. А почему сталь должна течь? До 350°С вообще обычную сталь применяю (в типовике тоже), выше либо котловую, либо нержу температуростойкую
По поводу ветра в типовике при полном ветре температуру снижают до 210°С, со всеми вытекающими.
Меня, например, не усилия беспокоят, а значительная разница между собственным расчетом и типовым.

[Вячеслав А]

Сообщение от MasterZim Как же ты интересно сажаешь 60 тонн нагрузки неизвестно на что? Все равно фундамент придется смотреть, как он в натуре сделан. А что с фундаментами под растяжки? Они тоже существующие?

Ну почему не знаю. Стоит на нем кирпичная труба Н=27м, прикинул порядка 50-55м3 кирпича, что в любом случае больше, чем я пригружу.
Под оттяжки новые фундаменты из типового планирую, зачем велосипед выдумывать.

[Vavan Metallist]

Сообщение от Вячеслав А До 350°С вообще обычную сталь применяю.

Да это я так спросил... просто как раз СНиПпо пожарке изучал

Сообщение от Вячеслав А Меня, например, не усилия беспокоят, а значительная разница между собственным расчетом и типовым.

Тут уж... Можт они как то и небольшой нагрев оттяжек учли?

[Вячеслав А]

Сообщение от Vavan Metallist Тут уж... Можт они как то и небольшой нагрев оттяжек учли?

Если б знать,
Может учли

[Вячеслав А]

Ради эксперимента ввел для оттяжек температуру +40°С сразу 10т усилия "скинул"
А может там все учтено: "жесткость основания", температура оттяжек, понижающие коэффициенты на модуль упругости и расчетное сопротивление????

[Vavan Metallist]

Сообщение от Вячеслав А Ради эксперимента ввел для оттяжек температуру +40°С сразу 10т усилия "скинул" А может там все учтено: "жесткость основания", температура оттяжек, понижающие коэффициенты на модуль упругости и расчетное сопротивление????

А если взять внешюю температуру -40 труба оттяжки же до +40 не прогреет. Хотя в местах крепления может быть... А вы не могли взять слишком большую жесткость оттяжек?
И может как-то принимается во внимание, что оттяжки для труб делают из прутковой цепи? Может там нужно задавать модуль упругости поменьше чем например для сплошного прутка или даже для каната?
А жесткость основания я думаю не особо что изменит, все равно она на порядки выше чем жескость оттяжек, которые, кстати, к тому же основанию и прицеплены.

[Вячеслав А]

Сообщение от Vavan Metallist А если взять внешюю температуру -40 труба оттяжки же до +40 не прогреет. Хотя в местах крепления может быть... А вы не могли взять слишком большую жесткость оттяжек? И может как-то принимается во внимание, что оттяжки для труб делают из прутковой цепи? Может там нужно задавать модуль упругости поменьше чем например для сплошного прутка или даже для каната? А жесткость основания я думаю не особо что изменит, все равно она на порядки выше чем жескость оттяжек, которые, кстати, к тому же основанию и прицеплены.

Оттяжки я не грузил температурой до последнего экперимента. -40°С, которые на улице забивал в ствол, а жесткости основания что то дадут несомненно, тем более что они в разные стороны работают. Для жесткости оттяжек, я думаю не принципиально как они выполнены.

[alexfr]

tо Вячеслав А:
вообще то Ry реально падает при температуре ~200-300 градусов - и Вы это не учитываете? Таблица снижения допускаемых напряжений от температуры есть в ГОСТе сосуды и аппараты, график для Ry есть в книге Любина по расчету трубопроводов, да и в справочнике проектировщика КМ наверняка есть.
Сечения оттяжек поставили совпадающие с типовыми?

[Vavan Metallist]

Ry - это что? Насколько я знаю (это уже не из противопожарных норм) падает модуль упругости (Е).
А в принципе, для проверки надо задать температуру для трубы без оттяжек. Усилия не увеличатся усилия - значит дело в оттяжках точно (а не, например, в СКАДе).

[Вячеслав А]

Сообщение от alexfr tо Вячеслав А: вообще то Ry реально падает при температуре ~200-300 градусов - и Вы это не учитываете? Таблица снижения допускаемых напряжений от температуры есть в ГОСТе сосуды и аппараты, график для Ry есть в книге Любина по расчету трубопроводов, да и в справочнике проектировщика КМ наверняка есть. Сечения оттяжек поставили совпадающие с типовыми?

