Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 [ 8 ] 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

.; Сущность метода последовательных приближений заключается в следующем. Сооружение представляют в виде ряда сосредоточенных масс; в качестве первого приближения для первой формы колебаний принимают квадратную параболу

где f -прогиб верха сооружения.

За второе приближение принимают деформированную под влиянием сил инерции, возникающих при его колебаниях по первой форме, ось сооружения. Приравнивая ординаты осей первого и второго приближений для верхней точки сооружения, получают первое приближенное значение частоты свободных колебаний. На следующем этапе, идя тем же путем, получают значение частоты следующего приближения и т. д. В подавляющем числе случаев второе приближение частоты дает удовлетворительный по точности результат.

Период свободных колебаний сооружения консольного типа, используя энергетический метод, определяют по формуле

где у - горизонтальные прогибы центров тяжести грузов Ри Р2, Рз, Рп при действии на верхний конец сооружения горизонтальной силы Р=1.

Сооружение высотой до 100 м разбивают на 8-10 участков, что позволяет получать достаточную точность при определении периода основного тона свободных колебаний. Сосредоточенные массы учитывают отдельно. Число участков при определении периода колебаний сооружений большей высоты увеличивают до 20 и более.

Период свободных колебаний башни или дымовой трубы в виде полого усеченного конуса высотой h определяют по формуле

Tchy -§сек, (2.13)

где и /-площадь сечения и момент инерции в основании трубы;

у и Е- объемный вес и модуль упругости материала;

с- коэффициент, принимаемый в зависимости от отношения высоты отсеченной части конуса hi к высоте неусеченного (полного) конуса;

Отношение высот /zi/ft-f Л,. 0,4 0,6 0,8 1

(цилиндр)

Коэффициент с...... 1,29 1,5 1,7 1,79

Для промежуточных значений hi/h + hi коэффициент с находят линейной интерполяцией.

Для определения периода свободных колебаний сооружений консольного типа - башен высотой Я предложены различные формулы вида

T = k " - сек, (2.14)

Vb + ь

где В и b- размеры стороны башни в плане соответственно внизу и вверху в м; k - коэффициент, учитывающий материал, из которого изготовлена конструкция, число граней и форму очертания башни. Для стальных решетчатых башен без сосредоточенных масс на верху и по высоте коэффициент k в формуле (2.14) может быть принят: для четырехгранной конструкции с прямолинейными поясами равным 0,01-0,02, с гиперболическим или параболическим очертанием поясов 0,02-0,04. Меньшие значения коэффициента k относятся к легким конструкциям, например, типа радиобашен, большие - к конструкциям с тяжелым оборудованием. Для трехгранных башен этот коэффициент увеличивают в 1,5 раза. Сосредоточенные массы, особенно в верхней части сооружения, существенно снижающие частоту свободных колебаний, учитывают дополнительно.

Определение периода свободных колебаний вантовых сооружений типа мачт с оттяжками значительно сложнее вследствие большего объема вычислений и нелинейного характера таких систем.

Трудности учета высших форм свободных колебаний мачт с оттяжками привели к динамическому расчету только консоли на мачте. В расчете новых типов мачт с оттяжками учитывают высшие формы колебаний ствола и влияние оттяжек.

Для определения периода свободных колебаний мачты по основному тону используются различные приближенные способы. Одним из таких является метод приведения масс, заключающийся в замене системы с распределенными массами одной сосредоточенной массой с одной степенью свободы. Тогда период свободных колебаний мачты с оттяжками высотой Я, ствол которой рассматривается как абсолютно жесткий, определяется по формуле

Т2п\/ (2.15)

где при неизменной по высоте ствола погонной массе т

= т - сгл: = тЯ/3; (2.16)

при погонной Uiacce различной величины по пролетам

пр = 2"** (2.17)

где hf-высота средней точки пролета с массой шк.

В массе ствола учитывают массу оттяжек.

Приведенную к верхней опоре жесткость - восстанавливающую силу - определяют по формуле

пр = -2,Л. (2.18)

Для предварительной оценки периода колебаний мачты с оттяжками можно воспользоваться формулой

Т = Ofi\H сек, (2.19)

где Н - высота мачты в м.

Для мачт с обстройками (антенны, кабины, площадки с оборудованием) коэффициент в формуле (2.19) следует принимать равным 0,015.

Указания СНиП по учету динамического воздействия ветра относятся к высоким сооружениям консольного типа и мачтам с оттяжками. Их следует распространять на большепролетные мосты, висячие и вантовые мосты, висячие трубопроводы, эстакады, так как более точный учет ветровой нагрузки имеет важное значение для их прочности.

Наблюдаемые довольно часто поперечные к потоку ветра колебания многих видов гибких конструкций в виде цилиндров кругового сечения не позволяют ограничиться расчетом их только на ветровую нагрузку. При скорости ветра 25 м1сек и более амплитуды поперечных к ветру колебаний сооружений цилиндрической формы (дымовые трубы, мачты и т. п.) малы, а движения нерегулярны. Это позволяет не проводить дополнительного расчета, если критическая скорость ветра определяется формулой

Ур = Ъйп>2Ъ MJccK, (2.20)

где d- диаметр цилиндра в м;

п - частота свободных колебаний сооружения в гц.

Результирующий динамический изгибающий момент М под воздействием ветровой нагрузки при «резонансной» скорости Vkp и аэродинамических сил, вызывающих моменты в плоскости, поперечной к потоку, рассчитывается по формуле

м=/щ+щ;, (2.21)

где Vkp> 10 м/сек, но не более 25 м/сек. 30