ГОСТ 24757-81 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типа

Обозначение:
ГОСТ 24757-81 Сосуды и аппараты. Нормы и методы расчета на прочность. Аппараты колонного типа
Тип:
ГОСТ
Название:
Дата актуализации текста:
Дата актуализации описания:
71.120.01
Дата последнего изменения:
Дата завершения срока действия:
gost34685
gost_24757-81.docx PHPWord

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
СОЮЗА ССР

СОСУДЫ И АППАРАТЫ
АППАРАТЫ КОЛОННОГО ТИПА

НОРМЫ И МЕТОДЫ РАСЧЕТА НА ПРОЧНОСТЬ

ГОСТ 24757—81
(СТ СЭВ 1645-79)

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ
Москва

УДК 66.023.23.001.24:006.354 Группа Г02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОСУДЫ И АППАРАТЫ
АППАРАТЫ КОЛОННОГО ТИПА

Нормы и методы расчета на прочность

Vessels and apparatuses Apparatuses of column type
Norms and methods of strength calculations

РКП 36 1510

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 15 маа
1981 г. N5 2411 срок введения установлен

с 01.07 1981 г.

Несоблюдение стандарта преследуется по закону

Настоящий стандарт распространяется на аппараты колонного
типа по ГОСТ 24305—80, ГОСТ 24306—80. Стандарт устанавли-
вает методы расчета на прочность колонных аппаратов, работаю-
щих под действием внутреннего избыточного или наружного дав-
ления, собственного веса и изгибающих моментов от ветровых на-
грузок или сейсмических воздействий, а также изгибающих момен-
тов, возникающих от действия ветровых нагрузок.

Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 1645—79.

поперечные сечения корпуса колонны, переменные по толщине
стенки или диаметру (/—Z, II—II,..., ZZ по черт. 1); для аппа-
ратов постоянного сечения (по диаметру и толщине стенки) —
только поперечное сечение в месте присоединения опорной обе-
чайки;

поперечное сечение в месте присоединения опорной обечайки
к корпусу колонны (ZZ по черт. 1, 2);

поперечное сечение опорной обечайки в местах расположения
отверстий (X—X по черт. 1, 2).

поперечное сечение в месте присоединения опорного кольца
(YY по черт. 1, 2).

Издание официальное

 

 

Расчетные сечения колонного аппарата

I J

Si

Черт. 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цилиндрические опорные обечайки

Опорная обечайка
с отверстиями.
Сечение X—X

Черт. 2

Примечание. Черт. 1 и 2 не определяют конструкцию и приведены толь-
ко для указания расчетных размеров

2 Зак. 1571

Термины, использованные в стандарте, и их условные обозна-
чения приведены в справочном приложении.

Для воды у=10~3 Н/мм3 (10_3 кгс/см3)

При расчете колонн должны быть учтены следующие весовые
нагрузки:

Gj — вес колонны в рабочих условиях, включая вес обслужи-
вающих площадок, изоляции, внутренних устройств и рабочей
среды, Н (кгс);

(?2 — вес колонны при гидроиспытании, включая вес жидкости,
заполняющей колонну, Н (кгс);

(?з — максимальная нагрузка колонны от собственного веса в
условиях монтажа, Н (кгс) ;

G4 минимальная нагрузка колонны от собственного веса в
условиях монтажа (после установки колонны в вертикальное по-
ложение), Н (кгс).

Пр имечание. Необходимо учитывать, что нагрузка от веса воды, за-
полняющей колонну в условиях испытания, действует только на нижнее днище
и расчетные сечения опорной обечайки.

2-3.3. Изгибающие моменты от сейсмических воздействий М r
по ГОСТ 24756—81.

При расчете колонных аппаратов снеговые нагрузки не учиты-
вают.

В случае необходимости температурные напряжения определя-
ют специальными методами расчета.

Расчет локальных напряжений от местных нагрузок на колон-
не (например, трубопроводы, краны, лестницы и др.) производят
по нормативно-технической документации, утвержденной в уста-
новленном порядке. Для этого необходимо определить общие мем-
бранные напряжения в соответствующих дополнительных рас-
четных сечениях (А—А, В—В поперт- 1)ах и <?у по п. 4.1.

