[professor_off]

Добрый день.

С трубами столкнулся впервые.
Запроектировали фундамент под дымовую трубу по нагрузкам, указанным в задании.
Прошел год...
Звонит заказчик и говорит, что "труба раскачивается". Ему какие-то люди сказали, что это фундамент неправильно запроектирован.
Перепроверил расчеты. По нагрузкам из задания никаких проблем нет, все проходит.
Решил сам проверить металлоконструкции (ну собственно и сразу будет понятно о достоверности нагрузок на фундаменты)

При сборе нагрузок столкнулся с некоторыми трудностями:
1) после сбора ветровой нагрузки на решетчатую конструкцию не понятно к чему прикладывать нагрузку: к элементам только наветренной стороны или ко всем элементам. Во втором случае неясно тогда распределение по элементам. А в первом, мне кажется, будет не совсем достоверное распределение усилий (с наветренной стороны у элементов решетки будет изгиб, а с обратной только продольные силы).
2) так как труба проходит внутри решетчатой конструкции, то как съинтерполировать собранные ветровые нагрузки на трубу и на решетчатую конструкцию?
3) при определении нагрузки на трубу неясно
а) по схеме 14 для числа Рейнольдса z=h - это значит, что число Рейнольдса постоянно по высоте трубы? Я брал Re как функцию от z.
б) при определении лямбда_е я принимал 3 столбец (схема 13 таблица 2). Здесь один вопрос: верно ли ))
в) не совсем понял почему для труб применяется схема 14, а не 12б. И там и там цилиндр, только разные диаметры.

Во вложении все мои изыскания.
Буду благодарен за любую критику.

[Клименко Ярослав]

Сообщение от professor_off 1) после сбора ветровой нагрузки на решетчатую конструкцию не понятно к чему прикладывать нагрузку: к элементам только наветренной стороны или ко всем элементам. Во втором случае неясно тогда распределение по элементам. А в первом, мне кажется, будет не совсем достоверное распределение усилий (с наветренной стороны у элементов решетки будет изгиб, а с обратной только продольные силы).

А зачем? Может упростить расчетную схему до консольного стержня?

Сообщение от professor_off 2) так как труба проходит внутри решетчатой конструкции, то как съинтерполировать собранные ветровые нагрузки на трубу и на решетчатую конструкцию?

Трубу рассмотреть отдельно, башню отдельно. Нагрузку от трубы передать на башню. По-моему, так.

Сообщение от professor_off а) по схеме 14 для числа Рейнольдса z=h - это значит, что число Рейнольдса постоянно по высоте трубы? Я брал Re как функцию от z.

Я бы тоже брал переменное по высоте Re.

Сообщение от professor_off б) при определении лямбда_е я принимал 3 столбец (схема 13 таблица 2). Здесь один вопрос: верно ли ))

Ну вроде так.

Сообщение от professor_off в) не совсем понял почему для труб применяется схема 14, а не 12б. И там и там цилиндр, только разные диаметры.

12б применяется при расчетах цилиндрических оболочек, т.е. когда диаметр большой, когда устойчивость самой оболочки интересует. Схема 14 - для расчета трубы вцелом.

Сообщение от professor_off Буду благодарен за любую критику.

Не понятно всё же, какой у вас ветровой район III или V, какой тип местности - В или С?
Я бы брал местность А.
А еще учел бы пульсационную составляющую.
А еще, по идее, при определении нагрузок на фундамент нужно определять дополнительный момент из-за деформаций ствола. Но в вашем случае, думаю, увеличение будет незначительно.

[professor_off]

Сообщение от Клименко Ярослав Может упростить расчетную схему до консольного стержня

Встанет еще более интересный для меня вопрос об эквивалентной жесткости (если подскажете как ее определить буду признателен)

Сообщение от Клименко Ярослав Трубу рассмотреть отдельно, башню отдельно. Нагрузку от трубы передать на башню

Проблемы возникнут с определением упругой связи в месте крепления трубы к башне. Без правильного определения податливости нельзя будет получить правильное распределение усилий.

