006.036

УДК624 .042.4 .001.24 : 629.76.085; (083--. Щ    Группа Г02

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

АГРЕГАТЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ. Методика расчета ветровых нагрузок

Инструктивным письмом Министерства

пт 29 января_19    80    г.    М>    48    срок    введения    установлен

_r I января_19_81__г.

Настоящий стандарт распространяется на агрегаты специального назначения (АСН), эксплуатируемые в естественных, не защищенных от ветрового воздействия условиях, и предназначенные для обслуживания специальных изделий.

Стандарт не распространяется на изделия, регламентируемые ОСТ 92-0212-72.

Стандарт устанавливает методику определения расчетных ^

стационарного —(I) нагрузок от ветрового воздействия для случаевШагружнния упругих линейных динамических систем с малым демпфированием, величина коэффициента затуханиякоторых (доля критического затухания) не превышает Q/t

Проверен в 1985 году

Издание официальное ГРФ В 5638 Перепечатка воспрещена

★    от    25.12.80

Сто. г ОСТ 92-9249-80

I. КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕТРОВЫХ НАГРУЗОК

1.1.    В стандарте принято два типа ветрового воздействия: рабочее и предельное.

При рабочем ветровом воздействии допускается эксплуатация агрегатов или выполнение ими отдельных операций рабочего цикла.

При предельном ветровом воздействии агрегаты должны сохранять свою прочность, устойчивость и обеспечивать другие предъявляемые требования.

1.2.    Ветровая нагрузка определяется как сумма статической и динамической составляющих.

Под статической ветровой нагрузкой понимается аэродинамическое силовое воздействие на конструкцию, вызываемое ос-редненным ветровым потоком с двухминутным периодом осреднения.

Под динамической ветровой нагрузкой понимается переменное во времени нагружение конструкции, обуславливаемое порывами ветрового потока с периодом меньше двух минут и инерционными силами от вынужденных колебаний, вызываемых этими порывами .

1.3.    Для высоких конструкций круговой цилиндрической формы помимо указанных составляющих должна также учитываться дина-

ОСТ 92-9249-80 Стр. 9 ется по данным табл. 2 в зависимости от типа местности. JCTa-

новлено два типа местности:

к типу I относятся открытые местности (степи, лесостепи,

пустыни, открытые побережья морей, озер, водохранилищ, водные

поверхности);

к типу 2 относятся местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более Юм (лесные массивы).

Тип местности принимается для наиболее неблагоприятного для сооружения направления.

Таблица 2

Коэффициент увеличения скоростного напора ветра К

Тип мест- tJ А А	Высота над поверхностью земли или водной повешности. м
nUL“ ти	0-5	10	20	30	40	50	60	80	100	т	150	200
I	0,82	1,00	1,22	1,37	1,48	1,56	1,67	1,81	(,93	2,03	2,20	2,50
2	0,33	0,49	0,72	0,9/	1,06	/,2/	/,34	1,57	■1,™	1,37	2,20	2,50

4.3.23начения коэффициента увеличения скоростного напора для промежуточных уровней допускается находить линейной интерполяцией значений, приведенных в табл. 2. В пределах отдельно-го участка конструкции величину коэффициента К допускается принимать постоянной и равной его значению на уровне середины участка.

5. ДИНАМИЧЕСКАЯ ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА

5.1. Составляющие динамической ветровой нагрузки

5.1 Л.Динамическая ветровая нагрузка, действующая на j -й ф Зам.455.58-84

СтР. 10 ОСТ 92-9249-80

участок конструкции, состоит из пульсационной и инерционной составляющих.

5 л .2 .Пульсационная составляющая представляет собой нагрузку от порывов ветра с периодом, меныпим принятого двухминутного периода осреднения.

5 Л .3 .Инерционная составляющая представляет собой нагрузку,

вызываемую силами инерции масс конструкции при её колебаниях

на собственных частотах, и учитывается для конструкций, имею-чостт собственных колебаний не Шее -не гЧ 2)

ф Чщх\@рйбд оебетвспшк-кодебайИи^более 0,25~с. Для конструкций с круговым поперечным сечением необходимо учитывать динамическую нагрузку в плоскости, перпендикулярной направлению скорости ветра.

5.2. Пульсационная нагрузка

5.2 Л .Пульсационная составляющая динамической ветровой нагрузки вычисляется по формуле:

Pnj    fTJjR:jA    •,    (6)

где tp - число стандартов нормального распределения, соответствующее заданной вероятности непревышения ft (см. подраздел 5.10); ffij - коэффициент вариации скоростного напора (см.подраздел 5.4,);

flj - статическая нагрузка на j -й участок конструкции (см. раздел 4) у А - коэффициент масштаба конструкции (см. черт. 2).

