Различия между подвижными и неподвижными опорами
- Неподвижные опоры
- Подвижные опоры
Обустройство трубопроводных магистралей предполагает удержание конструкции в пространстве. В противном случае, элементы инженерных систем могут повреждаться от испытываемых нагрузок. С этой целью давно и успешно используют подвижные и неподвижные опоры. Каждый вариант имеет характерные отличия. Они по-разному реагируют на нагрузки и возможность перемещаться в процессе эксплуатации.
Все опорные устройства разрабатываются, производятся, устанавливаются в обязательном соответствии с нормативными документами. Кроме этого, имеются отраслевые стандарты и тех. условия, которые считаются ведомственными нормативами. Обычно их прописывают, основываясь на основную документацию.
Неподвижные опоры
Они имеют свое разделение на «мертвые» и шарнирно-неподвижные. В первом случае речь идет о конструкциях, препятствующих угловым и линейным смещениям. Во втором варианте опоры не допускают линейных деформаций.
Сегодня встречаются следующие марки:
- трубчатые;
- швелерно-приварные;
- трубчатые для крутоизогнутых элементов;
- тавровые приварные;
- корпусные хомутовые;
- бескорпусные хомутовые;
- приварные для вертикальных элементов;
- тавровые хомутовые;
- корпусные хомутовые;
- швеллерные приварные.
Среди наиболее востребованных неподвижных конструкций находятся тавровые, хомутовые, а также приварные. Первые изготавливаются путем присоединения хомута для труб к тавру. Приварные состоят из основания, на которое устанавливается тавр, приваривающийся к магистрали. Чтобы сделать одну из деталей опоры – тавр, используют два метода. При первом – используя листовой металл, делают плоские детали, которые впоследствии сваривают. Чтобы усилить систему, применяют поперечные ребра жесткости.
Большинство подвижных устройств могут быть использованы для неподвижных соединений. Кроме: вертикально-подвижных, шариковых, катковых. Все подвижные и неподвижные опоры служат защитой труб от повреждения.
Подвижные опоры
Когда требуется допускать перемещение трубопроводных магистралей, используются подвижные опоры. Это необходимо для компенсации теплового расширения. Такие конструкции допускают смещение элементов вдоль оси, а временами и поперек.
Серия марок подвижных систем можно выделить:
- бескорпусные;
- скользящие диэлектрические;
- шариковые;
- катковые направляющие;
- с хомутом;
- опорные с диэлектриком;
- однокатковые;
- двухкатковые;
- приварные;
- скользящие.
Некоторые опоры – катковые и скользящие, обеспечивают горизонтальную подвижность. При этом допускается смещение элементов вдоль оси. Речь идет о продольно подвижных конструкциях.
Использование катковых направляющих позволяет трубе перемещаться. Для такой системы между основанием и полкой располагают один или несколько катков. В процессе эксплуатации они перемещаются вместе с опорной частью. Прочность придают хомуты. В качестве опорных плит применяются листы металла.
Все подвижные и неподвижные опоры производятся с учетом труб различного диаметра. Надежность трубопроводных магистралей обеспечивается соблюдением нормативов и требований по их монтажу.
Скользящие и подвижные опоры трубопроводов
Опоры трубопроводов
Опоры трубопровода являются неотъемлемой частью магистралей различного назначения — трубопроводов ТЭС и АЭС, технологических трубопроводов предприятий самых разных отраслей промышленности, газопроводов и нефтепроводов, а также трубопроводов инженерных систем жилищно-коммунального хозяйства.
В процессе эксплуатации трубопроводов неизбежно возникают крутящие моменты, осевые, боковые (поперечные) и вертикальные нагрузки (напряжение на изгиб). Различают неподвижные и подвижные опоры трубопроводов.
Опоры неподвижные
Неподвижные опоры трубопроводов используются в магистральных сетях надземной прокладки, а также в трубопроводах, проложенных под землей по бесканальной технологии. Они выполняют задачу восприятия и нивелирования нагрузок, которые появляются в трубопроводах в результате температурных колебаний. Опоры трубопроводов неподвижные представляют собой металлоконструкцию, выполненную в виде расположенной на листе листовой стали стальной трубы — стакана, предназначенного для защиты оцинкованной или полиэтиленовой оболочки труб магистрали от физических повреждений и дополнительной теплоизоляции. Стальной лист при этом несет основную нагрузку.
Расстояние между опорами трубопровода определяется исходя из характеристик компенсаторов, устанавливаемых между ними.