Расчетную температуру для каждого элемента колонного аппа-
рата следует определять по ГОСТ 14249—80.

Для элементов нижнего опорного узла опорных обечаек, кото-
рые приварены к корпусу колонны и изолированы, расчетную тем-
пературу в рабочих условиях определяют по формуле

=max(fx—If; 20°С), (2)

где Af — перепад температуры по черт. 3.

Перепад температуры в опорной обечайке

Д/=10+0,132Лз+0,249-10~3ж-0,305-10-6.Л|+о,934- lo-io.ft*
Черт. 3

 

2*

Расчетная температура для условий испытания и монтажа при-
нимается 20°С.

Колонный аппарат необходимо рассчитывать для следующих
трех условий работы аппарата:

рабочие условия;

условия испытания;

условия монтажа.

Сочетания нагрузок для перечисленных условий приведены в таблице

Индекс
условий
работы

Условия ра-
боты

Давление
р, МПа
(кгс/см*)

Осевое сжи-
мающее уси-
лие. Н (кгс)

Расчетный изгибающий
момент Af. Н-мм, (кгс-см)

Допускае-
мые нап-
ряжения»
МПа
(кгс/см*)

1

Рабочие

Pl

Fi = Gi

М^М^+М^

[’1л,

 

условия

 

 

В районах с сейсмич-
ностью 7 и более баллов

 

 

 

 

 

принимается большее из
двух значений:

И/с,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Wo,

2

Условия

Р* Рн

F%=G%

М3а+0,вМ^

Ил.

 

испытания

 

 

 

 

3

Условия

0

Pa=G3

 

 

 

монтажа

 

Для ан-

Принимается большее

 

 

 

 

керных бол-

из двух значений:

 

 

 

 

тов

M^=MGt+Mv; м3=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В районах с сейсмич-
ностью 7 и более баллов

 

 

 

 

 

принимается большее из
трех значений:

 

 

 

 

 

ЛГ з=Л1 G e-|-

 

 

 

 

F<=G.

M3=MQt+0,8MVi

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечания:

ки в рабочих условиях.

виях испытания.

ки в условиях монтажа учитывают изоляцию.

Расчет напряжений следует проводить во всех сечениях, ука-
занных в разделе 1, для рабочих условий (F = Fr, М=Мг, p — pi)
и для условий монтажа (F = F3; М=М3; р = 0).

4.1.2- Продольные напряжения х следует рассчитывать:

гр

если °х,<0, то <рг = 1,0, если <зу<0, то?р = 1,0;

на подветренной стороне по формуле (7)

если ах, <0, то <рг =1,0,если ау<0, то <?р=1,0.

max{|ax,|;

если аж< <0, то <?г= 1,0;

на подветренной стороне по формуле (9)
max{[aXt[; eEJ<[e]K-?r;

если Ох,<0, то yz=l,0.

Проверку устойчивости следует проводить для рабочих усло-
вий, условий испытания и монтажа-

Если толщина стенки Зз опорной обечайки меньше или равна
толщине стенки самой нижней обечайки колонны и механические
свойства материала опорной обечайки не выше соответствующих
свойств материала обечайки колонны, то расчет колонного аппа-
рата не производят. В этом случае достаточно провести проверку
устойчивости опорной обечайки по п. 5.3. Для остальных колонн
проверку устойчивости следует проводить для каждого основного
расчетного сечения по формуле (10).

[F]+ [Af] Ди-
нагрузки принимают в соответствии с таблицей.
Значения [F] и [Л4] определяют по ГОСТ 14249—80, соответ-
ственно, для рабочих условий, условий испытания и монтажа.

Для рабочих условий проверку устойчивости для каждого ос-
новного расчетного сечения следует проводить по формуле (11)

где [р], [F] [Л1] — определяют по ГОСТ 14249—80 для рабочих
условий.