Для получения достоверных усилий в элементах я не знаю как учесть понижение расчетного сопротивления стали. Для проверки элементов (зная реальные усилия) проблем нет, но вопрос стоит именно в получении ПРАВДИВЫХ усилий
Сечения оттяжек, естесственно совпадают, какой смысл что то выдумывать

[Минька]

Сообщение от Вячеслав А Если вводить вместо оттяжек связи, что было на заре туманной юности, усилия получаются просто атомными. А почему сталь должна течь? До 350°С вообще обычную сталь применяю (в типовике тоже), выше либо котловую, либо нержу температуростойкую По поводу ветра в типовике при полном ветре температуру снижают до 210°С, со всеми вытекающими. Меня, например, не усилия беспокоят, а значительная разница между собственным расчетом и типовым.

Типовой действительно расчитан на 350 градусов.
По поводу металла: в дымовых труба принципиально не применяют нержавейку и легированные стали - при фактических условиях эксплуатации стволы из легированных марок стали очень подвержены возникноению электрохимической коррозии. Поэтому когда речь заходит о высоких температурах, сталь оставляют полуспокойную, и устраивают футеровку. К тому же, зачастую дешевле сделать футеровку, чем ставит нержавеющий ствол.

И по поводу нагрузок: ну больше получилось - это не меньше же? Для металлических дымовых труб вообще очень характерно наличие огромных запасов прочности в стволах. Прежде всего запасы оставляют на коррозию. Из расчёта нормальнйо скорости коррозии 1 м в 10 лет, нужно сделать запас не менее 3 мм в расчёте на достижение нормативного срока эксплуатации в 30 лет. Далее, по этой же причине начальная толщина ствола всегда принимается равной или больше 6 мм, так как трубы с толщиной стенки ствола 3 м и более выводят из эксплуатации (плюс 3 мм коррозии за 30 лет). И последнее - как правило для изготоления стволов трубы используют готовый трубопрокат, так дешевле изготовление. А он обычно расчитан на восприятие мощного гидравлического давления, и если его поставить "просто постоять", то фактические усилия будут гораздо ниже тех, которые он способен воспринять.

p.s. насчёт расчётов много не расскажу - временами сам путаюсь, но в остальном о конструировании и особенностях эксплуатации труб подсказать могу - я аттестованный эксперт по дымовым трубам. Хм... вроде бы :-)

[Минька]

Ещё вопросы:
1) Зачем для трубы высотой менее 30 м проектируется два яруса растяжек? Большинство проектов предусматривают 1 ярус
2) Мне не нравится принятое вами расстояние между оттяжками. СНиП регламентирует это расстояние в 1/3 высоты трубы. 27/3 = 9 метров, а у вас 21-11 = 10 м. Чем обусловлен такой выбор расстояния между оттяжками? На отм. +12,000 проходит шов? Или как?

[Вячеслав А]

Сообщение от Минька Ещё вопросы: 1) Зачем для трубы высотой менее 30 м проектируется два яруса растяжек? Большинство проектов предусматривают 1 ярус 2) Мне не нравится принятое вами расстояние между оттяжками. СНиП регламентирует это расстояние в 1/3 высоты трубы. 27/3 = 9 метров, а у вас 21-11 = 10 м. Чем обусловлен такой выбор расстояния между оттяжками? На отм. +12,000 проходит шов? Или как?

Первое решение было сделать один уровень оттяжек - испугали сумашедшедшие усилия в оттяжках и стволе, залез в типовик, там 2 яруса на 25,4 и 15,0 при высоте 31,815. На самом деле меня все это беспокоит, если фундамент посчитан на те усилия и СКАД не "врет", т.е. при пиковой нагрузке 350°С мы получим почти двойную силу. С другой стороны, как я понимаю, таких типовиков сделано немеряно и пока тьфу-тьфу-тьфу.
В моем случае, температуру Заказчик выдает около 200°С, но мой шеф наставает считать на 350°С, поэтому в любом случае, если Заказчик не врет (а официального подтверждения пока нет) я имею запас.
Да, на 12-ти метрах монтажный стык.

[Минька]

Мой опыт экспертизы подобных дымовых труб говорит, что стоять оно будет при любом раскладе. Металические трубы на растяжках высотой до 35 метров яляются наиболее непритязательными сооружениями - закладываемые в них конструктивно запасы прочности таковы, что требуется изрядно постараться, чтобы свалить такую трубу.
В большинстве хозяйств, например, вообще забывают про то, что растяжки нужно натягивать - поэтому как правило такие трубы стоят вообще как свободно несущие, и никого из эксплуатационщиков это не смущает. Правда, при ослаблении растяжек неизбежно возникает крен, но опять-таки, этот тип труб может легко выдержать крен, многократно превосходящий нормативный.
Вы вот беспокоитесь о напряжениях при нагреве трубы. Дело в том, что сила натяжения растяжек как правило гораздо меньше получившихся у вас 52 тонн, и плюс растяжки на трубах невозможно натягивать "в ниточку" - всегда остаётся провес порядка 100 мм. Поэтому при появлении температурных расширений, ствол просто подрастёт и слегка приподнимет растяжки - они поменяют свою геометрию за счёт исчерпания провиса, и напряжения в стволе окажутся гораздо более мелкими.
Я полагаю, вы опытный конструктор. В некоторых типовых проектах встречается такая цифра: нормативное натяжение растяжек, которое должны обеспечить службы эксплуатации составляет от 300 до 600 кгс\см2. Определите величину провиса растяжек и при данных исходных условиях, определите силу сжатия, которую вызывают нормативно натянутые растяжки в стволе трубы и определите, как изменится напряжение в растяжках, если они полностью не будут сопротивляться удлинению ствола. Хм... Думаю, вы сделаете по результатам этого сравнения гораздо более грамотные выводы, чем я.