Компенсаторы принимают на себя нагрузки, вызванные удлинением элементов трубопровода под действием температурных перепадов. Особенно важное значение они имеют в магистралях районов севера, где перепады температур бывают настолько существенными, что могут вызвать преждевременный выход трубопровода из строя (раньше, нежели дата, обозначенная в эксплуатационном прогнозе).
Отечественной промышленностью выпускаются опоры неподвижные хомутовые (тип Т3), опоры неподвижные безкорпусные (тип Т11), опоры неподвижные двухупорные усиленные (тип Т6), опоры неподвижные лобовые четырехупорные (тип Т5), опоры неподвижные бугельного типа (Т44), а также опоры неподвижные лобовые усиленные четырехупорные (тип Т5 и Т7).
Опоры подвижные
Подвижные опоры трубопроводов
Подвижные опоры трубопроводов не препятствуют смещению его элементов в результате температурной деформации, но, тем не менее, осуществляют поддержку магистрали. Они предназначены для восприятия исключительно вертикальных нагрузок, производимых массой самого заполненного рабочей средой трубопровода.
Хомутовые опоры трубопроводов воспринимают и компенсируют вертикальные осевые и боковые нагрузки. В случае прокладки трубопроводов большого диаметра используют хомутовые опоры с дополнительными ребрами жесткости.
Скользящие опоры трубопроводов
Катковые опоры трубопроводов также являются подвижными, но этот вид трубопроводной арматуры не только позволяет перемещаться трубам, но и сам может скользить по направляющим при помощи катка (катков). Используются катковые опоры при монтаже трубопроводов в тоннелях. Катковые опоры поддерживают трубопровод и могут скользить по каткам как по оси трубопровода, так и в сторону (боковое смещение опоры, как правило, не должно при этом превышать 50мм).
Перемещение опоры ограничивается направляющими и специальными упорами, которыми снабжено основание изделия. Различают однокатковые (используются для трубопроводов диаметром 194-1420мм) и двухкатковые опоры (используются для трубопроводов диаметром 720-1420мм).
Опоры являются обязательным элементом любого трубопровода, они необходимы для того, чтобы напряжения, возникающие в металле в результате тех или иных внешних воздействий, не превышали допустимых пределов и не смогли привести к деформации или даже преждевременному разрушению магистрали. От опор во многом зависит длительность и исправность работы трубопровода, поэтому необходимо выбирать надежные изделия, произведенные из качественных материалов, прошедшие контроль и сертификацию.
Опоры трубопроводов — сводная таблица
| п/п | № ОСТа |
Наименование |
Дн | п/п | № ОСТа |
Наименование | Дн |
| 1 | 34-10-610-94 | Оп. неподвиж. для верт. короба |
34-10-725-93 | Блок подв. привар. для гориз. тр. |
58-540 | ||
| 2 | 34-10-611-94 | Блок двухкатковый |
18 | 34-10-726-93 | Блок подвес. с опорн. балкой |
58-1630 | |
| 3 | 34-10-612-94 | Блок катковый пружинный |
19 | 34-10-727-93 | Блок подвес. привар. для верт. тр. |
58-640 | |
| 4 | 34-10-613-94 | Втулка с колпаком |
58-1430 | 20 | 34-10-728-93 | Блок подвес. хомут для верт. тр. |
58-640 |
| 5 | 34-10-614-94 | Оп. скользящая и неподвижная |
58-1430 | 21 | 34-10-729-93 | Блок подвески с проушиной |
|
| 6 | 34-10-615-94 | Оп. приварная скользящая и неподвижная | 87-1630 | 22 | 34-10-730-93 | Блок подвески с серьгой |
|
| 7 | 34-10-616-94 | Оп. хомутовая скользящая |
58-1630 | 23 | 34-10-731-93 | Блок подвески с плавником |
|
| 8 | 34-10-617-94 | Оп. хомутовая неподвижная |
58-1630 | 24 | 34-10-732-93 | Блок подвески с траверсой | |
| 9 | 34-10-618-94 | Опора катковая |
58-1630 | 25 | 34-10-733-93 | Проушина с накладкой |
58-640 |
| 10 | 34-10-619-94 | Оп. скользящая и непод. с напр. хом. |
427-1650 | 26 | 34-10-734-93 | Плавник с накладкой |
58-640 |
| 11 | 34-10-620-94 | Опора сварных отводов |
59-540 | 27 | 34-10-735-93 | Хомут для горизонтальных тр-ов |
58-640 |
| 12 | 34-10-621-94 | Опора трубчат. крутоиз. отводов |
111-1430 | 28 | 34-10-736-93 | Хомут для вертикальных тр-ов |
58-640 |
| 13 | 34-10-622-94 | Оп. скользящая и неподвижная |
58-540 | 29 | 34-10-737-93 | Балки опорные |
|
| 14 | 34-10-623-94 | Блок подв. привар. для гориз. тр-ов |
58-1630 | 30 | 34-10-738-93 | Лапа с накладкой |
640-1630 |
| 15 | 34-10-624-94 | Блок подв. привар. для гориз. тр-ов |
58-640 | 31 | 34-10-739-93 | Тяги резьбовые с муфтой |
Типы опор для грузов
Роликовые опоры
Роликовые опоры могут свободно вращаться и перемещаться вдоль поверхности, на которую опирается ролик. Поверхность может быть горизонтальной, вертикальной или наклонной под любым углом. Роликовые опоры обычно располагаются на одном конце длинных мостов в виде опорных подушек. Эта опора позволяет конструкции моста расширяться и сжиматься при изменении температуры, и без этого расширения силы могут сломать опоры на берегах. Эта опора не может оказывать сопротивление боковым силам. Роликовая опора также используется в рамных кранах в тяжелой промышленности, как показано на рисунке, опора может двигаться влево, вправо и вращаться, сопротивляясь вертикальным нагрузкам, поэтому тяжелый груз можно перемещать из одного места в другое по горизонтали.