График коэффициента масштаба А

ы ;w Черт. 2

5.3. Инерционная нагрузка

5.3 л .Инерционная составляющая нагрузки при колебаниях J -го участка конструкции по L -й форме вычисляется по формуле:

(7)

где % - инерционная составляющая нагрузки;

tfi - число стандартов нормального распределения

(см. подраздел 5.10);

масса J -го участка конструкции;

^. - приведенное ускорение середины у -го участка ^ при колебаниях по L -й форме (см. подраздел 5.5);

-    спектральный коэффициент (см. черт. 3);

-    коэффициент, учитывающий несинхронность пульса

ций ветрового воздействия на конструкцию, принимаемый для L « I по графику черт.. 4, а для Ь> 2    !/•=!;

^ - коэффициент затухания (см. подраздел 5.6).

5.3.2 Дея конструкций АСН допускается проводить расчет с учетом только первой формы собственных колебаний ( L = I). Необходимость учета высших форм колебаний для высотных конструкций АСН устанавливается для каждого конкретного случая в зависимости от значимости их вклада в суммарную величину ветровой нагрузки.

5.4. Коэффициент вариации скоростного напора 5.4.1 .Коэффициент вариации скоростного напора ветра устанав-

ОСТ 92-9249-80 Стр. 15 ливается в зависимости от типа местности и принимается по

данным табл. 3.

Коэффициент вариации скоростного напора т

Таблица 3

Тип Высота над поверхностью земли, м DAC/Ь 1 ности 0-5 10 20 30 TiO 50 60 80 т 120 150 200 I о,за 0,300 0,272 0,256 0,246 0,238 0,232 0,223 0,216 0,210 0,204 0,195 2 0,607 0,500 о,т 0,366 0,339 0,317 0,303 0,279 0,262 0,2^9 0,23h 0,216\

5.4.2.Значения коэффициента вариации скоростного напора для промежуточных уровней допускается находить линейной интерполяцией значений, приведенных в табл. З.В пределах отдельного участка конструкции величину коэффициента т допускается принимать постоянной и равной его значению на уровне середины участка.

5.4.3.Для удлиненных конструкций, транспортируемых и эксплуатируемых в горизонтальном положении, величина коэффициента вариации принимается постоянной и равной коэффициенту вариации на уровне продольной оси конструкции в соответствии с табл. 3.

5.5. Прйведенное ускорение

ПК РС* ^тк

£ А ^и«

где    -    приведенное    ускорение;

fijyflK - значения относительных ординат L -й формы коле-

j -й и К-й точках соот-

ОСТ 92-9249-80 Стр. 17 ¹ где    fcK~    статическая нагрузка на к-й участок конструкцш

(см. раздел 4);

Г - значения относительных ординат первой формы ко-

J4K

лебаний конструкции в к-й точке; первая собственная частота колебаний;

Ур- расчетная средняя скорость ветра (рабочая или предельная) (см. раздел 2);

Мк- масса к-го участка конструкции.

5.7. Нагрузка в плоскости; перпендикулярной направлению плоскости ветра, на конструкции с круговым поперечным сечением

5.7.1Дэгрузка на j -й элемент конструкции при колебаниях по I -й форме в плоскости, перпендикулярной направлению скорости ветра, определяется по формуле;

Р*у~ 2rm

где

нагрузка в плоскости, перпендикулярной направлению скорости ветра;

число стандартов нормального распределения (см. подраздел 5.10);

коэффициент конструкционного затухания (см. подраздел 5.6);

масса j -го участка конструкции; приведенное поперечное ускорение середины j -го участка при колебаниях по L -й форме (ом. подраздел 5.8).

3es. 43.....76

CTP.-I8 ОСТ 92-9249-80

5.7*2 Для конструкции АСН допускается при определении нагрузки в плоскости, перпендикулярной направлению скорости ветра, проводить расчет только по первой форме собственных колебаний. Необходимость учета высших форм колебаний для высоких конструкций АСН устанавливается для каждого конкретного случая в зависимости от значимости их вклада в суммарную величину ветровой нагрузки.

5.8. Приведенное поперечное ускорение

Л

5.8 .ьПриведенное поперечное ускорение j -го участка конструкции при колебаниях по L -й форме определяется по формуле:

f. г. - значения относительных ординат L -й формы *LJiUK

где

(12)

колебаний конструкции в J -й и к-й точках соответственно;

$_к - статическая нагрузка на к-й участок конструкции (см. раздел 4);

Elk- коэффициент поперечной аэродинамической нагрузки (см. подраздел 5.9);

Мк - масса к-го участка конструкции;

Г- - число участков конструкции.

