L~ 'N

CL •• _, 0 ... 0 .....

"i • i "!! • "Cl c • 0

OK 66.0231539.4.001.24 Fachbereichstandard Juni 1982

Deutsche Demokratische

Republik

Behälter und Apparate

Festigkeitsberechnung

Schalen bei Belastung durch Tragelemente

JGL 32 903 /17

Gruppe 131000 921010

Cocy:zn,i R annapaTs HopMH H MeTO,IJJ! pac~eTa Ha npo~HOCTL

Oöe~EilbGI no~ Bos~eacTBReM

onopHWC HarpysoK

Oeekriptoren1 Tragele•enti Festigkeit

Veaaela end Equip•ent

Calculation of Strength

Shelle loaded by Supporting Elemente

Verbindlich ab 1. 3. 1983

In dieae• Standard sind die Festlegungen des 1 n { o i ;;«. c ·~ i o n s t tlil 11 e

Paul-Schneider-Straße SO a ·WElt1J\R

ST RGW 2574-80 *1)

enthalten enteprechend der Konvention über die Anwendung der Standards des Ratea für gegen­seitige Wirtschaftshilfe • Weitere Infar•ationen siehe Abechnitt Hinweise.

5 3 0 0

D i e e e r S t a n d e r d g i 1 t für die Featigkeitaberechnung von Zylinder­schalen, Kegelschalen, Kugelsehelan und gewölbten Böden, die statisch durch Tragösen, Tragpratzen, Sattellager oder Tregetützen beansprucht werden.

D i e e e r S t a n d a r d g i 1 t n u r für schalen aue Stahl und Stahlguß in Verbindung ait TGL 32903/02, aus Gußeisen in Verbindung •it TGL 32903/03 und aue Nichteiaen•etallen in Verbindung •it TGL 32903/04.

Inhaltsverzeichnis

1. Allgeaeinea

2. Tragöeen

3. Tragpratzen

4. sauelager

5. Tragatützen

Seite 2

5 12 16

27

*1) für die vertragerechtlichen Beziehungen zur öko'noaiechen und wissenacheftlich­techniechen internationalen ZUsa••enarbeit verbindlich ab 1. 1. 1983

Fortsetzung Seite 2 bie 36

Verantwortlichjbeetätigt: 30.06.82 VEB Che•ieanlagenbaukoabinat Leipzig/Gri••a. Griaaa

WBV- BV 17

Seite 2 TGL 32903/17

1. ALLGEMEINES

1.1. Bezeichnungen

1.1.1. Allge•eine For•elzeichen

b2 b3 c n

"r p

[PJ s 5i 52 t

X

D OK

DR F

F: 1

[FJ [F]i

G H

K1

bis K2o M

[M] [O] R

ex., II>

-&,

~2 O'm

(cri] [O'J [O']K

Breite der Verstärkungsplatte in m•, siehe Bilder 2, 9 und 15 Linge der Veretirkungeplatte in •m, aiehe Bilder 2 und 9

Su••e aller Zuschläge zur rechnerisch erforderlichen Wanddicke in •• Anzahl der Tragele•ente Sicherheitsbeiwert gegen die Streckgrenze Berechnungsdruck i• Betriebe- oder Prüfzustand in MPa, für inneren Oberdruck ist p > O, für äußeren Oberdruck ist p < 0 einzusetzen zulässiger äußerer Oberdruck in MPa auageführte Wenddicke der Zylinder- oder Kegelschale in mm ausgeführte Wanddicke das gewölbten Bodens in mm, siehe Bild 27 ausgeführte Wanddicke der Verstärkungsplatte in •m, siehe Bilder 2, 9, 15 und 27 Breite des Versteifungsringee an der Stelle, die mit der schale verschweißt ist, in••. siehe Bilder 3 und 16

\

Abstand zwischen der Achse des halbellipeoiden Bodens und der Mitte des Tragelementes in m•, siehe Bild 4d

lnnendurch•eeeer der Zylinderschale oder des gewölbten Bodens in mm Innendurchmesser der Kegelschale an der Stelle, wo sich die Mitte des Tragele•entes befindet, in•• Berechnungsdurchaeeser in mm, nach Abschnitt 1.1.3.

Axielkratt in N, die auf die volle Querschnittsfläche der Zylinder- oder Kegelschale wirkt, ohne Anteil von innere• oder äußerem Oberdruck; für Zugkraft iat F > 0, für Oruckkraft ist F < O einzusetzen vorhandene Kreft in N, die auf das i-te Tregeleaent im Betriebs-, Prüf-oder Montagezustand wirkt; für Tregöeen, Tragpratzen und Tragstützen ist i • 1

zuliaaige Axielkraf t aus der Stabilitätsbedingung in N

zuli11ige Kraft in N auf das i-te Tragelemen' im Betriebs-. Prüf- oder Montagezuatand

Eigenlast des Behälters in N i• Betriebs-, Prüf- oder Montagezustand Höhe der Bodenwölbung innen ohne zylindrisches Teil in ••. siehe Bilder 15 und 16

Beiwerte

Biege•o•ent in N•m•, dae in der vollen Schelenquerechnittsfliche an der Stelle dea Tregele•entee i• Betriebs-, Prüf- oder Montagezuetend wirkt zuliaeigee Biegemoment eue der Stabilititebedingung in N•mm zulässige Querkraft in N

innerer Radius der Kugelschale oder der Kugelkelotte eines Torus.kugelbodens in •• halber Of fnungewinkel der Kegelschale in Grad

Nehtwertigkeit für Schweißnähte in der Schale, die eich im Bereich des T~egelementes befinden

Verhältnis der örtlichen Membranspennungen zu den örtlichen Biegespannungen Aueleatungsgrad der Schale durch globale Membrenepennungen globele Me•branapannung in MPe Ö'mx in Meridianrichtung dmy in U•fengarichtung Biegegrenzepennung in MPa

zul6aeige Spannung für die Schale } zuläeaige Spennung für den Vereteifungsring

in MPa i• Betriebe-, Prüf­oder Montagezustand

1.1.2. Die Größen c, "r• p, lf. [O'.] 112

> und [O']K sind für Schalen aus Stahl und Stehlguß nach TGL 32903/02, eua Gußeisen und Teaperguß nech TGL 32903/03 und aus Nichteieenaetellen ·nech TGL 32903/04 zu beati-en, die Größen [p] • [F] , [M] und [Q] nech TGL 32903/05.

•2) Für Sehelan aue Gußeisen •it Leaellengraphit ist [O'J ait Ka • 1.0 zu berechnen.

TGL 32903/17

1.1.3. Oie Berechnungsdurchmesser sind nach folgenden Formeln zu ermitteln:

für Zylinderschalen:

D = D R

für Kegelschalen:

OK DR= cos~, für Kugelschalen und Kalotten von Toruskugelböden:

DR;:, R

für halbellipsoide Böden:

0 2 _ /. 2 D

2- 4 H 2

DR= 4 H v1 - 4x . 04

für halbellipsoide Böden mit g = 0,25:

1.1.4. Oie Bilder dieses Standards legen nicht die Konstruktion der Tragelemente fest. sie dienen nur zur Angabe der für die Berechnung erforderlichen Maße.

1.2. Prinzip der Berechnung

Für Schalen, die durch Tragelemente belastet sind, sind örtlich zulässige Kräfte [F] 1

Seite 3

( 1)

( 2)

( 3)

(4)

(5)

zu bestimmen. Grundlage der Berechnung von Schalen, die durch Tragösen, Tragpratzen oder Sattellager beansprucht sind, ist die Biegegrenzspannung [01], ~ie wird bestimmt aus der Traglast eines aus der Schale herausgetrennten Balkens mit Rechteckquerschnitt. Für Schalen auf Tragstützen wird eine direkte Traglastlösung angewendet,

1.3. Biegegrenzspannung

1.3.1. Oie Biegegrenzspannung ist nach Formel (6) zu berechnen, Sie begrenzt die ört­lichen Biegespannungen in Abhängigkeit von den örtlichen Membranspannungen und dem Aus­lastungsgrad durch globale Membranspannungen.

nr it3l [a;] = K,· [o-J. K

2

{

1,2

1,0

für den Betriebszustand

für den Prüf- und Montagezustand

K1 Beiwert nach Bild 1 in Abhängigkeit von~1 nach Abschnitt 1.3.2. und &2 nach Abschnitt 1.3.3.

1.3.2. Der Wert von-6"1 ist für die einzelnen Tragelemente in den Abschnitten 2.4,4,,

3.4.4., 3.4.7. und 4.6.2,1. angegeben.

1.3.3, '&2 ist nach Formel (7) zu bestimmen.

Ki 5'rn "'2 = ~ • [o'J .„ Wenn '6-

2 < o, ist "&2 = 1-&21 zu setzen und das Vorzeichen von 6"1 u•zukehren.