з.ы. Проблем с фундаментами у данных труб не возникало никогда - ни в моей практике, ни в литературе, ни при общении с коллегами в области экспертизы пром. безопасности. Фундаменты всегда работают адекватно, как бы убого их не делали. Кстати, следует сказать, что на одну трубу, выполненую по проекту приходится 3-4 трубы, выполненые из подручных материалов без всяких проектов самостроем. При этом повреждения на них осутствуют (если не считать дефектов монтажа, которые мы заставляем устранять). Все случаи аварийного обрушения труб на растяжках подобной высоты, которые мне известны (изучал статистику по Южному Уралу) относятся исключительно к случаю исчерпания толщины стенки ствола коррозией, прежде всего при работе на угле - труба "перегорает".

з.з.ы. Рекомендую Вам предусмотреть в проекте интерцепторы. Они не требуются для данных труб по нормам, но я повторюсь - как правило, за растяжками очень плохо следят (их требуется подтягивать раз в полгода, по факту могут не подтягивать ни разу), а интерцепторы заметно повышают общую устойчивость ствола трубы.

да, ещё вопрос - какого диаметра и толщины вы принимаете ствол, и из чего вы его делаете - из отдельных обечаек, или из готового трубопроката?

[Вячеслав А]

В типовике забито натяжение оттяжек порядка 300кг. В проекте "моей" трубы в отличии от типового заложена теплоизоляция ствола, ствол ф1020мм забиваю из проката, как будут делать одному богу известно, толщина стенки минимальная по сортаменту 8мм. При провисе оттяжек, мне кажется усилия будут просто на порядок меньше. К сожалению, топливо - уголь, но такова наша действительность - газ в Европу, а нам что осталось.
Существующая котельная в Карелии, год назад экспертиза пром.безопасности запретила эксплуатацию сущ. кирпичной трубы, ну собственно вот. А денег минимум. Газоходы старые подземные, фундамент старый. Демонтаж трубы, установка новой + анкера для оттяжек и финита ля комедия.

ЗЫ. Инерцепторы, делаются не для повышения устойчивости стенки обечайки, а для срыва вихревых потоков и используются как гасители колебаний, чтобы труба не попала в резонанс, если интересно могу про них больше рассказать. Сам уже довольно давно занимаюсь этим вопросом, но с оттяжками делать не приходилось.

[Минька]

Я имел в виду не устойчивость стенки, а общую устойчивость ствола как стержня.
Хм...
Расскажите поподробней про интерцептеры - а то меня иногда спрашивают, я не всё могу рассказать. Основы механики понимаю, но подробно не разбирался.

Хм... я вот чего до сих пор не знаю - как находить собственные частоты колебаний для цилиндрического ствола постоянного сечения? И для конического ствола переменного сечения.
Имеющееся у меня литература по расчёту дымовых трубы такое накручивает в виде непонятных эмпирических коэффициентов и каких-то весьма левых графиков. Естественно, что всё это в компьютер не забьёшь и не автоматизируешь

[Минька]

з.ы. дымовые трубы такого диаметра и такой высоты могут стоять вообще без оттяжек.
И стоят.

[Vavan Metallist]

Сообщение от Минька Хм... Расскажите поподробней про интерцептеры - а то меня иногда спрашивают, я не всё могу рассказать. Основы механики понимаю, но подробно не разбирался.

Да, мне тоже интересно...

[Vavan Metallist]

Сообщение от Минька з.ы. дымовые трубы такого диаметра и такой высоты могут стоять вообще без оттяжек. И стоят.

Да не, я думаю что все таки страшновато без оттяжек. Может расшатать, попадет в резонанс - и гайка.