ОСТ 92-9249-80 Стр. 3 мичеекая нагрузка в плоскости, перпендикулярной направлению ветрового потока, обуславливаемая явлением динамической аэро-упругой неустойчивости, заключающемся в периодическом несимметричном срыве вихрей с поверхности цилиндрического профиля.

1.4.У конструкций с поперечным сечением, имеющим подъемную силу, например, призматический профиль, могут возникать автоколебания поперек потока, называемые галопированием. Рекомендации по оценке величины таких колебаний и способах их уменьшения могут быть получены на основании данных аэродинамических испытаний моделей конструкций.

2. ЗАДАВАЕМЫЕ ПАРАМЕТРЫ ВЕТРОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ

2.1.Задаваемые параметры ветрового воздействия должны быть заданы в техническом задании на агрегат и введены при необходимости в его эксплуатационную документацию в зависимости от особенностей эксплуатационного назначения конструкции.

2.2.Задаваемыми параметрами при рабочем ветровом воздействии являются расчетная максимальная величина средней (с двухминутным периодом осреднения) скорости ветра на высоте Юм от поверхности земли и минимальная температура окружающего воздуха, при которых допускается эксплуатация конструкции.

Эти параметры рабочего воздействия контролируются и прогнозируются метеослужбой по данным штатных ветроизмерений. При контроле метеослужбой скорости ветра приборами с десятиминутным периодом осреднения или мгновенной скорости ветра максимальные допустимые значения этих скоростей определяются по формулам:

ф Зам. 455.58-84

ОСТ 92-9249-80 Сто. 19 5.9. Коэффициент поперечной аэродинамической нагрузки

5.9.1.Значение коэффициента поперечной аэродинамической нагрузки определяется по табл Л в зависимости от безразмерного числа Струхаля, которое определяется по формуле:

fold.;

VpVKj

(13)

где 5^'- число Струхаля^

i -я собственная частота колебаний конструкции, Гц;

dj - диаметр j -го участка конструкции;

Ур- расчетная скорость ветра, рабочая или предельная (см. раздел 2);

Kj - коэффициент увеличения скоростного напора ветра по высоте (см. подраздел 4.3).

5.9.2 Допускается вычисление коэффициента Elj по формуле:

Elj =МСП

с.. i+684Sb (1*2235[,)^г

(14)

Таблица 4 Коэффициент поперечной аэродинамической нагрузки Е

S 0 1 в ; *4 0,03 0,05 0,10 0,30 0,50 ivoo 2,00 5,00 10,00 Е 0,091 от 0,095 0,110 0,082 0,065 0,047 0,033 0,021 0,01#

5.9.3 . Значения коэффициента Е в промежуточных точках допускается находить линейной интерполяцией значений, приведенных

Эак. 43-76

4 ОСТ 92-9249-80

Стр

а')

, 0,92-® V'*0$V_P ,

fASVp для местности типа I,

1J5Vp для местности типа 2 (см. раздел 4),

где 1/р    -    расчетная    средняя (с двухминутным периодом

осреднения) скорость ветра;

/' - средняя (с десятиминутным периодом осреднения) скорость ветра;

/" - мгновенная скорость ветра.

2.3.По заданным параметрам расчетный скоростной напор для рабочего воздействия определяется по формуле:

о

. а К

где Cj_p - расчетный скоростной напор;

p_t - плотность воздуха при минимальной температуре, соответствующей расчетной скорости ветра, принимаемая по данным табл. I;

1/р - расчетная средняя скорость ветра для рабочего воздействия.

2.4.При.расчете ветровой нагрузки на движущиеся транспортные средства и транспортируемые грузы следует учитывать скорость их передвижения, если она превышает 0,025 Vp , где Vp - расчетная средняя скорость ветра. В этом случае при заданной средней скорости ветра расчетный скоростной напор при движении против ветра считается по формуле:

ф Зам. 455.58-84

Р± ( Vp + Иктсгж)²

ОСТ 92-9249-80 Стр. 5

--- , (2)

где typ    -    расчетный    скоростной напор;

p_t    -    плотность    воздуха;

Vp    -    расчетная    средняя скорость ветра;

К:max ~    максимальная скорость передвижения

конструкции.