(6)

(7)

Ist der Abstand zwischen dem T.ragelement und der nächstliegenden Schweißnaht größer als yoR • s' , ist ~ = 1 zu setzen. Oie Zuordnung der globalen Membranspannungen nach Ab­schnitt 1.4. erfolgt für die einzelnen Tragelemente nach den Abschnitten 2.4.4,, 3,4.4.,

3.4.7. und 4.6.2.1.

~3) Für alle Werkstoffe nach TGL 32903/03 ist für den Betriebszustand nT • 1,5 und für den Prüf- und Montagezustand nT • 1,1 einzusetzen.

Seite 4 TGL 32903/17

Beiwert K1

1,5

K,

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0 0

Bild 1

1.4. Globale Me•branspannungen

1.4.1. Die globalen Me•branspannungen dienen hier nur zur Berechnung dar Biegegrenz­spannung. Tragfähigkeitsnachweise für Schalen unter Oberdruck, Axialkräften und Biege­•o•enten erfolgen nach TGL 32903/05, 06 und 07.

1.4.2. Globale Meridian•e•branspannungen in Zylinderschalen

1.4.3. Globale Meridianmembranapannungen in Kegelschalen

1.4.4. Globale U•fanga•e•branspannungen in Zylinder- und Kegelschalen

P· DR f5 - --

my 2·(S-C)

1.4.5. Globale Me•branapannungen in Kugelschalen, Kugelkalotten von Toruskugelböden und halbellipeoiden Böden

= p ·ÜR 2-(S-C)

....

(8}

(9}

(10)

(11)

TGL 32903/17 Seite 5

2. TRAGÖSEN 2.1. Bezeichnungen

2.1.1. Die Bilder 2, 3 und 4 gelten für Tragösen mit und für Tragösen ohne Verstärkungs­platte.

Zylinderschale ohne Versteifungsring

Bild 2a Tragöse, axial an der Schale

F,

Bild 2b Tragöse, tangential an der Schale

2.1.2. Formelzeichen

Allgemeine Formelzeichen siehe Abschnitt 1.1.1.

b1

Breite der Tragöse a• Fuß in m•, siehe Bild 2 e1 Exzentrizität des Punktes der Krafteinleitung in ••, siehe Bild 2 e

2 Abstand zwischen de• Punkt der Krafteinleitung und der Schale oder der Verstärkungsplatte in mm, siehe Bild 2

e3

Abstand zwischen de• Punkt qer Krafteinleitung und der neutralen Achse des Verateifungsringes in ••, siehe Bild 3

le effektive mittragende Länge der Schale •it Versteifungsring in ••, siehe Bild 3 r Radius der neutralen Faser des Versteifungsringes in mm, siehe Bild 3 \Nr Wideretands•o•ent des Versteifungsringes gegen Biegung in ••3

'INK Widerstanda•o•ent des Versteifungsringes gegen Torsion in ••3

cJ.. Winkel zwischen Kraftrichtung und der Achse senkrecht zur Schalenwand in Grad,

siehe Bilder 2 und 3

Seite 6 TGL 32903/17

Zylinderschale mit Versteifungsring d-

t

le

Bild 3a Tragöse, tangential an der Schale Bild 3b Tragöse, axial an der Schale

Anordnung von Tragösen, Beispiele

Bild L.a ~L.b

Bildl.c Bild4d

2.2. Geltungsbereich der Berechnungsformeln

Oie Berechnungsformeln gelten bei Einhaltung der Bedingungen

5 - c ;;;, 005 DR •

b ~ 15· ... 3 • .., 5 ~ s

2 } für Tragösen •it Verstärkungsplatte

Oie Kraft wirkt in der Ebene der Tragöse.

Bei Toruskugelböden •uB die Tragöse i• Bereich der Kugelkalotte, bei halbellipsoiden Böden i• Bereich 0 ~ x '0,4 D angeschlossen sein.

2.3. Berechnungskraft

Die Kraft F1 , die auf die Tragöse wirkt, ist nach den Regeln der Mechanik zu berechnen. für sy••etrische Behälter, die an zwei sy••etrisch angeordneten Tragösen hängen, gilt

(12)

TGL 32903/17 Seite 7

2.4. Tragfähigkeitsnachweise für die Schale ohne Versteifungsring

2.4.1. Der Tragfähigkeitsnachweis für die.Schale an der Stelle, wo die Tragöse ohne Ver­stärkungsplatte angeschweißt ist, hat nach Formel (13) zu erfolgen.

F, §; lFJ, =

2 [C'j. (S-C)

16 K • cos«I + 12be2 ·K I sincx - : 1 ·cosocl

3 1 4 2

( 13)

2.4.2. Der Tragfähigkeitsnachweis für die Stelle der Schale, an die stärkungsplatte angeschweißt ist, hat nach Formel (14) zu erfolgen.

2

die Tragöse mit Ver-

K5

· [cri] · (s-c)

\ sino<.- _e_, - ·cosoc.1 ~+ S2

( 14)

2.4.3. Zur Bestimmung von K3 und K4

nach den Bildern 5 und 6 sind für b folgende Größen einzusetzen:

für Tragösen ohne Verstärkungsplatte

für Tragösen mit Verstärkungsplatte

K5

ist nach Bild 7 zu bestimmen.

2.4.4. [<Ji] nach Formel (6)

Dabei ist K1 mit folgend.en Größen 8"1 und &-2

zu berechnen:

für Tragösen, axial an Zylinder- und Kegelschalenr

6-1 0,2

{T2

ist nach Formel (7) mit O'm • O'my nach Formel (10) zu bestimmen.

für Tragösen, tangential an Zylinder- und Kegelschalen:

e-1 0 ,3

-&2 ist nach Formel (7) mit O'm • O'mx nach den Formeln (8) oder (9) zu bestimmen.

2:4.s. Für den Montagezustand mit Ö'm ~ O darf die Biegespannung wie folgt berechnet

werden:

\

139 · [O']- n • T [O:] =

' 1,28· [er]· nT

für Tragösen, axial an Zylinder- und Kegelschalen

für Tragösen, tangential an Zylinder- und Kegelschalen und Tragösen an gewölbten Böden

2.4.6. Für Tragösen an gewölbten Böden gilt:

Die Berechnung erfolgt sowohl als Tragöse axial als auch als Tragöse tangential, in

beiden Fällen mit Ö'm nach Formel (11). Maßgebend wird der kleinere Wert [)=) 1 •

2.s. Tragfähigkeitsnachweis für die Zylinderschale mit Versteifungsringen, die un­

mittelbar unter der Tragöse angeordnet sind.

2.s.1. Bei der Berechnung der Größen r, e3 , w1 und WK ist die effektive mittragende Länge le der Schale nach Formel (15) zu berücksichtigen.

1 = t+11 -'VD·(s-c)' e •

t,

(15)

'-;„v

~ 10 . 20 ' 30 40 60 100

Beiwert

200 300 /i)Q 60080010 20 30 40 60 100 Bild 5

200 300 400 DR 800 2(s-cJ

Cl> Cl .... rt CD

CD

a r w N

8 ~ ... .....

„ ..?

Beiwert K4

K4

0,18 ~~~,~~............_ 1

K

4 ""I ...... l~I l" 1 ...... 1 1"1':1'.:l'k 1 "" ~ 016 ~ '" ~ '

0,16 ~I "'""'l"~T'-ll ""-:! r-......._, /=-..t:: 1 1 1 1 f 01 / !=\: ' .... "" "' "" I Lt 1 4\:, 1, .

012 P::- '\' ~ 1 f\: f\: ! ~ 1 N 1 'x i'x 1

0,10 t='\: i 1 "1 : '\: i l'\I ).. 1 1

0,08 ~ 1 ~ 1 i'x

0,06

0,01.

0,02

10 20 30 40 60 100 200 300 400 DR 800 10 20 30 40 60 100 200 300 400 DR 800

a r w N U) 0 .• w ...... .,,,. .....

~ ~ 2( s-c) 2ls--cl

, _____________________________ ~~------------------------_J: Bild 6

Seite 10 TGL 32903/17

Beiwert K5

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0 &..>.-U-L..>..--L-l--U...l......J.-1-.l.......L....._J.......L..J_J..J...J._-'--L_,_.L.U...--'--.JL-L...LL.L__J_J......L_...:..L...JL.LL...L..L__J_.LJ....L...J_J.......L.J.......L....L..J..J..J......J-J.-1-.L.L..L...i.-L.-;..L.-;..~~

0 0,()5 0,1 0,15 0,20 0,25 0,3 0 op5 0,1 0,15 0,2

Bild 7

2.s.2. Der Nachweis erfolgt nach Forael (16).

< QFJ 1. -{g']K -W1 ~ - 1 = K6 ·r

{16)

K6 nach den For•eln (17), (18) oder Bild 8

Wenn [O'JK > [a'J ist, ist anstelle [O'JK die Größe [O'] einzusetzen.

für Tragösen, axial an der Schale (17)

{ e . (O,S+10i1Hcoscx.l+ lsincq}

K - max ICOSOl\ + 2. r1 ·ISlntt h für Tregöaen. tangential an der Schale {18) 6 l.+10~

Beiwert K6

:11 1,3

K5 1,2

1 / 1 1 1 1 ,.,~ ,

~4.-l-/I 1 1 11.e---I 1,1

ex / 1 ./ 1 1 ....... 1

w

,1rrr 1 A lLLd::bJ 09 1

OJ 1 1 ~ "{~~~ '\j,\ 1\ \1 „.