Толщина сварного шва а.\ приведена на черт. 4

где [F], [Af] — определяют по ГОСТ 14249—80;

— коэффициенты, определяемые соответственно по черт.
5, 6 и 7-

Если в сечении X—X несколько отверстий, то расчет следует
проводить для наибольшего из отверстий по формуле (13) при ус-
ловии, что для остальных отверстий коэффициенты и бо-
лее 0,95. Если не соблюдены условия ф1>0,95 и ф2>0,95, то
проверку устойчивости необходимо проводить по формуле (13)
при

, _ А , _ 4Й7 ,

71 nD3(ss-c) > Я^(_С) ’ Vs~Z>3

где A, W7, У, — соответственно площадь, наименьший момент соп-
ротивления и координата центра тяжести наиболее ослабленного
поперечного сечения.

_ _ * [ 4(Afy 4-Ргф3Р3) Fy") f

х ло3(53-с) L фар3 4^ (14)

где ф3 —коэффициенты, определяемые соответственно

по черт. 5, 6 и 7.

Если кольцевой шов находится вне зоны отверстий, то коэффи-
циенты

Фз = %= 1,0 и ф, =0.

Узлы соединения опорной обечайки с корпусом колонны

 

 

Черт. 4

 

 

Черт. 5

Черт. 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коэффициент ф8

 

 

Ширина нижнего опорного кольца устанавливается конст-
руктивно, при этом необходимо соблюдать условие формулы (15)

Выступающая ширина нижнего опорного кольца должна удов-
летворять условию

2ds4-30 (16)

абст = 1а)бет- . (17)

6.4- Напряжение в сварном шве нижнего опорного кольца.

Для опорного кольца в исполнении А (черт. 8) рассчитывают
по формуле (18)

а* = Fr)s<0,6[a]o.

Для опорных колец в исполнениях В, С, D (черт. 8) проверку
по формуле (18) проводить не следует.

s^max^-dj-l,5sa} , (19)

1,0 — для опорного кольца исполнения А
по черт. 9 — для опорных колец исполнений В, С, D

Для опорного кольца исполнения А толщину s4 дополнительно
следует проверить по формуле (20)

где х2 — коэффициент, определяемый по черт. 10
6.7. Толщина ребра

^=тах{'^Фй +с; 0,4s4 } , (22)

2Д — для исполнений опорного узла В и D (черт. 8)

1,0 — для исполнения опорного узла С (черт. 8)

Для конструкции ребер с соотношением >20 ребра необ-
$7
ходимо дополнительно проверять на устойчивость.

6-8. Нагрузки стенки опорной обечайки от верхнего опорного
элемента-кольца.

Местное напряжение изгиба следует рассчитывать по формуле
(23)

“ (^з-сГЛх ’

где х 4 — коэффициент, определяемый по черт. 11.

Для опорного узла исполнения С вместо &4 принимается
для исполнения D (b6+b7).

Проверку следует проводить по формуле (24)

(24)
где [о]п — предельное напряжение изгиба принимается по
действующей нормативно-технической документации.

6.9. Высота нижнего опорного узла исполнений С и D.

Исполнения опорного узла

Высоту опорного узла при выполнении условия &2=&5» сле-
дует определять по формуле (25)

ь Dg-gg'^i °бет . Г 1 |_ 6,58 . Р9 ~|

2(s6с)-*8 * [»]д * [»в 'Гл’-х( Ьъ ]

при S5~2s3


Коэффициент х<

 

_ 1,5б+т/РзЪз-с)

*7 “' х. " ' *

ьъ st—c

Толщины $5» Sj и 5з необходимо рассчитывать дополнительно
соответственно по пп. 6.6, 6.7 и 6.8.

Расчет прочности анкерных болтов следует производить для
рабочих условий и условий монтажа.

л=4, 6, 8, 10, 12, 16-.. далее кратно 4.

где *8 — коэффициент, определяемый по черт. 12.
Для условий монтажа Fy=F4

Примечание. Есин величина
число болтов должно быть:

не менее 4 при М24 — для колонн диаметром Di < 1400 мм

не менее 6 при М.30 — для колонн диаметром 1400 mm<Di<
с2200 мм.