Сообщение от Клименко Ярослав 12б применяется при расчетах цилиндрических оболочек, т.е. когда диаметр большой, когда устойчивость самой оболочки интересует. Схема 14 - для расчета трубы вцелом.

Попутно возник вопрос о грузовой площади. Для схемы 12б вроде как понятно, а вот для 14 нет. Есть 2 варианта: ширина грузовой площади - диаметр трубы, или ширина грузовой площади - часть диаметра (но вот какая часть?).

Сообщение от Клименко Ярослав Не понятно всё же, какой у вас ветровой район III или V, какой тип местности - В или С?

Ветровой район 3, а местность все таки решил взять А (особо высоких зданий рядом нет)

Сообщение от Клименко Ярослав А еще учел бы пульсационную составляющую.

До этого еще дойду ))

Сообщение от Клименко Ярослав А еще, по идее, при определении нагрузок на фундамент нужно определять дополнительный момент из-за деформаций ствола. Но в вашем случае, думаю, увеличение будет незначительно.

После определения нагрузок предполагаю расчет в Роботе с учетом геом. нелинейности.

[Клименко Ярослав]

Сообщение от professor_off Встанет еще более интересный для меня вопрос об эквивалентной жесткости (если подскажете как ее определить буду признателен)

А что, решетка много добавит?

Сообщение от professor_off Проблемы возникнут с определением упругой связи в месте крепления трубы к башне. Без правильного определения податливости нельзя будет получить правильное распределение усилий.

Зачем так усложнять? Тем более что конструкция уже стоит и "шатается"?

Сообщение от professor_off Попутно возник вопрос о грузовой площади. Для схемы 12б вроде как понятно, а вот для 14 нет. Есть 2 варианта: ширина грузовой площади - диаметр трубы, или ширина грузовой площади - часть диаметра (но вот какая часть?).

Да вроде и с 14й схемой всё понятно. Это диаметр.

Сообщение от professor_off До этого еще дойду ))

Хорошо.

Сообщение от professor_off После определения нагрузок предполагаю расчет в Роботе с учетом геом. нелинейности.

Хорошо. )))

[professor_off]

Сообщение от Клименко Ярослав А что, решетка много добавит?

А разве мало? Первый раз считаю такое. Может просветите?

Сообщение от Клименко Ярослав Зачем так усложнять? Тем более что конструкция уже стоит и "шатается"?

Раз конструкция не упала, значит дело в ее жесткости. Чтобы достоверно определить расчетные перемещения нужно знать реальную жесткость...

[Клименко Ярослав]

Сообщение от professor_off А разве мало? Первый раз считаю такое. Может просветите?

Решетка увеличивает момент инерции при свободном кручении, на остальное она вроде не очень влияет. Может быть я и не прав. Но ручной расчет в вашем случае не только оправдан, но и наиболее прост и надежен. Определить геометрические характеристики с учетом решетки можно в том же Кристалле.

Сообщение от professor_off Раз конструкция не упала, значит дело в ее жесткости. Чтобы достоверно определить расчетные перемещения нужно знать реальную жесткость...

Ну или в том, что ветер еще не дунул как следует. Если изначально пульсация не была учтена - то и не мудрено что её "колбасит". Это ведь, грубо говоря, увеличение усилий в 2 раза.

[professor_off]

То есть Вы предлагаете ветер на трубу и ветер на решетку сложить, а трубу на высоту башни заменить стержнем эквивалентной жесткости расчитанной по поперечному сечению?

У меня еще была идея для нижней части (труба и башня) считать ветер как для призматического сооружения. Как мне кажется данная конструкция ветер пропускать практически не будет.

[Клименко Ярослав]

Сообщение от professor_off То есть Вы предлагаете ветер на трубу и ветер на решетку сложить, а трубу на высоту башни заменить стержнем эквивалентной жесткости расчитанной по поперечному сечению?