1,25 O?

1,0 0,6 0,9

:a- J 0.5

0,4 ~ 1 ~ 1 1 1 1 „ 1 l \ \ „ 1 \ \ l Gt r c.> N

0,3 ~ 1 1 1 1 1 1 I' \ ' 1 ' \ " ll~ ._.

" Cl>

o• 10° 200 30° 40° 50° 60° 70° 0( 80° 90° -.-- 0° 10° 20° 30° 40° 50° 60° 70° tX 80° 9d1 ~ • Bild 8 1:::

Seite 12 TGL 32903/17

3. TRAGPRATZEN 3.1. Bezeichnungen

3.1.1. Bild 9 gilt für Tragpratzen mit und für Tragpratzen ohne Verstärkungsplatte.

1 ~

g

A 1 1

1 1

.E .iS'

b, b2

~ F, \,_ -/

g

1 s, 1

1

1 1 1

.E .0 8

1 1 1 ~

1

1

b,

bi

\ g

1

1 1

1 1 1

- "" .c .0 c

b, b2

--------.--

1

1

1 -·-- --·- - ·- .E "" .0 D

1

1

-p e, F,

-~

Bild 9

TGL 32903 17

3.1.2. For•elzeichen

Allgemeine For•elzeichen siehe Abschnitt 1.1.1.

b1 Breite der Tregpretze in mm, siehe Bild 9 e

1 Abstand in mm zwi~chen der Behälterwand oder der Verstärkungsplatte und der Auflegerkreft, siehe Bild 9

g Abstand zwischen den Mittellinien der Rippen in 11m, siehe Bild 9 h

1 Höhe der Tragpratze in mm, siehe Bild 9

11 Länge der Tragpratze in mm, siehe Bild 9

3.2. Geltungsbereich der Berechnungsformeln

3.2.1. Die Tragpratzen sind an Zylinder- oder Kegelschalen angeschlossen. Oie Kreft­richtung und die Achsrichtung der Schale sind parallel.

3.2,2. Die Berechnungsformeln gelten bei Einhaltung der Bedingungen:

S-C

~ g .ii:

~ 0,05

02·h J 1

1,5. h, 06 ·b • 3 s

3.3. Berechnungskräfte

} für Tragpratzen mit Veretärkungsplatte

Seite 13

Oie Kraft, die auf die Tragpratze wirkt, ist nach Formel (19) zu berechnen, Ein Moment M

ist nur dann zulässig, wenn n > 2 ist.

F. = 1

G 2

G 3+

für n-2

tür n -4

Bei vier Tragpratzen iet bei der Montage eine gleichmäßige Belastung jeder Pratze zu

gewährleisten.

(19)

Sind ~ehr als vier Tragpratzen erforderlich, wird empfohlen, einen Tragring zu verwenden.

3.4. Tregfähigkeitsnechweis für die Schale

3.4.1. Der Tragfähigkeitsnachweis für die Schale an der Stelle, wo die Tragpratze ohne Verstärkungsplatte angeschweißt iet, hat nach Formel (20) zu erfolgen.

F;; 1

F [O'j]. h1 .( s-c) [ J, = K · e

7 1

2

3.4.2. I• Bereich f < 0,5 ist [F] 1 nach Formel (20) mit der Größe (0,5 + *) zu 1 1

multiplizieren.

3.4.3. Der Beiwert K7

ist zu beetim•en:

für die Formen A und C nach Bild 10

für die Form B nach Bild 11

für die For• 0 nach Bild 12

*4) Definition von H beachten, siehe Abschnitt 1.1.1.

(20)

„

Seite 14 TGL 32903/17

3.4.4. [o'i] nach For•el (6)

Dabei ist K1 mit folgenden Größen ~1 und -&2 zu berechnen:

für die For•en A, B und C: -a-1 • 0,3

~2 ist nach For•el (7) •it Ö'• • CJ;.y nach For•el (10) zu besti••en.

für For• D: -&-1 • 0,3

-e-2 iet nach For•el (7) mit ö;. • ä'•x nach den Formeln (8) oder (9) zu bestimmen.

1,0

0,8

0,6

0,4

02

0 10 20

Beiwert ~ für die For•en A und C

30 40 50 60 80 100

Bild 10

Beiwert ~ für For• B

Bild 11

200

200

DR 300 400 2(s-c l 1000

300 400 __Da_ '1000 21S=Cl

TGL 32903 17 saue 15

Beiwert f Or ~ f Or For• O

16

K7~--f~t-~r--t--+++-+-f~-+-~+---+----+---+-f-4-++-l--i-+-+-1

1 ,4 c--......t--+'~-+-+3+.-H----+--+-t-+~--+----l--t---l--l----+---l--+-----1------i---__j.____1-l

1p

0,2

0 200 300 400 DR 1000

2(s-c) 10 20 30 40 50 60 80 100

81111 12

Beiwert K8

1,4

Ks i--~1---1--+--+-+-+++-+--+-+-+-+-~+---+--+--+-+-+-+-1--+---+-.+-+-1

1,0

0 10 20 30 40 50 60 80 100

Bild 13

200 300 400 ......Qa. 1000 21s-cJ

Seite 16 TGL 32903/17

3.4.5. Der Tragfähigkeitanachweia angsachwei8t iat, hat nach For•el

für die

(21) zu

2 [(S;l • l>J .( s-c)

Stelle, wo die Tragpratze •it Verstärkungaplatte

erfolgen.

F. ~ 1

[F] -1 K6· (e

1+ s2)

3.4.6. Der Beiwert K8 ist nach Bild 13 zu bestimmen.

3.4.7. [O"j) nach Formel (6)

Dabei ist K1

mit folgenden Größen '8J. und ~2 zu berechnen:

• 0,4 ist nach Formel (7) mit er • Ci' nach Formel (10) zu bestim•en. m my

1.. SATTELLAGER

(21)

4.1. Bezeichnungen

4.1.1. Bild 15 gilt für Zylinderschalen ohne und mit Veretärkungsplatte.

Lagerungsarten für Behälter auf Sattellagern

Bild 14

A Behälter, symmetrisch,

auf zwei Sattellagern

B Behälter, symmetrisch, auf drei oder mehr Sattellagern

c Behälter, beliebig ge­lagert, außer A und B

4.1.2. Formelzeichen

Allgemeine Formelzeichen siehe Abschnitt 1.1.1.

f l, fe r Se

Set

Breite dea Sattellagers in mm, siehe Bild 15 Länge des freistehenden Teiles der Zylinderschale einschließlich des zylindrischen Teiles des Bodens in mm, siehe Bilder 15 und 16 Abstand zwischen der Behälterwend und der neutralen Faser des Versteifungsringes bei plastischer Biegung in mm, siehe Tabelle 3 Länge des freistehenden Teiles einer äquivalenten Zylinderschale in mm

2 e3 " el + 3 H überstand der Verstärkungsplatte in Umfangsrichtung in mm, siehe Bild 15 Abstand zwiechen zwei benachbarten Sattellagern in mm, siehe Bilder 14 und 19 effektive mittragende Länge der Behälterwand in mm, siehe Bild 16 Radius der neutralen Faser des Versteifungaringea in mm, siehe Bild 16 effektive Wanddicke in mm

Ersatzwanddicke in mm

„, TGL 32903/17

q Streckenlast des äquivalenten Behälters in N/••· siehe Bild 19 L Länge des zylindrischen Teiles des Behälters einschließlich der zylindrischen

Teile der Böden in •• Mi Ho•ent über de• i-ten Lager in N••• M,. •axi•ales Ho•ent zwischen den Lagern i und j in N• •• IJ Qi •axi•ale Querkraft i• Bereich des i-ten Lagers in N (1 •Beiwert für die Lagerbreite i Beiwert für den Bodenabstand ~l Umschlingwinkel des Sattellagers in Grad, siehe Bild 15 ~ 2 U•schlingwinkel der Verstirkungsplatte in Grad, siehe Bild 15 ~P Wertigkeit der Längsschweißnaht ~T Wertigkeit der Rundschweißnahot

Zylinderschale ohne Versteifungsring

H

e,

0

Bild 15

Zylinderschale •it Versteifungsring

H

ei '-

1

0 -~-

le le t

III

~

0

t

Seite 17

Bild 16a Versteirungaring innen Bild 16b Versteifungsring außen

•.