[Вячеслав А]

Я бы сделал без оттяжек, но тут Заказчик со своими пожеланиями...делать нечего.
Для таких соотношений 1м/27м Справочник проектировщика допускает свободностоящие трубы без оттяжек с применением гасителей колебаний - инерцепторов, которые состоят из 3-х спиралей, расположенных в верхней трети дымовой трубы.
Инерцепторы ставятся для предотвращения резонанса. Разрабатывать начали наши ученые, но как всегда на испытаниях так все и закончилось, а финны стали применять. А теперь оказывается существуют еще другие гасители колебаний, когда инерцепторы неэффективны, для свободностоящих цилиндрических труб, как то на форуме обсуждалась эта тема где то полгода назад. Уже финская разработка. Принцип работы перетекание жидкости из одного сосуда в другой. Расчет видел, ничего не понял и сам гаситель не видел.
Более подробная информация по инерцепторам в справочнике проектировщика 1998г т.2, если интересно могу отсканировать и скинуть

[AF9999]

Уже где-то об этом писал. Сам парился с температурами при расчете трубы 32м (температура была 350). Сделал так:
Нашел линейное удлинение ствола трубы (коэф. линейного расширения стали - 0.000012 умножил на температуру и длину ствола), приложил как линейное перемещение к концу трубы и получил усилия в оттяжках и трубе.

[Вячеслав А]

Спасибо за идею. Я правда думал, что СКАД именно так и считает, но в качестве эксперимента попробую.

[Forrest_Gump]

а может все-таки известно падение температуры на выходе из трубы?

[Вячеслав А]

Сообщение от Forrest_Gump а может все-таки известно падение температуры на выходе из трубы?

Нет, не известно, да и та температура на которую считал, скорее всего завышена

[Минька]

Хм...
Что значит "падение температуры на конце трубы".
Если предусмотрена адекватная теплоизоляция ствола, то падением температуры можно пренебречь - там на несколько градусов упадёт, не на сотни. Для такой высоты ствола будети незаметна разница.

[Forrest_Gump]

не знаю, на сколько падает температура газа, потому и интересуюсь. трубами не занимаюсь, но интерес вызывают живейший.

[Минька]

Я встречал в старой литературе по расчёту котельных установок эмпирическую формулу, в зависимости от типа трубы, её диаметра и скорости температуры газов - надо поискать. Формула была более-менее работоспособной для нормального режима эксплуатации, то есть при скорости газов от 5 до 20 м/с.
Сам я делаю полный расчёт температурного режима исходя из положений термодинамики - то есть с определением чисел Прандтля, Рейнольдса, Нуссельта и прочими ужасами. Мне проще - я один раз это дело в экселевский файл свёл, и считаю почти на автомате.
Хотя, полной уверенности в абсолютной правильности расчётов у меня нет (всё вроде бы правильно, и результаты логичные даёт, но проверить некому).

[alexfr]

к посту 23:
Справочник по расчетам трубопроводов Казакевича и Любина ~1980г - дает зависимость от температуры для расчетного сопротивления стали Ry:20градусов-220 МПа, 200 ~ 187МПа,300 ~ 157МПа, причем про это - только во втором издании, в первом-промолчали (или еще не знали), для легированной Ry повыше, и температуры - тоже.
к посту 24 -
Ry сможет сказаться в расчете только при усилиях, дающих напряжения, близкие к Ry, и при учете нелинейного деформирования - что для металла по моему, так и не реализовали. Но при напряжениях в таких трубах - это абсолютно не сможет проявиться. и технология расчета из поста №35 - проста и логична, сам делал так в похожей ситуации

[Юрий М]

Уважаемые инженеры,проектировщики и конструкторы.Вопрос об определении усилий в оттяжках дымовой трубы от температурного удлинения ствола трубы так и остался нерешённым.Нормативная литература ( котельные установки,сооружения промышленных предприятий) этот вопрос игнорирует. В справочниках по металлическим конструкциям о нём говорят вскользь.Про температурные климатические воздействия расписано как считать, а про технологические воздействия(температура) просто упомянуто. В типовом проекте по металлическим трубам в пояснительной записке тоже приняты допущения,что ветер и максимальные температурные воздействия разновременны.
Сейчас я ,также как Вячеслав А 3 года назад, прошу помощи: Как правильно определить усилия в оттяжках дымовой трубы от температурного воздействия.Нет возможности применить типовой проект с оттяжками,да и расположение оттяжек может отличаться от типового

[Минька]

оттяжки, по хорошему счёту, натягивают на эксплуатирующейся трубе (они постоянно ослабевают и их нужно подтягивать раз в 3 года), то есть увеличения длины ствола не происходит.
Если вас интересует момент пуска в эксплуатацию, то подсчитайте, на сколько увеличится длина ствола при нагреве, и как изменится расчётная схема.
Хотя, проще дать в указаниях к вашему проекту примечание, что до непосредственно перед началом эксплуатации задать 90% натяжки (ослабить), а сразу после пуска и нагрева трубы натянуть полностью с контролем наяжения.