Для определения перемещений вполне достаточно упрощенного расчета, ИМХО. Нагрузка от трубы передается в верхней точке на башню, башню считать как стержень, жесткость его определить только с учетом поясов.

Сообщение от professor_off У меня еще была идея для нижней части (труба и башня) считать ветер как для призматического сооружения. Как мне кажется данная конструкция ветер пропускать практически не будет.

Будет. Но вам что нужно? Обосновать свою правоту - значит запас ни к чему?
Кстати, по расчету - с книгой Солодаря знакомы?

[IBZ]

Без обоснований - нет времени, да и писал об этом много раз.

Вытяжную башню (как и любую решетчатую башню или антенну) надо считать по пространственной схеме и обязательно с пульсацией.

Ветравая нагрузка обычно прикладывается в урове диафрагм, моделируемых крестом, в точке пересечения креста и газоотводящего ствола. Если это расстояние слишком большое можно его "перебить" аналогичным крестом, но без общей точки со стволом.

[tokhot]

Судя по общему виду - труба очень гибкая. Нужно проверить на резонанс по СТО 36554501-015-2008 Нагрузки и воздействия.

[professor_off]

Сообщение от tokhot Кстати, по расчету - с книгой Солодаря знакомы?

Спасибо. Ознокамливаюсь.

Сообщение от IBZ надо считать по пространственной схеме

Согласен, только ветер все равно только в 2-х плоскостях задавать:
1) перпендикулярно плоскости решетки
2) под углом 45 град к плоскости решетки
Таким образом есть 2 плоские схемы ))

Сообщение от IBZ Ветравая нагрузка обычно прикладывается в урове диафрагм, моделируемых крестом, в точке пересечения креста и газоотводящего ствола. Если это расстояние слишком большое можно его "перебить" аналогичным крестом, но без общей точки со стволом.

А что мешает при машинном счете распределить нагрузку вдоль всего стержня? Чем это черевато, так сказать?

[Smartboy]

Сообщение от professor_off Встанет еще более интересный для меня вопрос об эквивалентной жесткости (если подскажете как ее определить буду признателен)

Сообщение от Клименко Ярослав Решетка увеличивает момент инерции при свободном кручении, на остальное она вроде не очень влияет. Может быть я и не прав.

Ярослав верно пишет, а насколько малый вклад дает решетка можно оценить вот из этого документа http://dwg.ru/dnl/3850 Там есть формулы для определения эквивалентной жесткости решетчатого ствола.

Помоему тоже, для определения перемещений вполне достаточно задать все эту конструкцию одним стержнем. А эквивалентную жесткость нижней части с башней, я бы быстро посчитал например в конструкторе сечений, без учета решетки, четыре пояса а в центре труба.
Хотя по сути, не так уж и долго задать и башню в стержнях а внутри опять же стержнем задать трубу. В этом случае можно будет учесть и крепление башни к трубе, хотя ИМХО такие элементы крепления должны быть достаточно жесткими, и разница с одним стержнем будет мала.

[professor_off]

Спасибо всем.
Сейчас буду считать с учетом мнения форумчан.
Как будут результаты отпишусь.

[nalex_812]

Сообщение от IBZ Ветравая нагрузка обычно прикладывается в урове диафрагм, моделируемых крестом, в точке пересечения креста и газоотводящего ствола.

А что мешает прикладывать ветровую нагрузку на пояса башни и на ствол дымовой трубы?

[Клименко Ярослав]

Сообщение от nalex_812 А что мешает прикладывать ветровую нагрузку на пояса башни и на ствол дымовой трубы?

Ну вроде бы это не совсем корректно с точки зрения классического расчета ферменных конструкций (приложение усилий только в узлах). Появляются в поясах наветренной грани изгибающие моменты, а в заветренных - нет, о чем и писал автор.
На самом деле же ведь нагрузка ветровая не действует только на наветренную грань, но и на заднюю. Снижение нагрузки на заднюю грань описывается коэффициентом "ню". Ну и к1 там еще в зависимости от формы и положения контура.