Seite 18 TGL 32903 17

Geltungsbereich der Berechnungsformeln

4.2.1. Die Sattellager sind in U•fangsrichtung der Zylinderschalen angeordnet.

4.2.2. Die Berechnungefor•eln gelten bei Einhaltung folgender Bedingungen:

60° ~ 6 ~ 180° 1

&-C ~ 005 D .•

s2 ~ s

f ~ 0,1·0 l für Settellager ait Veretärkungeplatte

für Versteifungsringe über de• Lager nach Tabelle 3

4.2.3. Die Auflagerkräfte eind nur bei Lagerung auf zwei Sattellagern eindeutig beeti•at, unabhängig von Teaperaturdehnungen, Fertigungetoleranzen an den Legern und ungleiche• Setzen der Funda•ente. Leeeen sich drei oder aehr Leger nicht-veraeiden, aüssen Fundeaente und Lager nivelliert sein.

4.2.4. Obergänge vo• Sattellager zur Behälterwand (Stelle ~ in Bild 15) sollen •weich• ausgeführt sein, u• Spannungsspitzen abzuaindern. Das gilt besonders für unversteifte Zylinder mit _Q_ :> 200. s-c 4.2.5. In Sattellagernähe dürfen keine Stutzen liegen. Der Abstand zwischen nächstliegender Rundnaht und Lager oder zwischen Lingsnaht und Horn des Sattellagers auß aindestens "Vocs-c) betragen. Diese Bedingung gilt nicht fü.r die Rundnaht zwischen Zylinderschale und Boden.

4.2.6. Sind Teaperaturdehnungen in Längsrichtung zu erwarten, ist ein Sattellager als Festlager, die anderen sind als Loslager auszuführen. In Achsrichtung •weiche• Sattellager dürfen festgeaacht werden, wenn sie die entstehenden Dehnungen aufneh•en können.

4.3. Oberschlägiger Tragfähigkeitsnachweis

Für Behälter auf zwei 5attellagern nach Legerungsart A in Bild 14 darf die Festigkeitsbe­rechnung nach den Abschnitten 4.4. bis 4.7. entfallen, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:

L ~

p

L •ax 0

Stahl ait [O'J ~ 130 HPa

Dichte des Hediuas ~ 1,0 kg/da3

e1 ~ 0,5 • 0

bl i' 1,1 vocs-c)

•r· lf P ~ o,8

b2 > Kg • 0 + 1,5 bl . für Sattellager

•2 ~ s } ait Verstärkungsplatte

Kg nach Bild 17

Laax nach Bild 18

Beiwert Kg

s:::::: ,___.....,. ,___ ........... 1 1

0,2 - ...... cf -~ 1'4.. 600 >-- -........

..... 900 ..........

~ ---- JsrRr-12(fo - ,......._ ----r-- .__ --0,1

-= 1sco-- - --- ~ r-- 1 1

~ 11111111111 1 1 1 1 II 1 IU 11111nn(f 111 iiß f 0 20 50 100 200 300 500

Bild 17

,_..,

--1 1 1 111

D (s -c)

-1111

2000

TGL 32903/17 Seite 19

Haxiaale Länge des zylindrischen Teiles eines Behälters auf zwei Sattellagern

Lmax 1nm

22r--t-t-t-~~;;;f-~'.j::::f:::~=i"!~:t:~~:.t=t=~ 20H-t~;f::;~::E~~~ct~~P+~~ 18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

28

400 800 1200 1600 2000

6, - 90°

2400 2800 3200 D in mm

Lmax 1---+~-+-~+--t~-+-~~--+~--r-~r---;-~--r-~r--i~-r-~r--i~-r----, inm

22

20 18

16

14

12

10

8

6

4

2

0 400 800

9ehiilter ohne Ver­stärkungsplatte

---- Behälter mit Ver­stärkungsptatle

1200 1600 2000

6 - 120° 1

Bild 18

2400 2800 3200 D in mm

5eite 20 TGL 32903/17

4.4. Berechnungskräfte, Berechnungs•odell

4.4.1. Berechnungs•odell

Ale Berechnunga•odell für die Besti••ung der Auflagerkräfte, der Mo•ente und der Querkräfte dient ein Balken •it Kreiaringquerachnitt, der gelenkig gelagert ist, siehe Bild 19.

Berechnunga•odell

q

e

Bild 1g

Die Belastungen des Balkens sind nach den For•eln (22) und (23) zu berechnen:

4.4.2. Lagerkräfte

4.4.2.1. Lagerkräfte für Lagerungsarten A und B, siehe Bild 14:

F 1

G 't'i· n

{ 1,0 für n • 2 nach Bild 20 für 3 ~ n ~ 8

4.4.2.2. Für Lagerungaart C oder bei Berechnung •it EDV sind die Lagerkräfte nach den Regeln der Mechanik zu berechnen.

Ho•ente, Querkräfte

Schnitt•o•ente sind über den Lagern zu besti••en (Hi) sowie an den Stellen. wo sie zwischen den Lagern den größten Wert anneh•en (Mij). Querkräfte sind über den Lagern zu er•itteln (Qi).

4.4.3.1. Hoaent Hi über de• i-'-n Lager

Lagerungaert A: 2

M =M = q.e3 -M 1 2 2 0

Lagerungsert B:

für i-2„. n-1

M. -1

{

{ 2 2 } l1 e3 max q 6 ; q 2 -M

0

qj-füri.lund i - n

(22)

(23)

(21.)

(25)

(26)

Hi nach For•el (26) ist eine Nlherungalösung. Wenn die Bedingungen nach den For•eln (35)

und (38) nicht erfüllt sind, darf Hi nach den Regeln der Mechanik berechnet werden.

Lagerungaart C:

H1 ist nach den Regeln der Mechanik zu berechnen.

TGL 32903 17 Seite 21

4.4.3.2. Haxi•ales Moment Mij zwischen den Lagern i und j

Lagerungsart A:

M = M + F·( L2 -e )-9._J_b_ + !_ H)2 12 0 1 1 2 \ 2 3

Lagerungsart B: Nachweise sind nicht erforderlich.

Lagerungsart C:

Die Berechnung erfolgt nach den Regeln der Mechanik, Nachweise sind nur erforderlich, wenn gilt

'Pi 2J)

1,8

1.6

1 ft

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

r-...

"

.... --

~

....

--L--r---

V

1 1 n-3

' '\ / K.' -

"' l\. '\ '- - - K V ~·

~

y~

~.? r...:1._ ........ !"-.... ---- - !;><:::

l/ y V

n- 6

1 1

Beiwert 'l'i

1 l 1 1 n-4 n-5_

r-..... ~

i~ ......

i~ ~

~ r--1-L .... 1'....

- - ~- ~ ,___ -.... - ...._ -~ V I/

V' ~ / /

'./ V

~ r--1.:2 _j ""3t:--~ ............. t---i._ .............. ,....,_

=~ -- - i...-1-

~ l/ /

... / V '\ .......

V

V V V

n-7 n-8_

1 1 1 1

o 0.1 0,2 o.3 o,4 o o~ 0.2 o.3 o,4 o 0,1 0,2 0,3 0.4 0,5 e3

Bild 20

4.4.3.3. Querkräfte über dem i-ten Lager L - e1

L+~H F;

Q.= 1

3 für Lagerungsert A

<>t. O,S·Fj für Lagerungsart B

max {a. ;0·} für Lagerungsert c lt 1-

Ti"

Bei Lagerungaart C sind die Querkräfte Qi- ("links" vo• Lager) und Qi+ ("rechts" vo• Lager) aus de• Querkraftverlauf. des •echanischen Syste•s zu er•itteln.

(27)

{28)

4.5. Tragfähigkeitanachweise i• Bereich zwischen den Lagern Nachweise sind nur für die Lagerungsart A zu führen, für die Lagerungsart C nur dann, wenn

sich dae •aximale Biege•o•ent nicht über eine• Lager befindet.

\

Seite 22 TGL 32903/17

4.5.1. Behälter unter innere• Oberdruck und Behälter ohne Oberdruck

Feet igkei t : p·D 4 · (s-c)

4Mii · Kn + 11' · D 2 . (s-c)

~ [crJ . "'r

Hij Biegemo•ent nach Abschnitt 4.4.3.2., für Legerungsart A:

Mij • M12

. K11 Beiwert zur Berücksichtigung von teilweiser Flüssigk!'lits­füllung nach Bild 21

(29)

Befindet sich im Bereich (!) nach Bild 14 ein Ausschnitt, ist [CT] in Fonel (29) mit de• Verechwächtungsbeiwert v nach TGL 32903/15 zu multiplizieren. Ist die Bedingung nach Formel (29) nicht erfüllt und befindet sich an der Stelle des •axi­malen Momentes Hij keine Rundnaht, darf ~T • 1,0 gesetzt werden. In diesem Falle ist eine zusätzliche Kontrolle mit dem entsprec~enden Moment für den Querschnitt erforderlich, in de• die Rundnaht angeordnet ist.

Stabilität 1

~ ~ 0 [M] 1,

[H] nach TGL 32903/05, Abschnitt "Schalen unter Biegemoment"

4.5.2. Behälter unter äußere• Oberdruck

Stabilität:

IPI + Mij f. 1Q [P] [M) '

[PJ wird für den Bereich zwischen 2 benachbarten Versteifungs­ringen beeti„t nach TGL 32903/05, Abschnitte "Schalen unter äußere• Oberdruck"

(30)

(31)

Befindet sich im Bereich © nach Bild 14 ein Ausschnitt, sind bei der Bestimmung von [p] und [H] nach TGL 32903/05 die Größen [P]p und [H]p mit da. Verschwächungsbeiwert v nach TGL 32903/15 zu multiplizieren.

