ГОСТ 33005—2014
Приложение В
(обязательное)
Расчет статической нагрузки
В.1 Проектные требования для статической нагрузки
Проектирование соединения для статической нагрузки требует, чтобы оно было рассчитано на предвари
тельную и расчетную нагрузки, во время максимальных поперечных напряжений в допустимых пределах, установ
ленных в В.4. Местные максимальные напряжения не должны рассматриваться для статической нагрузки.
В.2 Типы напряжений и их категории
В данном пункте указаны типы и категории напряжения (о), которые предусмотрены для соединения Драйзе
ра. Полное пониманиеданных напряжений необходимо для правильного проектирования соединения райзера.
Следует рассмотреть следующие типы напряжения.
а) Мембранное напряжение в секции является средним значением напряжения, вызванного усилием,
продольным «секции. Оно вычисляется с использованием классического уравнения для нормального напряжения
(о= F/A). Если мембранное напряжение является средним значением по полному поперечному сечению, то оно
будет являться общим мембранным напряжением, примером которого служит среднее значение осевого напряже
ния в трубопроводе под нагрузкой при растяжении. Если мембранное напряжение является средним только по
локализованной части поперечного сечения, то онобудетсчитаться локальным мембранным напряжением, приме
ром которого служит осевое напряжение, среднее по зоне, прилегающей к отверстию обсадной трубы кулачковой
муфты. Необходимо определить зону, используемую для усреднения локального напряжения. Применение очень
маленьких зон приводит, а результате, к максимальному напряжению, а не к локальному мембранному напряже
нию. С другой стороны, усреднение по слишком большой зоне приводит, в результате, к общему мембранному
напряжению, а не клокальному мембранному напряжению.
б) Напряжением при изгибе является напряжение, вызванное изгибающим моментом. Оно меняется линей
но с расстоянием от центра секции ивычисляется сиспользованием классическогоуравнения механикидля напря
жения при изгибе (л = М с/1).
в) Чистым касательным напряжением в секции является среднее напряжение, вызванное усилием, попе
речным к секции. Оно усредняется по общей области секции и вычисляется с использованием классического
уравнения для касательного напряжения (о = F/A). Примером чистого касательного напряжения является среднее
касательное напряжение в резьбовом соединении.
г) Напряжением смятия является нормальное напряжение на контактных поверхностях сопряженных
поверхностей. Оно усредняется по общей контактной зоне и вычисляется с использованием классического
уравнения для нормальногонапряжения (о * F/A). Примером напряжения смятия является контактное напряжение
между зажимами и заплечиком кулачковой муфты, находящейся под нагрузкой.
д) Все напряжения могут классифицироваться как основные, максимальные и дополнительные.
1) Основным напряжением является напряжение, вызванное внешними нагрузками или предварительной
нагрузкой и необходимое для соответствия правилам статического равновесия.
Пример — Мембранное напряжение в штанге, подвергнутой нагруз
к
е осевой силы, равно напряже
нию при изгибе в простой бал
к
е.
2) Максимальным напряжением является высокое местное напряжение, которое существует при отсутствии
непрерывности на пути нагружения.
Пример — Высо
к
ое местное напряжение в
к
анав
к
е резьбы в болте.
3) Дополнитепьным напряжением является любое напряжение в структуре, которое не является основным
или максимальным напряжением.
В.З Напряжение соединения райзера
Имеется шесть типов напряжений, которые должны быть оценены для каждогосоединения райзера:
а) <тр[п — общее основное мембранное напряжение:
б)— местное мембранное напряжение;
в) Ор^—основное напряжение при изгибе;
г)— дополнительное напряжение;
д) osh— чистое касательное напряжение.
е)“ ■напряжение смятия.
17