при А >2200 мм болты диаметром М36 мм устанавливают с
шагом 1200 мм, но во всех случаях число болтов должно быть не
более 12.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Справочное

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В РАСЧЕТНЫХ ФОРМУЛАХ

Ci — толщина сварного шва в месте приварки опорной обечайки (черт. 4),
мм (см);

а2 — толщина сварного шва в месте приварки опорной обечайки к нижнему
кольцу (черт. 9), мм (см);

Ь\ — ширина нижнего опорного кольца (черт, в), мм (см);

Ъ2 выступающая ширина нижнего опорного кольца (черт. 8), мм (см);
Ьз — длина укрепляющего штуцера (черт. 5), мм (см);

Ь5 ширина верхнего опорного элемента (черт. 8), мм (см);

Ьз — минимальное расстояние между двумя смежными ребрами (черт. 8),
мм (см).

f>7 — максимальное расстояние между двумя смежными ребрами (черт. 8).
мм (см);

с — сумма всех прибавок к расчетным толщинам стенок;
di средний диаметр укрепляющего элемента (черт. 5), мм (см);
d2 внутренний диаметр резьбы анкерного болта, мм (см);

ei диаметр окружности, вписанной в шестигранник гайки анкерного болта,
мм (см);

е2 расстояние между анкерным болтом и опорной обечайкой (черт. 8), мм
(см);

hi высота опорного узла (черт. 2 и 8), мм (см);

h2 высота фундамента (черт. 1, 2), мм (см);

Лз — высота опорной обечайки (черт. 1, 2), мм (см);

п — число анкерных болтов;

Pi расчетное давление в рабочих условиях, измеряемое на высоте х0
(внутренее избыточное давление р>0 или наружное давление р<0),
МПа (кгс/см2);

р2 пробное давление, измеряемое в верхней части колонны,МПа (кгс/см2);
ригидростатическое давление в условиях испытания, измеряемое на высо-
те х0, МПа (кгс/см2);

[р] — допускаемое наружное давление, МПа (кгс/см).

$1 — исполнительная толщина стенки колонны в соответствующем расчетном
сечении (черт. 1), мм (см);

s2 исполнительная толщина стенки нижнего днища колонны (черт. Г, 2),
мм (см);

/д — расчетная температура опорного узла в рабочих условиях, °C;

х0 — высота расчетного сечения над поверхностью земли (черт. 1), мм (см);
Лб — площадь поперечного сечения анкерного болта по внутреннему диамет-
ру резьбы, мм2 (см2);

Z>! — внутренний диаметр колонны в соответствующем расчетном сечении
(черт. 1), мм (см);

D2 — максимальный диаметр колонны (включая изоляцию) (черт. 1), мм
(см);

Рз — внутренний диаметр опорной обечайки (черт. Ф и 2) мм (см); у коничес-
ких обечаек D3 — внутренний диаметр в соответствующем исследуемом
расчетном сечении.

Р4 — диаметр окружности анкерных болтов (черт. 1 и 2), мм (см);

F — расчетное осевое сжимающее усилие в соответствующем расчетном се-
чении на высоте Хо, Я (кгс) (без учета нагрузок, возникающих от
внутреннего избыточного или наружного давления);

Fi —-в рабочих условиях;

F2 в условиях испытания;

F3 — в условиях монтажа;

[F] — допускаемое осевое сжимающее усилие, Н (кгс);

G — нагрузка от собственного веса, определяемая над соответствующим
расчетным сечением на высоте х0, Н (кгс);

Gi — в рабочих условиях;

Ог — в условиях испытания;

б?з — в условиях монтажа (максимальная нагрузка от собственного веса)

М — расчетный изгибающий момент в соответствующем расчетном сечении на
высоте х0» Н-мм (кгс-см);

MG изгибающий момент от действия эксцентрических весовых нагрузок в
соответствующем расчетном сечении на высоте Хо, Н-мм (кгс-см);