4.6. Tragfähigkeitsnachweis im Lagerbereich ohne Versteifungsringe

Die Tragfähigkeit ist an den Stellen @ (Längsrichtung) und @ (U•fangsrichtung) des Lagerbereiches zu kontrollieren, siehe Bild 15.

4.6.1. Systempara•eter, globale Längsmembranspannung

Beiwert für Bodenabsrand1

e, "'{S=c ~ = 2,a3·o·~o

Beiwert für die Lagerbreite:

~ "'091· b, . vo<s-cf

Globale Längs•e•branspannung im Lagerbereich aus Biegung:

6 mx

Mi Biegemoment nach Abschnitt 4.4.3.1.

(32)

(33)

{34)

,.·

TGL 32903 17 Seite 23 4.6.2. Zylinoerschale ohne Verstärkungsplatte 4.6.2.1. Festigkeit

1,6

K11 1.4

1,3

1.2

\1

1.0

0.9

Tabelle

(Oll

[6j)2

[Cf;] 13

Fj ' min { [FJ2 ; [FJ3 }

[FJ • 2

zulässige Auf lagerkraft aus der Beanspruchung in Längsrichtung CS-telle @ in Bild 15) nach Formel (36)

zulässige Auflagerkraft aus der Beanspruchung in Umfangsrichtun3 (Stelle @ in Bild 15) nach Formel (37)

0,7 · [5J2 =Vo (s-c~- ·(s-_~l_ Ki2 • K;4

9J9 -[5i]3-:\fo<S=Cf. (s-c)

K16 • K,s • K19

nach Formel (6)

Dabei ist K1 mit den Größen 6'1 und 6'2

nach Tabelle 1

zu berechnen. Es ist jeweils der Wert für ~2 zu nehmen

('t2 , 1 bzw. ß-2 . 2 ), der die kleinste Biegegrenzspannung ergibt.

(35)

(37)

K12

K14, K16

K18

K19

Beiwert für den Einfluß der Lagerbreite nach Bild 22

Beiwerte für den Einfluß des Umschlingwinkels nach Bild 23

Beiwert für den Einfluß des Bodenabstandes nach Bild 25

Beiwert für den Einfluß der Lagejbreite nach Bild 26

Beiwert K11

_Q_ = s-c 1000

600

300

240

200

Bild 21

"', "°2.1 '-"2.2

0.23 · K1s · K11 - O"mx • Ki ( P· D iC) Ki - n . (O'J 4(s-c) - mx • nr·[crJ

K,4· K12 T

0,53 Kn 0 ..e..:.Q_ Ki -Ki6 K,-J< ,9 sin ( 0,5 61) 2·(s-c) "r·[a:J

K2

wie in Formel (6)

K12

,K14

,K16

,K18

,K19 wie in den Formeln (36) und (37)

K Beiwert für den Einfluß der Lagerbreite nach Bild 22 13

Bei·wert für den Einfluß des Umschlingwinkels nach Bild 23 K15 Beiwert für den Einfluß des Bodenabstandes nach Bild 24 K17

0::- nach Fort1el {34) •x

L

Seite 24 TGL 32903/17

4.6.2.2. Der Stabilitätsnachweis ist nach Formel (38) zu führen.

1 PI M, Fe ( Q )2 < [P] + [M] + LFJ + lQJ = l,O

Für Behälter unter innerem Überdruck ist p = 0 zu setzen.

1,0

0,8

0,6

0,4

0.2

0

2.0

1,8

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0

~ --:=:: -.....__ :=:: '--'---.....__ .....__ -'--...,_

-.....__ .....__

:=:: .....__

:=:: .....__ --= -tti 1

0 2p

wie in Formeln (30) und {31) [ oJ ; [MJ [F]

[r,i]

nach TGL 32903/CE, Abschnitt "Schalen unter Axialdruckkraft"

nach TGL 32903/05, Abschnitt "Schalen unter Querkräften"

F8

Ersatz-Axialkraft aus örtlichen Membransoannungen am Lager

nach Formel {39)

I"'

--

II II

F. =FJl. _,-o-' ·K .K e i' f. \J('S'Ti 15 17

K15

, K17

n8ch den Bildern 22 und 23

Beiwerte K 1 ~. K13

r---r-- .......__ r--r--~

"~ --r--

" !'-...

" k

i<"---- .......... /K12 (O~~:i.2,0) ~ 13 f 2,o"' 13 ~ 4i1J ~ ........__

........... ........

II II II II II II II II II II II II II II II 11 II II II II II 11

02 0.4 0,6 0,8 1,0 1,2 2,2 2f+ 2,6 2,8 3,0 3,2

Bild 22

1

K13 (O~ ß ~ 2,0) ------ --r----

II II II II 1111 1111 1111 II II II II

1,4 1,6 ~ 20 3,4 3,6 4,0

Beiwerte K14

, K15

, K16 Beiwert K1_7

1 1,0

0,7

0,6

0,5

0,4

ü,3

0.2

0,1

0 60° 90° 120° 150° o; 180° 0 0,1 Q2 'l

Bild 23 Bild 24

(38)

(39)

o~

1,0

K19

0,8

0,6

0,4

0,2

1,0

K19

0,8

0,6

0,4

0,2

0 0

0,8

0,7

0,6

0,5

0.4

0,3

0,2

0,1

0

= ~ ~

~ ~ =:..--~ ~ ~

:.,.... V ~ ~ V ~

~

~ n11 1111 111 1

0 0,1

0,05

A ~

~ ~ /' ~ ""-

~ ~

"" "-..

"'

1111 II II 0,2

0,1

Beiwert K18

~ v-

d: = 1

~180° "'-. 150°

'120° ~ 90°

~60°

1111 II II 1111 1111 1111 1111 1111 1111

0,3 0.4 0.5 0,6

Bild 25

Beiwert K19

-t-- --- -

0,15 0,2 0,25 Bild 26

1111 1111

0,7

0,3

TGL 32903 17

1111 1111 1111 II II 1111

0,8

cf,

0,35

l

-l-----

- 90°

-t-+

b, -0-

1,0

0,45

Seite 26 TGL 32903/17

4.6.3. Zylinderschalen mit Verstärkungsplatte 4~G.3.1. Vereinfachter Tragfähigkeitsnachweis

Wenn die Bedingung

(40)

erfüllt ist, ist der Nachweis nach Formel (41) zu führen.

(41)

K9 nach Bild 17

[F]2

• [F] 3 nach Abschnitt 4.6.2.1.

Der Stabilitätsnachweis erfolgt nach Abschnitt 4.6.2.2., dabei darf die Dicke der Ver­stärkungsplatte nicht berücksichtigt werden.

4.5,3.2. Ausführlicher Tragfähigke1tsnachweis

~enn die Bedingung nach Formel (41) nicht. erfüllt ist, sind Tragfähigkeitsnachweise ~ach Abschnitt 4.6.2.1. für zwei Fälle durchzuführen:

1. Die Verstärkungsplatte ist als Sattellager mit der Breite b2 und dem Umschlingwinkel 62 zu betrachten. In alle For•eln und Bilder ist a_nstelle b1 die Breite b2 und anstelle <\ der Viinkel 62 einzusetzen. A~s ~anddicke dor Schale ist s einzusetzen, di~ Gicke der Verstärkungs­platte bleibt unberücksich~igt.

2. Die Verstärku~platte ist als Verstärkung der Behälterwand zu betrachten, in alle Formeln und Bilder ist anstelle der Wanddicke s die Ersatzwanddicke

S2 2 Se;·{S-C) 1+<s-c> v .

einzusetzen. Der Stabilitätsnachweis ist nach Abschnitt 4.6.2.2. zu führen, dabei darf die Dicke der Verstärkungsplatte nicht berücksichtigt werden.

4.7.

4.7.1.

Tragfähigkeitsnachweis im Lagerbereich mit Versteifungsring

Nachweise für die Behälterwand

4.7.1.1. Behälter unter innerem Überdruck und Behälter ohne Überdruck

Festigkeit: p·D 4Mi 4·(s-c) + -r-o2'(s-c)

~ [O"J

Mi nach Abschnitt 4.4.3.1.

Der Stabilitätsnachweis ist nach Formel (38) mit p

4.7.1.2. Behälter unter äußerem Überdruck

0 und F e 0 zu führen.

Der Nachweis ist nach Formel (38) mit Fe= 0 zu führen.