[nalex_812]

Сообщение от Клименко Ярослав Ну вроде бы это не совсем корректно с точки зрения классического расчета ферменных конструкций (приложение усилий только в узлах).

Резонно.

Сообщение от Клименко Ярослав Появляются в поясах наветренной грани изгибающие моменты, а в заветренных - нет, о чем и писал автор. На самом деле же ведь нагрузка ветровая не действует только на наветренную грань, но и на заднюю

Мне думается нужно как можно реалистичнее загружать проектируемую конструкцию (конечно без фанатизма). Ветер же действует не только в узлах мачты...

[wvovanw]

Для высоты в 30м размеры башни 1,3мХ1,3м маловато, так же как и высота самой башни - думаю поэтому ее и расшатывает (кстати, перемещения узлов проверьте).
Почитайте СниП "промыш. соор." там написано про дымовые трубы, размеры, габариты..., т.е. диаметр нижней части трубы (в вашем случае верх башни) должен = 1/20 высоты (30-11,5=18,5м; 18,5мХ1/20=925мм, а у вас 820 мм, уже не проходит).
p.s.: я здесь уже выкладывал ТП "дымовые трубы в каркасе", посмотрите в них соединение газоотводящего ствола с башней, в расчете можно задать как шарнирное соединение и все усилия от ветра (пульсации) передадутся на решетку башни, в местах крепления.

[professor_off]

Предварительные результаты выкладываю.
Считал как консольный стержень с эквивалентной жесткостью.
Посмотрите на предмет достоверности, пожалуйста.
Кстати, IBZ, можете посмотреть и на предмет оформления расчета. Изначально делаю для себя, но ввиду катастрофических результатов (отклонение верхней точки трубы на 1.7м) скорее всего это ляжет на стол заказчику, так что принимается любая конструктивная критика (как по самому расчету, так и по оформлению)

[wvovanw]

Сообщение от professor_off ввиду катастрофических результатов (отклонение верхней точки трубы на 1.7м)

для 30м отклонение не более 300мм (из СНиПа "стальные констр.")
для такого диаметра ствола и высоты я бы сделал основание башни как мин. 2,0Х2,0м и высоту башни мин. 20м. (а то и выше), с увеличением жесткости элементов башни, в зависимости от отклонения верхних точек.

[professor_off]

wvovanw, а не подскажите каким пунктом ограничивается горизонтальное смещение верха трубы? СНиП II-23 вроде как о колоннах зданий только говорит. Там ограничение в 1/100 высоту оправданно, а вот для трубы такого ограничения нигде не найду.

еще вопросик: по-моему где-то читал, что нагрузка на фундамент принимается при расчете без пульсационной составляющей. Так ли это?

[wvovanw]

В СНиП 2.09.03-85 "Сооружения промышленных предприятий"
п. 19.26: "Горизонтальное перемещение верха трубы от нормативной ветровой нагрузки не должна превышать 1/75 ее высоты. "
В вашем случае 400мм - для 30м, 247мм - для 18,5м (верх башни)
Но я беру 1/100, с запасом.

[nalex_812]

По расчёту.
В соответствии с п.19.20 того же СНиПа 2.09.03-85 коэффициент надежности по нагрузке при расчете на ветровые нагрузки для труб высотой до 150 м принимается равным 1,3

[tokhot]

Трубу очень гибкая и легко будет входить в резонанс. Есть ли интерцертеры по проекту?

[professor_off]

Сообщение от tokhot Есть ли интерцертеры по проекту

По проекту интерцептеры есть, но по факту они не выполнены. Сейчас изучаю ваш расчет. Хочу оценить вклад отсутствия интерцептеров в общую деформацию

В вашем расчете не совсем понятно как вы получили для Vmax(z)=14.6
У меня 32.69

[Клименко Ярослав]

Сообщение от wvovanw Для высоты в 30м размеры башни 1,3мХ1,3м маловато, так же как и высота самой башни - думаю поэтому ее и расшатывает (кстати, перемещения узлов проверьте). Почитайте СниП "промыш. соор." там написано про дымовые трубы, размеры, габариты..., т.е. диаметр нижней части трубы (в вашем случае верх башни) должен = 1/20 высоты (30-11,5=18,5м; 18,5мХ1/20=925мм, а у вас 820 мм, уже не проходит).