М?— изгибающий момент от действия ветровых нагрузок в соответствующем
расчетном сечении на высоте х0, Н-мм (кгс-см);

в рабочих условиях;

Aflt — в условиях испытания;

М3, — в условиях монтажа (без изоляции);

Af4, — в условиях монтажа (с изоляцией);

[ЛТ] — допускаемый изгибающий момент, Н-мм (кгс-см);

7— удельный вес испытательной среды при гидроиспытании, Н/мм*
(кгс/см3);

*1> х2> хз> хх5* хв» х7> х8— коэффициенты;

ах продольные напряжения, МПа (кгс/см2);

<jy кольцевые напряжения. МПа (кгс/см2);

<3g эквивалентное напряжение, МПа (кгс/см2);

а^ет— напряжение бетона на сжатие, МПа (кгс/см2);

а1ж— местное напряжение изгиба в опорной обечайке, МПа (кгс/см2);

(4д— допускаемое напряжение для соответствующего элемента опорного уз-
ла, МПа (кгс/см2);

допускаемое напряжение для корпуса колонны, МПа (кгс/см2);

[а]о— допускаемое напряжение для опорной обечайки, МПа (кгс/см2);

[°1д » Мх»’ Moiв Раб°чих условиях;

Мд > [а1д » Мо»— в условиях испытания и монтажа;

[а]в— допускаемое напряжение в анкерных болтах по строительным нормам
при соответствующем сочетании нагрузок, МПа (кгс/см2);

(с]6ет— допускаемое напряжение бетона на сжатие, МПа (кгс/см2);
[°]п — предельное напряжение изгиба, МПа (кгс/см2);

<Рр — коэффициент прочности продольного сварного шва;

срт— коэффициент прочности кольцевого сварного шва;

<ps коэффициент прочности сварного шва, присоединяющего опорную обе-
чайку к корпусу колонны (черт. 4);

фг, Фа» Фз— коэффициенты;

Д/ — перепад температуры в опорной обечайке, СС;

Редактор И, М. Уварова
Технический редактор А. Г. Каширин
Корректор В. С. Черная

Сдано в наб. 02.06.81 Подп. к печ. 02.09.8i 1,25 п. л. 1,17 уч.-изд. л. Тир: 12000 Цена 5 кои»

Ордена «Звак Почета» Издательство стандартов, 123557, Москва, Новопресненский пер., 3
Калужская типография стандартов, ул. Московская, 256. Зак. 1571

Цена 5 коп.

ОСНОВНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ

Величина

Единица

 

Наименование

Обозначение

 

 

русское

международное

ДЛИНА

метр

м

Ш.

МАССА

килограмм

кг

kg

ВРЕМЯ

секунда

с

S

СИЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА

ампер

А

А

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ

 

 

 

ТЕМПЕРАТУРА

кельвин

К

К

КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА

моль

моль

mol

СИЛА СВЕТА

кандела

кд

cd

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ЕДИНИЦЫ СИ

 

Плоский угол

радиан

рад

rad

Телесный угол

стерадиан

ср

sr

 

ПРОИЗВОДНЫЕ ЕДИНИЦЫ С И,ИМЕЮЩИЕ СОБСТВЕННЫЕ НАИМЕНОВАНИЯ

Величина

Единица

Выражение производной единицы

 

наименование

обозначение

через другие
единицы СИ

через основные
единицы СИ

Частота

герц

Гц

С-1

Сила

ньютон

И

м-кг-с-2

Давление

паскаль

Па

Н/м«

 

Энергия, работа, количество теплоты

джоуль

Дж

Их

м'-хг-с’3

Мо1циость. поток энергии

ватт

Вт

Дж/с

МГ’ЖГ*<Г*

Количество электричества,

 

 

 

 

электрический заряд

кулон

Кл

А-с

с-А

Электрическое напряжение,

 

 

 

 