4.7.2. Nachweise für den Versteifungsring

K 20 {Mr] · 'PK

(0,50 ± e2)

Das Vorzeichen "plus" gilt für außen, das Vorzeichen "minus" für innen angeordnete Ringe.

zulässiges Biegemoment aus der Traglast nach Tabelle 3;

Dazu benötigt werden die mittragende Länge 1 der Behälterwand e

nach Formel (45) und die effektive Wanddicke se nach Formel {44)

Nahtwertigkeit für die Schweißnähte der Stoßverbindung von Ringsegmenten nach Tabelle 2

(42)

(43)

TGL 32903/17 Seite 27

IPI · D [o'.l se = (s-c) .(1- 2-(s c){O"]). [ojK (1.1.)

le = t + 4 VD·( s - c )0 (1.5)

Werden Profile verwendet, die nicht in Tabelle 3 enthalten sind, ist MT nach Formel (46} zu bestimmen.

Wp plastisches Widerstandsmoment der Querschnittsfläche des Profils

einschließlich der Fläche ~e·se• Oie neutrale Achse zur Bestim­mung von e 2 teilt die Gesamtfläche in zwei Teile gleicher Größe.

Tabelle 2

600

90°

120°

150°

180°

5. TRAGSTÜTZEN 5.1. Bezeichnungen

Beiwert K20

K20

14

21

33

56

103

20

28

so

neutrale Faser bei plastischer Biegung

--------- .

5.1.1. Bild 27 gilt für Tragstützen mit und für Tragstützen ohne Verstärkungsplatte.

Vertikale und schräge Tragstützen

D D

Bild 27

(1.6)

Tabelle 3 Querschnittswerte des Versteifungsringes

Querschnitt

~ .s::.

:i d;' ,--l le

iK ! r---.

iA'l

n

P'{{(t;Z21 {' t - 5L .s::.

[)' 1

~ 1

ir Ll ~ le

1

)L ~/j / A

~ N Cll

le

LI' 1/)

..c.

l

l

l

e2

t · h - le · se 2t

b4 s5 +hs4 - le-5e

2s4

2·54·h +t· s5 -le·Se

4 54

h·5 -le·5e _4 ----

254

[Mr] für e2 ~ 0

0,5·[t(h-e2 J2 + te~ + (2e2+5e) le·5e] ·[0'1K 1

0,5 [ 2 s4 ( h-e2 J2+254 ·e~ + ( 2 h-2ez+5 5 lt· 55 +

+12ez+5el·le·5e]· [O']K

0.5[ 54(h-e2)2+2t·5S (h-5S) + (2e2+se) le'Se ]·[ O']K

f „. „ • ~

a r-c.>

! -l:! ... ....,

TGL 32903/17 Seite 29

5.1.2. Formelzeichen

Allgemeine Formelzeichen siehe Abschnitt 1.1.1.

d1 Fußkreisdurchmesser in mm, siehe Bild 27

d 2 Außendurchmesser der Tragstütze in mm, siehe Bild 27

d3 Durchmesser der Verstärkungsplatte in mm, siehe Bild 27

d4 Stützkreisdurchmesser in mm, siehe Bild 27

de effektiver Durchmesser der Tragstütze in mm

rrn Radius der mittleren Bodenkrümmung am Stützkreis in mm, siehe Tabelle 4

()( Neigungswinkel der Meridiantangente am Stützkreis in Grad, siehe Bild 27

und Tabelle 4

~ Winkel zwischen der Achse der Tragstütze und der Vertikalen in Grad, siehe Bild 27

5.2. Geltungsbereich der Berechnungsformeln

5.2.1. Die Berechnungsmethode gilt für schräge Tragstützen nur, wenn sie so am Fundament befestigt sind, daß sie sich gegenseitig nicht verschieben können.

5.2.2. Die Berechnungsmethode gilt nur für Behälter unter innerem Oberdruck und Behälter ohne Oberdruck.

5.2.3. Es muß gelten

d3 ~ 1,6 d2 5.2.4. Tragstutzen sind an Toruskugelböden im Bereich der Kugelkalotte angeschlossen und an Halbellipsoiden Böden im Bereic.h 0 ~ x ~ 0,4 D.

5.3. Berechnungskräfte

5.3.1. Die Vertikalkraft, die auf die Tragstütze wirkt, ist nach Formel (47) zu bestimmen.

{ !1-+ M_ '4) für 0=4 1. d4

(/.7) F. = *4) 1 G M für n -3 3 t 0,75. d4

5.3.2. Bei vier TragstU•zen muß eine gleichmäßige Belastung aller Tragstutzen gewährleistet sein.

5.3.3. Momente sind nur dann zulässig, wenn die Tragstützen untereinander mit einem Rahmen

verankert sind, der die gegenseitigen Verschiebungen der Tragstützen ausschließt.

Außerdem muß folgende Bedingung erfüllt sein:

G M für n-4 r > d4"" G M für n -3 3> 0,75·d,

Sind diese Bedingungen nicht erfüllt, wird die Anwendung eines Tragmantels empfohlen.

5.4. Tragfähigkeitsnachweis für den gewölbten Boden

5.4.1. Durchzuführen sind Nachweise nach den Formeln (49) und (50)

2 "Jrde F,- P· -1.-

[FJ,

*4) siehe Seite· 13

p ~ 1,0 + [P),

F ~ \0 [FJ,

zulässige Vertikalkraft nach Formel (51)

{

d für Tragstützen ohne Verstärkungsplatte d

2 für Tragstützen mit Verstärkungsplatte

zulissiger innerer Oberdruck im Mittenbereich

des gewölbten Bodens nach TGL 32903/07

(L8)

(L9)

(50)

Seite 30 TGL 32903/17

5.4.2. Zulässige Vertikalkräfte sind nach Formel (51) zu bestimmen.

2 " -V d~ DF'.1 - 1 57 · [er l ( s - c) · cos · 1 + S · ( _ c) l ' 1 COSlcl-ft) rm· s1

5.4.3. Die Größen rm und Ol sind Tabelle 4 zu entnehmen. Definition der Toruskugel­böden nach TGL 32903/07.

Tabelle 4 Geometrische Größen für gewölbte Böden

Boden- Halbellipsoider Boden Toruskugelboden form

H •0,250 Typ A Typ 8 Typ C

20~1- 2 -(~ r rm 0 0,9·0 0,8·0

1 1 + 1- t ( ~ )2

sinot d4 d4 d4 d4

20~1-z(~{ 2·0 1,80 1,6 0

Hinweise

Gegenüber ST RGW 2574-80 bestehen folgende Abweichungen:

Die Titelergänzung wurde neu formuliert, die Originalfassung lautet:

( 51)

"Dieser RGW-Standard gilt für Behälter und Apparate, die den Forderungen des ST RGW

800•77 entsprechen und enthält Methoden der Festigkeitsberechnung von Zylinder-, Kegel­schalen und Böden, die statisch durch folgende Tragelemente belastet werden: Tragösen, Tragpratzen, Sattellager und Tragstützen.

Dieser RGW-Standard gilt bei Einhaltung der Forderungen des ST RGW 596-77."

Gegenüber ST RGW 2574-80 sind folgende Abschnitte zusätzlich 'aufgenommen oder präzisiert: 1.1.4., 4.2.1 •• 4.2.3. bis 4.2.6., 4.4.2.2 •• 4.4.3.1. Absatz unter Formel (26)·.

Formel (26) für i = 1 und i = n präzisiert. 4.5. ist ergän~t für Berechnung von Ausschnitten.

Folgende Druckfehler im ST RGW 2574-80 sind berichtigt: Seite 3, Formel (6): nr anstellen, Seite 4. Abschnitte 1.3.2. und 1.4.5.: "u 4.6.2.1.· anstelle •u 6.2.1.· Seite 20: Die Unterschrift • "lepTo 14" ist ergänzt Seite 22, Anstrich 5) IlJIB.BHb!X anstelle rJiaBHWC Seite 23, Bild 18: Zuordnung der Kurven ( - und --- ) berichtigt Seite 25, Abschnitt 4.4.2.: in Klammer steht• "lepT.14" Seite 37, unter Formel (50): (51) anstelle (52) Seite 14, Formel (19), 2. Zeile; Seite 37, Formel (47), 1. Zeile; Formel (48), 2. Zeile: 0,75 anstelle 0,866 im Nenner Seite 39, 2. Formel für -qepT. 7: ••• + 1,09 lnx - 0.01949 zx - 0,00027091 z • lnx

Im vorliegenden Standard ist auf folgende Standards Bezug genommen:

TGL 32903/02 (Variante II von ST RGW 596-77); /03; /04; /05 (Variante II von ST RGW

597-77); /06 (Variante II von ST RGW 1041-78); /07 (Variante II von ST RGW 1039-78); /15 (Variante II von ST RGW 1639-79)

Weitere Berechnungsmethoden für örtlich belastete Schalen siehe Richtlinienkatalog Festigkeitsberechnungen (RKF), Behälter und Apparate, 2. und 3. Auflage. Herausgeber: VEB Komplette Chemieanlagen Dresden.

l __

Foraeln der Diegr•••e fir die AR.endung der eov 1

Bild 11

Bild 71

ln(y-1) = 1,0882-1,4216x +D,26544 · lnz + 1111 lnx

In (y-1) = 1,0848- 2,0892x+0,32775 · lnz +1,09· lnx

-0,01949 zx-0,00027091 z · lnx Bild 10:

