11. Выбор типа подвижных и неподвижных опор. Расчет нагрузок на неподвижные опоры

Определение вертикальной и горизонтальной нагрузки на неподвижную опору.

Определение вертикальной нагрузки

Нагрузки, действующие на неподвижные опоры, подразделяются на вертикальные и горизонтальные. К вертикальным нагрузкам относятся весовые (Р_в) и компенсационные (Р_к), если трубопровод расположен в вертикальной плоскости).

Р_в -ql, H, [1] Стр.37 (37)

где q – вес 1 м трубопровода (вес трубы, изоляционной конструкции и воды);

q = q_тр + q_из + q_в Н/м;

l – пролет между подвижными опорами, м.

1 участок: Р_в= 1217*13,0 = 15821 Н

7 участок: Р_в= 843*11,6 = 9778,8 Н

Аналогично рассчитаем другие участки трубопроводов.

Если неподвижная опора располагается в узле трубопроводов, то необходимо учитывать дополнительную нагрузку от арматуры и сальниковых компенсаторов.

В дипломном проекте необходимо определить нагрузки на 2-3 неподвижные опоры (согласно заданию руководителя). Для заданных опор определить вертикальную нагрузку.

Горизонтальные нагрузки на неподвижные опоры более многообразны. Они возникают под влиянием следующих сил:

• силы упругой деформации гибких компенсаторов или самокомпенсации при их растяжке в холодном состоянии или при тепловом удлинении трубопроводов;

• силы внутреннего давления при использовании неуравновешенных сальниковых компенсаторов;

• силы трения в сальниковых компенсаторах при тепловом удлинении трубопровода;

• силы трения в подвижных опорах при тепловом удлинении трубопроводов, прокладываемых в каналах и наземно;

• силы трения трубопровода о грунт при бесканальной прокладке.

Сила трения в подвижных опорах.

, Н [1] Стр.38 (38)

где μ – коэффициент трения скольжения; принять для скользящих опор μ = 0,3 – сталь по стали; μ = 0,6 – сталь по бетону; для катковых, роликовых, шариковых и подвесных опор μ = 0,1;

q - вес 1 м трубопровода, Н/м;

L₁ – длина трубопровода от неподвижной опоры до компенсатора или от неподвижной опоры до поворота (при самокомпенсации), м.

1 участок: = 0,3*1217*130 = 47463 Н

7 участок: = 0,3*843*120 = 30348 Н

Сила внутреннего давления

, Н [1] Стр.38 (39)

где Р_раб – рабочее давление теплоносителя, Па;

f₁ и f₂ - большее и меньшее сечение трубы, м .

На поворотах труб на 90° и при закрытых задвижках f₂ = 0.

1 участок: Р_вд= 1,6*(58 – 0) = 92,8 Н

7 участок: Р_вд= 1,6*(40 – 0) = 64 Н

Таблица 12

Наименование нагрузок	Фактор, вызывающий появление силы	Наименование силы	Обозначение силы	1 Участок	7 Участок
Вертикальные	Вес трубопровода	Силы веса	Р	15821	9778, 8
Горизонтальные	Температурное удлинение трубопроводов	Силы трения в подвижных опорах		47463	30348
		Силы упругой деформации при П- образных компенсаторах	Рк	9800	5700
	Внутреннее давление		РВД	92,5	64

На каждую неподвижную опору осевые усилия действуют слева и справа. В зависимости от направления реакций усилия частично уравновешиваются или суммируются.

Неподвижные опоры, воспринимающие частично уравновешенные горизонтальные осевые усилия, называются разгруженными (промежуточными). Они размещены между смежными прямолинейными участками трубопроводов. Неразгруженные (концевые) опоры размещены на поворотах трубопроводов или перед заглушкой и воспринимают горизонтальные усилия, действующие с одной стороны.

При расчете нагрузок необходимо рассматривать все возможные режимы работы трубопровода от холодного до рабочего состояния.

При определении горизонтальной осевой нагрузки на опору для каждого режима работы трубопровода силы, действующие на неподвижную опору в одном направлении, складываются, а затем из большей суммы сил вычитают меньшую, при этом, учитывая возможные отклонения от расчетных величин, силы трения и силы упругой деформации вычитают с коэффициентом 0,7, чем обеспечивается некоторый запас в расчетной нагрузке на неподвижную опору. При равенстве суммы сил, действующих на опору с обеих сторон, в качестве расчетной принимается одна из сумм с коэффициентом 0,3.