электрический потенциал

вольт

В

Вт/А

м’-кГ’С ^«А-1

Электрическая емкость

фарад

ф

Кл/В

м-* -кг-‘с4 »А*

Электрическое сопротивление

ом

Ом

В/А

м'-вг'С _3 А“|

Электрическая проводимость

сименс

См

А/В

м-акг-’’С57

Поток магнитной индукции

вебер

Вб

Вс

мМсг-е-* *А~’

Магнитная индукция

тесла

Тл

Вб/м2

кг-с"’-А“'

Индуктивность

генри

Гн

Вб/А

м’-кг'С'-’-А"’

Световой поток

люмен

лм

кд-ср |*

Ос в г тонкость

люкс

лк

м-3 -кд-ср J

Активность нуклида

беккерель

Бк

С”1

Доза изл> чепич

1 ——

грзй

Гр

—-

м2_2

* В лти дна выражения входит, наравне с основными единииамн СИ. дополнительная
единица—стерадиан»

Впервые эта аббревиатура появилась во времена СССР, и расшифровывается она как Государственный Стандарт. Со временем количество госстандартов увеличилось, и за их несоблюдение нарушителям грозила уголовная ответственность. Сегодня наблюдается тенденция к сокращению национальных стандартов.

ГОСТ - это государственный стандарт, свод сформулированных требований, предъявляемых государством к качеству и безопасности продукции, работ и услуг межотраслевого значения. Стандарты, подтверждающие, что они прошли проверку и отвечают всем требованиям безопасности, устанавливаются с учетом современных достижений науки, технологий и опыта.

Зачем нужен ГОСТ

ГОСТы призваны регламентировать, какие качества должны быть у продукции, вырабатываемой и продаваемой на территории конкретной страны. В наше время есть госстандарты, касающиеся любой отрасли промышленности и других сфер нашей жизни. Их задача – установить правила по изготовлению:

  • инструментов
  • продуктов питания
  • одежды и обуви
  • транспорта и всего того, без чего жизнь человека невозможна

В госстандартах указываются продукты, которые можно использовать, возможные методы производства, оборудование, на котором будет производиться изделие, технологии, по которым все это должно производиться, и т.д. Госстандарты, принятые в Российской Федерации, в своем названии, кроме аббревиатуры ГОСТ, имеют букву «Р». Это правила сертификации, на основании которых осуществляются самые разные процедуры, включая экспертизу, процессы и разные способы.

Обязательно ли соблюдать нормативы документа

Их соблюдение было обязательным до 1 сентября 2011 г. В то время считалось, что это поможет держать под контролем качество производимых товаров, а значит защищать здоровье и жизнь населения, животных, растений и пр. Однако с этого дня соблюдение ГОСТов не обязательно, оно носит добровольный характер.

Каждый может сам выбирать и покупать товары, по ГОСТу ли они выработаны или без них. И производитель может решить – изготавливать товар по ГОСТу или по ТУ. Но при этом придется учесть, что многие ГОСТы создавались в эпоху натуральной, а не модифицированной продукции. Но речь не о производственных и других сферах, напрямую касающихся жизни и здоровья людей, использовании стандартов для оборонной продукции или защиты данных, которые составляют государственную тайну или другой информации ограниченного доступа В РФ ГОСТы принимает Госстандарт России. В сфере строительства и промышленности, строительных материалов - Госстрой. Но современный мир пытается перейти на технические регламенты.

Отличие ГОСТ от других стандартов

  • ОСТ. Этот стандарт, который устанавливает требования к качеству продукта в конкретной сфере, разрабатывается там, где нет ГОСТов, или их требования нужно уточнять
  • ТУ. В ходе перехода экономики к рыночным отношениям в обиход вошли технические условия - ТУ. Их цель заключается в регламентировании производство продукции, не попадавшей под действие ГОСТа. Требования ТУ, создаваемых предпринимателями-производителями, не должны противоречить обязательным требованиям ГОСТов
  • Технический регламент. Он устанавливает обязательные условия хранения продукции, ее перевозки и продаж. Главное отличие ГОСТа от ТР заключается в том, что госстандарт характеризуется количественными параметрами выпускаемых изделий, а ТР – условиями применения готовой продукции

Похожие госты