> • ait K1 • 0

fir "'1 • O

2 b2 X= 0n

R

2 b2 X=--

DR

TGL 32903 17 Seite 31

Tregöee DR K5 -min {2,0 j y} Z=-- exiel 2(s-c)

z - _Qß_ 2(s-c) K5 = min {1,a i y} tengentiel

lnz = (- 5,964 -11,395x -18,984y-2,413x2 -7,286xy - 2,042/+ 0,1322x 3 + o,4833x2

Y + 0,8469xy2 + \428y3).10-2

y - In _h_1 - K7 = z x = In ( __iR__) DR 2(s-c)

Bild 11: In u =(-26,791 - 6

1936x -36

1330y- 3

1503x2 -3,357~y + 2,786y2 + 0

12267x 3 +0 12831x2y + 0

13851xy2 +1,370y3)·10- 2

x, y, z - •ie fir Bild 10

Bild 121 In K

7= (-29

1532 -45

1958x - 91

1759y-1

1801x 2-12,062 xy-181672/+0,1551x 3 + 1

1617x2y + 3,736xy2 +1,425y3). 10-2

x·=ln( ÜR ) 2( s-c)

b y =In D~

Bild 13'1

K8 - min ( v i z)

lnv =( -491919 - 39,119x -107,0ly -\693x 2 -111920xy- 39 1276y 2 + 0,237x

3 + \608x 2y + 2,761 xy 2 -31654y 3 ) ·10-2

Bild 171

5 Kg= -~.!-/D'--

6 · v s:c 01

Bild 211

z •1• fir Bild 10

ia red

z = 16 -o 20924 (x-l)+nma702 x (x-1) + O 4795·10- 3y(x-1) -0 2391·10-6

xy (x-1l-o29936 • 10-2

( x - 1)x2

-' 1 Vt- 1 1 J

D y-~

Bild 221

L X - - D

K11

- max. { z j 1p} Bild 231

1,15 -0,143201 K14 = sin(0,5 c1l

{ e-~ sin~ . o 25}

K12 =max r ' ' {

2,1 ö1 J max 1?-~;0

· K15 = sin(0,5 o1)

1,45 - 0,43 Ö1 K,5 - sin(0,5 Sil

61 in allen For•eln in red

Bild 2A:

K17 = rrin { \0 i

Bild 25:

0,61/i + 6 ä'} 61

0,65 ... ~ K,a = 1- 1+(6ol2 'J 351 Bild 2fia

K19 = \j&D ~.r 1 +0,6 • s -c • 0 01

Seite 32 TGL 32983 17

Anwendungebeiepiele

1. Ein symmetrisch aufgebauter und belasteter Behälter soll mit zwei Tragösen ange­hoben werden, siehe Bild 4d.

Gegebena Bebllter 1

D • 2.400 ••

Tragöee E .400 TGL 32721 (exiel engeordnet) bl • 400 ••

• • 12 ea c: • 1 ••

Werketof f H 52•3 TGL 22.426

el • 67 ••

e2 • 108 -et • .45°

Beleetungegrö8en i• Hontagezuetend: G • 120•103 N Berechnungeteapereturs 20 °c

Geeuc:ht: Tregflhigkeitenec:bweie für den Hontegezuetend Löeung1 ZUlleeige Spennung nac:h TGL 32903/02 fir den Montegezuetend1

O'T .,.~ [O'J • W • f:'I • 318 HPe

DR • 2400 aa nec:b For•el (1) b • 400 •• nec:h Abechnitt 2.4.3.

Berec:bnungekreft nach For••l (12)

• 120•103

2•coe "6° •

Biegegrenzepennung ... eh Abec:bnitt 2 • .4„5„a (O'J • 1.39•318•1.1 • 486 MPa

[F]1

necb Forael (13)

*= .•• 0.11 R

IC.3 • 0,125 K4 • 0.132

.486 • (12 - 1)2

(FJ1 • ----------------------l6•0.125•coe 45°1 + ~ • 0,132 1 ein·.45° - ~ coe 45°1

Tregflhigkeitenec:b„ie1 8",9 • 103 N c 91.2 • 103 N

necb Bild 5 nach Bild 6

2„ Ein etehender Behllter iet auf 3 Tregpratzen der Fora A nec:h Bild 9 ebgeetützt.

Gegeben: Beh6lter:

D • 2000 •• • • 1.4 •• c • 1 ••

Werketoff: H 52·3 TGL 22426

Tregpretze For• A: b1 • 2ClO „ e1 • 210 •• g • 165 •• h1 • 320 ••

Beleetungegrölen fOr den Betriebezuetenda

G • .420 • 103N

Berec:hnungedruc:k Berechnungeteaperetur

p • 1.0 MPe 20_ 0 c

Geeucht: Tregflhigkeitenecbweia für den Betriebazuetend

Löeun91

n • 3

Zulleeige Spennung nec:h TGL 32903/02 für den Betriebezuetead:

[O'J • ein l-f.i• ~] • 232 MPe

nec:b For•al (1)

Berecbnungekref t necb Forael (19)

.420 " 103 1.40 " 103 N F1 • 3 •

Biegegrenzepannung nacb Abschnitt 3.4.4.:

er 1·2~ •y • 2(14 ~) • 76,9 MPa nach For•el (10)

"" ..L.2 76~9 ~2 • 1;6 • 2:r-. 1 • 0,265 nach For•el ( 7) K1 • 1,01 nach Bild 1

1,01 • 232 • 1,..ä • 293 MPa 1.2 nach For•el (6)

[F) 1 nach For•el (20)1

h

TGL 32903 17 Seite 33

DR 2000 2(s - c) • 2(14 - 1) • 76 •9 ~ ••• 0,16

R ~ • 0,84 nach Bild 10

rf] • 293 • 120 (14 - 1)2 • 89,8 • 103 N ~ 1~n • 103 N u 1 o. 4 • 210 • ...,

Der Tragfihigkeitsnachweis ist nicht erfüllt, erforderlich ist eine Verstirkungsplatte.

Gegeben& b3 • 360 •• b2 • 240 •• e2 • 14 ••

Die Bedingungen nach Abschnitt 3.2.2. eind erfillt:

360 •• < 1,6 • 320 • 480 •• b2 • 240 •• > 0,6 • 360 • 216 ••

•2 • 14 ••

Biegegrenzepannung nach Abecbnitt 3.4.7.:

"'1 • 0 ,.4 cr' • 76,9 MPa 1 •Y eiehe Berechnung ohne Veretlrkungeplatte '6'2 • 0,266

nach Bild 1

[o'i] • 0,91 • 232 • 1,&i • 264 "Pe 1,2 nach ForHl (6)

U=J1

nach fonel (21)&

z(e - c) • 76,9 • 0,18 Ka • 0,48 nach Bild 13

r, ,, 264 • ~ &H • ,,2 • 149 • 103 N

LFJ1 • O,lB~1 + 14

Tragflhigkeitenecb„ie: 140 • 103 N < 149 • 103 N

3. Ei• zylindrischer Bebllter iet auf 2 Settellagern gelagert, eiehe Bild 14, J.egerart A

Gegeben: Behllter1 0 • 240Q ••

• • 8 ••

c • 1 •• e1• 1008 •• L •16000 •• H• 600-

'Pp • lfy • 0,8

W.rketoffa St 38b-2 TGL 7960

S.ttellager 2416 x 120 TGL 31-430

b1 • 200 ••

~1 • 120°

e3 • 1000 + j . 600 • 1400 ••

.Beleetungegr68en 1• Betriebszuetand1 1,0 kg/d•3

BarechRUngedruck p • 8,6 "'"a Berechnungete•peratur 20 °c

Dichte dee Mediu•• Eigenlaet G • 7i4 • 103 N

Seite 34 TGL 32903/17

Geeucbt1 Tr•gfibigkeitsn•chweis fir den Betriebszuet•nd

Lösungs Hilfsgröße•:

s~c • j~ 1 • 343 ~.;!:c' • 18,5 Vo(s-c) V2400(B-1) • 130 H

Zullesig• Sp•nnung nach TGL 32903/02 für den Betriebezust•nds

[o'J ••in {~ J ~} • 160 HP• E • 2,06 • 105 MP•

Die Bedingungen nach Abachnitt 4.2.2. sind erfillt1 o o o •-c ~ 60 < 120 < 1ao 0 • ~ • 0.0029 < 0,05

Der überschllgig• Tregflbigkeita~cbweis nech Abschnitt 4.3. ist nicht erfüllt.

