Примеры расчеты строительных конструкций. Динамика и устойчивость сооружений. Расчет ветровой и пульсационной нагрузки на трубу

Данный пример расчета строительных конструкций  рассматривает метод расчета сооружений на ветровые нагрузки с пульсирующей составляющей

И в данной работе производится определение внутренних усилий в металлической вентиляционной трубе, т.е. мы рассмотрим расчет ветровой нагрузки на трубу.

1. Исходные данные

• Материал трубы — углеродистая сталь;
• Плотность — 
• Модуль упругости — 
• Длина трубы L = 25 м;
• Диаметр трубы d=1.1 м;
• Толщина стенки б=0.01 м;
• Отметка точки опирания О=30 м;
• Ветровой район — VI;
• Тип местности — С.

2. Определение постоянной и пульсационной составляющей ветровой нагрузки по СНиП

2.1 Определение средней составляющей ветровой нагрузки

где, w0 = 0.73 кПа – нормативное ветровое давление для VI ветрового района по СНиП [1]

— коэффициент надежности по нагрузке

k (z) — коэффициент, учитывающий изменение ветра с выстой, определяется по СНиП [1].

Для местности типа С при увеличении высоты z от +30 до +60 м он изменяется от 0.675 до 1.0. Будем считать его изменение линейным, тогда:

k(z) = 0.675 + 0.012 * (z — 30)

Cx — коэффициент лобового сопротивления, определяется в соответствии п. 14 обязательного приложения 4 к СНиП [1]:

где, k — учитывает конечность размеров трубы. Он зависит от ее положения  и от соотношения высоты и диаметра  Определяется в соответствии с табл.1 п. 13 обязательного приложения 4 к СНиП [1]

В данной задаче 

При этих значениях коэффициент k = 0.885

 — лобовое сопротивление бесконечно длинной трубы и задается в зависимости от числа Рейнольдса Re и шероховатости поверхности ∆ по СНиП [1].

Принимаем k(z) = 0.9, поскольку он мало изменяется по высоте трубы, тогда:

∆ = 0.001 м – для стальных конструкций

При этих значениях коэффициент 

Таким образом, коэффициент лобового сопротивления равен:

Cx = 0.885 * 1.2 = 1.06

нормативная составляющая ветрового давления:

Wy(z) = 0.73 * 1.43 * 1.06 * (0.675 + 0.012 * (z — 30))

Определение средней погонной ветровой нагрузки:

где x = z — 30

Таким образом у основания трубы при x=0

у основания трубы при x=25

2.2 Определение пульсационной составляющей ветровой нагрузки

Для определения пульсационной составляющей необходимо знать, сколько учитывать мод трубы. Для этого необходимо сравнить предельную частоту, зависящую от ветровых районов с ее собственными частотами.

m= 267 кг/м — погонная масса трубы

EI = 5.086*10^8 H*м^2 — жесткость трубы

Подпишитесь на обновления сайта