Сочетания нагрузок для определения напряжений трубопроводов вследствие периодических нагрузок

Техническая статья

Дополнительные модули RF-PIPING и RF-PIPING Design позволяют выполнить расчет трубопроводных систем по EN 13480-3 [1], ASME B31.1 и B31.3. В случае применения европейских нормативов, определение напряжений труб основано на формулах Раздела 12.3 Расчет податливости. В зависимости от типа напряжения, один или несколько результирующих моментов применяются независимо друг от друга. Данная дифференциация возникает, например, при определении напряжений, вызванных периодическими нагрузками.

Формула напряжения 12.3.3-1 для периодических нагрузок согласно EN 13480-3:
$${\mathrm\sigma}_2\;=\;\frac{{\mathrm p}_\mathrm c\;\cdot\;{\mathrm d}_\mathrm o}{4\;\cdot\;{\mathrm e}_\mathrm n}\;+\;\frac{0.75\;\cdot\;\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm M}_\mathrm A}{\mathrm Z}\;+\;\frac{0.75\;\cdot\;\mathrm i\;\cdot\;{\mathrm M}_\mathrm B}{\mathrm Z}\;\leq\;\mathrm k\;\cdot\;{\mathrm f}_\mathrm t$$

Напряжение σ2 состоит из трех частей. Внутреннее давление является первой частью. Остальные две части отличаются только коэффициентом момента. Момент MA состоит из постоянных механических нагрузок (например, массы труб или жидкости). Момент MB представляет собой периодические нагрузки (например, ветровые или снеговые). Поэтому необходимо рассчитать части момента по отдельности. Только один момент вернется к сочетанию нагрузок трубопровода. Таким образом, расчет по формуле не может быть выполнен. Данную проблему можно решить, используя расчетные сочетания. В расчетных сочетаниях Вы можете добавлять или вычитать результаты нагружений или сочетаний нагрузок. Таким образом, отдельные части известны и могут быть рассчитаны отдельно друг от друга.

На следующем рисунке показан пример структуры сочетания для расчета переодической ситуации. Окончательное сочетание и сочетание, предусмотренное для расчета, выделены красным цветом.

Рисунок 01 - Сочетаемость

Вариант 1

В сочетании, показанном в Варианте 1, сочетание нагрузок трубопровода вводится с атрибутом «OCC» для случая ветровой нагрузки. Это PC5 затем сочетается с традиционными постоянными нагрузками в новом расчетном сочетании RC2. Таким образом, момент может быть разделен на отдельные части MA и MB.

Вариант 2

В Варианте 2, более точно рассматривается действие ветровых нагрузок в сочетании с другими нагружениями. Вводится новое сочетание нагрузки на трубопроводы, PC5, которое имеет структуру, аналогичную PC4 и включает в себя нагружение ветровой нагрузкой. В RC2, эти два случая рабочего напряжения вычитаются друг из друга, так, что остаются только внутренние силы ветра и возможные воздействия из расчета второго порядка. Данные внутренние силы впоследствии накладываются на традиционные постоянные нагрузки в следующем RC.

Следующий рисунок модуля RF-PIPING Design демонстрирует расчет. Части результирующего момента MA и MB также отображены на рисунке.

Рисунок 02 - Документация частей момента

Литература

[1] British Standards Institution. (2012). BS EN 13480-3:2012.Metal industrial piping - Part 3: Design and calculation. London, BSI.

[2] Manual RFEM. (2013). Tiefenbach: Dlubal Software.Download.

Загрузки

Ссылки

Контакты

Свяжитесь с Dlubal

У вас есть какие-либо вопросы или необходим совет?
Свяжитесь с нами или ознакомьтесь с различными предлагаемыми решениями и полезными советами на странице часто задаваемых вопросов.

+49 9673 9203 0

info@dlubal.com

RFEM Основная программа
RFEM 5.xx

Основная программа

Программное обеспечение для расчета конструкций методом конечных элементов (МКЭ) плоских и пространственных конструктивных систем, состоящих из плит, стен, оболочек, стержней (балок), тел и контактных элементов

Цена первой лицензии
3 540,00 USD
RFEM Трубопроводы
RF-PIPING 5.xx

Дополнительный модуль

Моделирование трубопроводных сетей

Цена первой лицензии
1 750,00 USD
RFEM Трубопроводы
RF-PIPING Design 5.xx

Дополнительный модуль

Расчет напряжений и проектирование трубопроводов

Цена первой лицензии
1 480,00 USD