L••x • 8,5 • L•ax • 13,5 •

ohne Veratlrkungapl•tte •it Veratlrkungaplatte

Nechweiee eb Abschnitt 4.4.s

q 7~ • a.g3

15000 + 4 . 600 • 60,26 N/••

"o • 50,25 -~ „ 18,09 • 106

Legerkreft fir Lagerungeart A:

794 • 193 • 397 • 103 N F 1 • 1 ,0 • ..-..-.2....-.-""

Mo„nte, Querkrlfta Mo„at iber de• Legers

n•ch

N•u

ForHl (22)

nach For•el (23)

nech For••l (24)

M1 • 50·25 ; 1:!0Sf - 18,09 • 106 • 31,16 • 106 N•u necb For•el (26)

Maxi••les Mo•••t zwischen den Legern (Behllter•itta)

"12 • 18,09 • 106 + 397 • 103 (~ - 1000) - 50~25 (~ + 1 600)2

nach For••l (27)

Querkreft über de• Legers

Q • 16000 - i°°O • 397 • 103 • 352 • 103 N 1 15000 + l . 600

necb For••l (28)

Tr•gfihigkaits••cbweisa 1• Baraicb zwischen den Legern: Festigkeit ••eh For•al (29)

~ • ~ • 6,26 K11 • 1.40 n•ch Bild 21

,.6 • 2!°Y + 4 • 8§7.6 • 196 • 1·AO • 61,4 + 89,8 MPe • (ä - ) 11. 24002 • (8 - 1)

38'4

•

89,8 ..... < 0,8 • 160 • 128 „. St•bilitlt: [M] Rach TGL 32903/06, Abschnitt 3.s.1.

103 [O'J • 169 • 1036 • e,78 E 2,06 • 10

ucb TGL 32983/85, Bild 8

[MJ • J • 2400 (2.tee + 8 - 1) (8 - 1) • 160 • 0,69 • 3506 • 106 N·-

Nech„1• aach Forael (30):

867.7 • 106 • 0,247 < 3606 • 106 --

1•0

Tragfihigkeite,..cbweiee i• Lagerbereicb Syeteaparaeeter:

lr• 2,83 • • • ~ • O,OM

fl· e.e1 • fl . 1,4

nacb Foreel (32)

nech ForHl (33)

O' ex

4 • 31,16 106 • • 0,98 HPa Rech For„1 (34)

11'. 24002 (8 - 1) (i•t zu vernachlieeigen)

Beiwerte: K12 • 0,25 K13 • 0,68 K14 • 0,98 K15 • 0,35 K17 • 0,28

K18 • 0,60

~ -dl K19 • 0,68 •it D • 2 • 0,083

8iegegrenzspannungen nach Tabelle 1:

1. Zeile

"' • - 0.23 • 9,35 • 0.28 0 092 1 0,98 • 0,25 • - •

K16 • 0,63

-a- ,o.6 • 2~ o) 1.2 0 26 2.2 • a c8 - r- · 1.s • 160 • •

Klmin • 1,47 eit 112 • O nach Bild 1

[~.tJ 2 • 1,47 • 160 • 1...§ • 294 "Pa 1.2

2. Zeile

necb Foreel (6)

~1 • - Q,63 • 0,68 • - 1,9 0,63 • 0,60 • 0,68 • ain so0

'5' • 0 2.1

"' o., . 2~ • 2,2 • 28 -

1 •2 0 51 1.5 • 160 • •

Klein • 0,44 ait \o/2 • O nach Bild 1

nach necll nach nach nach

[d1J 3 • 0,44 • 160 • 1...§ • 88 MPa 1,2 aach ForHl (6)

Zylinderacllele ohne Veratlrkungaplettas

Bild 22 Bild 23 Bild 24 Bild 26 Bild 26

(F] • 0 ,7 • 2, • ~30 • ( 8 - 1) • 764 • 103 N 2 0.2 • ,98

nach Foreel (36)

(FJ • "' • 88

• !39 • a - l) • 329 • 103

N 3 .63 • o.s . o. nach Forael (37)

De bereite [F]3 < F1,iet eiae Veretlrkungeplatte erforderl1cb.

Ksi • 0,06 •Ch Bild 17

b2 ~ 0,06 • 2400 + 1,S • 200 • 444 •• nach Forael (40)

, ... „lt: b2 • 450 - t • 260 •• •2 • 10 ••

Oie lilediaguagea aac" Abecbaitt 4.2.2. eiad erfillt:

•2. 10 - > 8 -f • 250 „ > 0,1 • 2400 • 2..0 -

TGL 32903/17 Seite 36

Seite 36 TGL 32903/17

Vereinfachter Nec1Hre1a nach Abachnitt 4.6.3.1.

1.s • •in { [FJ 2 : [FJ 3 } • 1,s • a1'1 ( 764: 329} • 103 •, 494 • 103 N nach ForHl (41)

397 • 103 N < 49' • 103 N

E1n auafObrltcber Tragfib1gke1teAacb„1a tat nicht erforderlich. Stabil1titanachwe1a nach Abacbn1tt 4.6.2.2.

Fe • 397 • 103 • ~ • 18,5 • 0,35 • 0,28 • 565 • 103 N

(MJ • 3506 • 106 N•aa •

[F) • 5412 • 103 N

aieha Seite 35 nech TGL 32903/05, Foraal (20)

nach Forael (39)

(Q] • 1378 • 103 N nach TGL 32903/05, Forael C25) ait l • 14000 ••

Necbweia nacb For8e1 (38): (p • O wegen innere• Oberdruck)

2

0 + 31. 16 • 1a6 • 565 • 10

3 • ( 3§2 • 10

3) 0 18 1 0 3 3 • . < •

3506 • 10 5412 • 10 1378 • 10

OK 66 .023 :539 .4.001.24 Fach bereichsta nda rd 1. Änderung

~ Behälter 1,1nd Apparate TGL oelo 0

·ihe Fest igkeitsberechnung 32 903/17 \\&.~-R@pMR Schalen bei Belastung durch Tragelemente Gruppe 131 000

9Zl 010

Umfang 2 Seiten Verantwortlich/bestätigt: 31. 8. 1989, VEB Chemieanlagenbaukombinat Leipzig/Grimma, Grimma Verbindlich ab 1. 8. 1990

In TGL 32 903/17 Ausg. 06.82 wurden die Seiten 6, 7, 12, 16, 17, 21, 22, 24, 26, 29, 30, 31 und 32 geändert.

Seite 6, Abschnitt 2.3., 2. Satz erhielt folgende Fassung:

"für symmetrische Behälter, die an zwei symmetrisch angeordneten Tragösen nach Bild 4a hängen, ~ gilt• ~ Ci 'ä. Seite 7, Formel (14) erhielt folgende Fassung:

·a; ... wi 8 -

fiJ K5 ·[0l]·(s-c)2

F ~ LF - ---------,..---------1 1 / 1 12 ( e + s > j ii .g

8 ~

-ö c

6·Kjcosoc. + ~3 2 ·K, sinor.-

~ Seite 7, Abschnitt 2.4.5. wurde wie folgt geändert:

~In der Formel für[6i] = 1,28. [6]. nT wurde der Teil c -g gestrichen • .B .,, m Seite 12, Bild 9: "' „

und Tragösen an gewölbten Böden"

Jl Bei Form B wurde das Ma6 e1 gestrichen, bei Form C wurden die Ma6pfeile für g ergänzt. 1 m 5 Seite 16, Abschnitt 4.1.2. Bezeichnung für e1 wurde wie folgt geändert:

. „_~ ~ e1 Abstand zwischen Lagermitte und dem nächstgelegenen als Versteifung wirkenden Boden in mm, 'V c für Lagerungsart A siehe Bilder 15 und 16a "O c .B .,, Seite 17, Bilder 15 und 16a wurden wie folgt geändert: ~ m Der Ma6pfeil für das Maß H geht nur bis zur inner~n Oberfläche des gewölbten Bodens • ..2

:! Seite 21, Formel (27) erhielt folgende Fassung:

M = M + f_ ( .!:. -e ) - .9.. . (.h + 1- H)2

12 0121 2 2 3

t; Seite 21, Formel (28) .für Lagerungsart A erhielt folgende Fassung:

i 1

in

!!!! ~ „ c ! ;:;

!1 WBV, BV 17

Q; -

Seite 2 1. Anderung TGL 32 903/17

Seiten 22 und 26 wurden wie folgt geändert:

Die Biege11o!"ente Mij und Mi wurden in den Formeln (29). (30), (31). (34). und (42) als IMijl bzw.

!Mil eingesetzt.

Seite 24, Formel (38) erhielt folgende Fassung:

.!.,e! IM; 1 Fe [p) + [M] + [F] + ( IO;I ) 2 ~ 1 o

[Q] •

Seite 29, Abschnitt 5;2.3.: Eine weitere Bedingung wurde ergänzt.

Seite 30, Abschnitt Hinweise wurde wie folgt ergänzt:

Der vorliegende Standard enthält die Festlegungen des ST RGW 2574-80 in der Fassung der durch die 64. Sitzung der SKS beschlossenen Anderung.

Seite 31, Formel für Bild 21:

Diese forme l gilt nur für L/D ::ii 10

Seite 32, 1. Satz erhielt folgende Fassung:

Ein sym•etrisch aufgebauter und belasteter Behälter soll mit zwei Tragösen angehoben werden, siehe Bild 4a.

'