Шарнирные опоры
Шарнирная опора способна противостоять силам, действующим в любом направлении плоскости. Эта опора не оказывает никакого сопротивления вращению. Горизонтальную и вертикальную составляющие реакции можно определить с помощью уравнения равновесия. Шарнирная опора также может использоваться в трехшарнирных арочных мостах на опорах берегов, а в центре вводится внутренний шарнир. Он также используется в дверях, чтобы производить только вращение в двери. Поддержка шарнира снижает чувствительность к землетрясению.
Фиксированные опоры
Фиксированные опоры могут выдерживать вертикальные и горизонтальные силы, а также моменты, поскольку они сдерживают как вращение, так и смещение. Они также известны как жесткая опора. Для устойчивости конструкции должна быть одна неподвижная опора. Флагшток на бетонном основании является распространенным примером неподвижной опоры.
В железобетонных конструкциях стальная арматура балки встроена в колонну для создания неподвижной опоры, как показано на рисунке выше. Точно так же все заклепочные и сварные соединения в стальных конструкциях являются примерами неподвижных опор. Заклепочные соединения в настоящее время не очень распространены из-за появления болтовых соединений.
Штифтовые опоры
Штифтовая опора аналогична шарнирной опоре. Он может противостоять как вертикальным, так и горизонтальным силам, но не моменту. Это позволяет конструктивному элементу вращаться, но не перемещаться в любом направлении. Предполагается, что многие соединения являются закрепленными соединениями, хотя в действительности они могут сопротивляться небольшому моменту. Верно также и то, что штифтовое соединение может допускать вращение только в одном направлении; обеспечение сопротивления вращению в любом другом направлении. В человеческом теле колено является лучшим примером шарнирной опоры, так как допускает вращение только в одном направлении и сопротивляется боковым движениям.
Идеальные шарнирные и неподвижные опоры на практике встречаются редко, но балки, опирающиеся на стены или просто соединенные с другими стальными балками, считаются шарнирными. На распределение моментов и поперечных сил влияет состояние опоры.
Внутренний шарнир
Внутренние шарниры часто используются для соединения изгибаемых элементов в точках, отличных от опор. Например, на рис. выше две половины арки соединены с помощью внутреннего шарнира.
В некоторых случаях он преднамеренно вводится, чтобы избыточная нагрузка сломала эту слабую зону, а не повредила другие элементы конструкции, как показано на рисунке выше.
Типы опор и реакций и приложений в конструкциях
🕑 Время чтения: 1 минута
Опора в конструкции — это элемент, который помогает другим элементам сопротивляться нагрузкам. Обсуждаются различные типы опор, их реакции и применение для конструкций и их деталей.
Опоры в конструкции передают нагрузку на землю и обеспечивают устойчивость опирающейся на нее конструкции.
Содержание:
- Типы опор и реакций в конструкциях и их приложения
- Внешние опоры и реакции и приложения в конструкции
- Неподвижная опора, реакции и приложения в конструкции
- Шарнирная опора и реакции в конструкции
- Роликовая опора, реакции и приложения в конструкции
- Рокерная опора, реакции и приложения в конструкции
- Связующая опора и реакции в конструкции Конструкция
- Внутренние опоры, реакции и приложения в конструкции
- Внутренняя шарнирная опора в конструкции
Типы опор можно в основном разделить на два типа
- Внешние опоры
- Внутренние опоры
Внешние опоры, реакции и приложения в конструкции
Опоры, которые обычно устанавливаются снаружи, не нарушая конструктивных элементов, являются внешними опорами.