Надо сказать, что я размеры не смотрел, но соотношение высоты башни и вылета трубы над ней показалось крайне подозрительным.

Сообщение от professor_off еще вопросик: по-моему где-то читал, что нагрузка на фундамент принимается при расчете без пульсационной составляющей. Так ли это?

Я бы учел.

Сообщение от wvovanw СНиП 2.09.03-85 "Сооружения промышленных предприятий"

http://dwg.ru/dnl/8575

[tokhot]

да Vmax(z)=32.69 м/с


и в определении интенсивности резонансного воздействия у меня ошибка. Я ПИ пропустил. т.ч. нагрузка больше в 3.14 раза

[professor_off]

Сообщение от tokhot Я ПИ пропустил

А где там Пи. Или я не тот расчет смотрю?

Сообщение от tokhot и в определении интенсивности резонансного воздействия у меня ошибка. Я ПИ пропустил. т.ч. нагрузка больше в 3.14 раза

F(z)= 0.8*π*(Vcr^2)*Cy*φ(z)*d/δ=φ(z)*(0.8* π*(2.132^2)*0.3*0.82/0.05)=φ(z)*5.62 [Н/м]

[wvovanw]

Раз уже труба стоит, то оптимальным решением, думаю, будет переход на растяжки, НО опять же смотрите внимательней на соотношения высоты и диаметра.

[Chardash]

Сообщение от wvovanw Раз уже труба стоит, то оптимальным решением, думаю, будет переход на растяжки, НО опять же смотрите внимательней на соотношения высоты и диаметра.

....в Кузнецове

[таи]

Сообщение от professor_off После определения нагрузок предполагаю расчет в Роботе с учетом геом. нелинейности.

Это здесь совершенно излишне. Но Ваше право.
И слишком много расчетов - все считается, буквально, двумя формулами.

По поводу остального - принята в труба 820х16 (как средний вариант по сортаменту), остальное прикинуто на коленке в 2D во Framework Offtop: (чтобы не перегружаться расчетами) - получены три формы собственной частоты трубы.

Предположительно, что видится в Вашем случае

С первой формой по моим прикидкам все нормально.
Но Ваша труба попадает в резонанс по 2 форме собственных колебаний.

собственная частота трубы по 2 форме - 9.05 Hz
критическая скорость ветра при 2 форме v= 0.82м/ (0.11х0.2)=37.2м/с
критическая скорость ветра, при которой расчет на резонанс не производится 0.64хкорень(380Па)=12.4м/с, что меньше 37.2 м/с. - возникновение вихревого возбуждения (резонанса).

[Djur]

Уважаемый professor_off, чем закончилась история с трубой?

[professor_off]

История с трубой, как и другие истории закончились сменой места работы ))

А если серьезно, то основной вопрос был в технологии: неправильное подключение газоходов и теплотехника.
Далее идет как раз "расчет на коленке". Нельзя так считать, много упускается.

p.s. с нашими фундаментами все было в порядке, как и положено отрыва подошвы небыло, крен в пределах допуска.

[grozd62]

Сообщение от professor_off Проблемы возникнут с определением упругой связи в месте крепления трубы к башне. Без правильного определения податливости нельзя будет получить правильное распределение усилий.

Озадачен этой же проблемой. Точнее,оценкой правильности защемления в узлах крепления труб расчетной схемы при ветровой нагрузке и проскальзывания при температурных деформациях труб.
Башня 4-х трубная,соединение хомутовое с упругой прокладкой (паронит).К-т трения паронит-сталь =0,5,а вот усилие в хомуте как определить и указать в чертеже ?
Усилием затяжки болтов ?
Поиском рекомендаций по таким креплениям не нашел,может кто подскажет?