Таблица I

Плотность воздуха при различных температурах

t ,°с	-50	-40	-30	-20	-10	0	10	15	20	30	40	50
р^кг/м3	1,56	№	/,45	1,39	/,34	1,29	1,25	1,23	1,20	1,16	1,13	1,09

2.5. Задаваемым параметром при предельном ветровом воздействии является предельная величина нормативного среднего скоростного напора ветра на высоте Юм от поверхности земли, устанавливаемого в зависимости от ветрового района по карте ветрового районирования согласно СНиП 2.01.07. По этому параметру определяется расчетный скоростной напор для предельного ветрового воздействия по формуле:

^ = *9 ц_П,    (з)

где typ - расчетный скоростной напор ветра;

оС =1,18 - коэффициент, учитывающий период осреднения нормативного скоростного напора;

- нормативный средний скоростной напор ветра;

П    -    коэффициент    перегрузки,    принимаемый    равным:

П =1,0 - для конструкций со сроком эксплуатации до года или для конструкций, обеспечивающих выполнение кратковременных эксплуатационных работ;

П =1,2 - для конструкций со сроком эксплуатации до 5

лет;

Сто. 6 ОСТ 92-9249-80

П = 1,3 - для конструкций со сроком эксплуатации 10 лет и более и для конструкций, для которых ветровая нагрузка имеет решающее значение.

2.6.Для предельного ветрового воздействия зависимость между расчетным скоростным напором и средней скоростью ветра описывается формулой:

= 0,62$ Vfl ,    (4)

где Cjp - расчетный ветровой напор, Па;

Ур - расчетная средняя скорость ветра для предельного воздействия, м/с.

3.ИДЕАЛИЗАЦИЯ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ

3.1.Для проведения расчета ветровых нагрузок конструкция условно разбивается на ряд участков, длина каждого из которых не должна превышать Юм, и расчетная схема представляется в виде сосредоточенных сил ишасс, приведенных к серединам соответствующих участков. На черт. I в качестве примера приведена расчетная схема конструкции.

ф Зам. 455,58-84

ОСТ 92-9249-80 Сттэ. ба

Расчетная схема конструкции

2_К- высота к-й точки приведения над поверхностью земли; Pj - ветровая нагрузка на j -й элемент конструкции; flj - относительная ордината I -й формы колебаний в j-й точке.

Черт. I

ф Нов. 455.58-84

ОСТ 92-9249-ЙП Стр. 7

3.2. Допускается разбивать конструкции на участки, размеры

которых превышают 10 м, если более мелкое разбиение приводит к появлению таких участков конструкции, для которых экспериментальное определение аэродинамических коэффициентов затруднительно, а использование данных, приведенных в литературе, дает большую погрешность вследствие неучета сложного характера обтекания и влияния соседних участков на аэродинамические коэффициенты рассматриваемого участка,

4. СТАТИЧЕСКАЯ ВЕТРОВАЯ НАГРУЗКА

4.1. Расчетная зависимость для статической ветровой нагрузки.

4.и*Статическая ветровая нагрузка, действующая на j -й участок конструкции, определяется по формуле:

где Cj - расчетный скоростной напор ветра, принимаемый ^ в зависимости от типа ветрового воздействия (см. раздел 2);

Cj аэродинамический коэффициент (ем. подраздел 4.2); л/ - коэффициент увеличения скоростного напора ветра по высоте (см. подраздел 4.3); ft - расчетная наветренная площадь (см. подраздел 4.2).

Принято, что направление статической ветровой нагрузки совпадает с направлением ветрового потока.

Стр. 8 ОСТ 92~9249-80

4.2. Аэродинамический коэффициент

4.2.1 ^Величина аэродинамических коэффициентов некоторых типовых элементов конструкций приведены в приложении I. Промежуточные значения коэффициентов допускается определять линейной интерполяцией по ближайшим двум приведенным в таблицах значениям. Приведенные в приложении I величины аэродинамических коэффициентов относятся:

по его

к единице площади при определении давления, действующего на отдельные части поверхности конструкции по нормали к рассматриваемой поверхности (раздел 5'

к площади проекции элемента коне перпендикулярную потоку, при определении силового нагружения элемента конструкции (разделы I, 2, 3, 4, 6, 7).

4.2.2?®¹ вонФиЩВДий элементов конструкций, не предусмотренных приведенными в приложении I случаями, аэродинамические коэффициенты следует принимать по справочным и экспериментальным данным,

4.2 .ЗДля изделий сложной конфигурации, ветровая нагрузка на которые является расчетной дня агрегатов специального назначения, аэродинамические коэффициенты и соответствующие им расчетные площади по элементам конструкции изделия задаются в техническом задании на разработку конструкции агрегата.

4.3. Коэффициент увеличения скоростного' - напора ветра по высоте

4.3.1 Коэффициент увеличения скоростного напора ветра по высоте от поверхности зевали или водной поверхности определи-