Различают следующие типы внешних опор:
- Фиксированная опора
- Штифтовая опора или шарнирная опора
- Роликовая опора
- Кулисная опора
- Опора связи
- Простая опора
Фиксированная опора, реакции и приложения в конструкции
Неподвижные опоры также называют жесткими опорами. Неподвижные опоры защищены от вращения и смещения, поэтому они могут противостоять любому типу силы или момента. В структурном анализе необходимо найти три неизвестных для фиксированной опоры, которая может удовлетворять всем трем уравнениям равновесия. Для обеспечения хорошей устойчивости конструкции следует предусмотреть хотя бы одну жесткую опору. Балка, закрепленная в стене, является хорошим примером стационарной опоры.
Рис.: Фиксированная опора — балка, закрепленная в стене
Штифтовая опора и реакции в конструкции
Шарнирная опора или шарнирная опора могут противостоять как вертикальным, так и горизонтальным силам, но не могут сопротивляться моменту.
Это означает, что шарнирная опора удерживается от смещения.
Используя уравнения равновесия, можно найти составляющие горизонтальной и вертикальной сил.
Лучшим примером шарнирной опоры является дверное полотно, которое вращается только вокруг своей вертикальной оси без каких-либо горизонтальных или вертикальных перемещений.
Вращение шарнирной опоры или шарнирной опоры допускается только в одном направлении и противодействует в другом направлении.
Шарнирные опоры также используются в трехшарнирных арочных мостах с двумя опорами на концах и третьим шарниром, предусмотренным в центре арки, который называется внутренним шарниром.
На рисунке ниже показана шарнирная опора Сиднейского моста Харбор-Бридж.
Рис. Шарнирная опора моста Харбор-Бридж в Сиднее
Роликовая опора, реакции и применение в конструкции
Роликовые опоры сопротивляются только перпендикулярным силам и не могут сопротивляться параллельным или горизонтальным силам и моментам.
Это означает, что роликовая опора будет свободно перемещаться по поверхности, не сопротивляясь горизонтальной силе.
Этот тип опор предусмотрен на одном конце пролетов моста. Роликовая опора на одном конце предусмотрена для того, чтобы обеспечить сжатие или расширение настила моста в зависимости от разницы температур в атмосфере.
Если роликовая опора не предусмотрена, это приведет к серьезному повреждению берегов моста. Но этой горизонтальной силе должна противостоять по крайней мере одна опора для обеспечения устойчивости, поэтому роликовая опора должна быть предусмотрена только на одном конце, а не на обоих концах.
Рис. Роликовая опора на одном конце моста
Роликовая опора, реакции и применение в конструкции
Рокерная опора аналогична роликовой опоре. Он также сопротивляется вертикальной силе и допускает горизонтальное перемещение и вращение. Но в этом случае горизонтальное движение происходит из-за изогнутой поверхности, расположенной внизу, как показано на рисунке ниже.
Таким образом, количество горизонтальных движений в этом случае ограничено.
Рис.: Опора коромысла в конструкции
Поддержка связи и реакции в конструкции
Ссылка поддерживает только вращение и перемещение перпендикулярно направлению ссылки. Это не позволяет перевод в направлении ссылки. Он имеет одну линейную составляющую равнодействующей силы в направлении звена, которую можно разложить на вертикальную и горизонтальную составляющие.
Простые опоры в конструкции и их реакции
Простая опора — это просто опора, на которую опирается элемент конструкции. Они не могут противостоять боковому движению и моменту, как роликовые опоры. Они лишь сопротивляются вертикальному движению опоры с помощью силы тяжести.
Допустимое горизонтальное или боковое перемещение ограничено, после чего конструкция теряет опору. Это как кирпич, лежащий продольно на двух кирпичах.
Этот тип поддержки обычно не используется в конструкционных целях.
Однако в зонах частой сейсмической активности можно увидеть простые опорные конструкции.
Рис.: Простые опоры в конструкции
Внутренние опоры, реакции и приложения в конструкцииВнутренние опоры предусмотрены внутри конструктивного элемента, что означает, что внутренняя опора делит весь элемент на части. Таким образом, для каждой части можно найти внешние реакции, которые будет значительно легче анализировать. Ниже приведены типы внутренних опор, предусмотренных в конструкции:
- Внутренний шарнир
- Внутренний ролик
Подобно шарнирной опоре, внутренний шарнир также сопротивляется перемещению в обоих направлениях и допускает только вращение.
В конструкциях для осевых элементов предусмотрены внутренние шарниры, а для балочных — средние шарниры. Их можно широко увидеть на мостах арочного типа в центре арки.