§ 6. Развитие конструктивных форм резервуаров

Основными критериями выбора новых конструктивных форм резер­вуаров являются: снижение удельного расхода металла на единицу объема; технологичность изготовления и монтажа; оптимальный режим работы несущих элементов; использование типовых конструкций с мак­симальной унификацией элементов; необходимость создания резервуа­ров большой вместимости.

Прямоугольный в плане резервуар с гибкой стенкой (ПРГС) состо­ит из каркаса, тонколистового корпуса и системы стабилизации. Кар­кас ПРГС представляет собой систему поперечных рам, включающих колонны и ригели в виде стропильных ферм (рис. 22.23, а).

Колонны, расположенные по торцовым сторонам каркаса, можно рассматривать как наружные стойки продольных рам с ригелями в виде обвязочных балок, щитов покрытия и подстропильных ферм. Каркас воспринима­ет нагрузки от веса продукта, хранящегося в резервуаре, веса конст­рукций, оборудования, снега и теплоизоляции.

Рис. 22.23. прямоугольный в плане резервуар с гибкой стенкой

а - конструктивная схема; б – схема раскроя листов стенки-днища; 1 – фермы покрытия крыши; 2 – обвязочные балки; 3 - колонны; 4 – элементы стабилизации; 5 – элементы жесткости; 6 – гибкая стенка-днище

Главным несущим элементом резервуара является стенка-днище, которая выполняется из тонких стальных полотнищ постоянной толщи­ны. Полотнища укладываются на основание и образуют плоское днище, а их свободные участки крепятся по периметру к обвязочным балкам и формируют цилиндрические поверхности продольных и торцовых стенок. При этом образуется гибкая висячая система, работающая в основном на растяжение. Форма поверхности стенки соответствует очер­танию гибкой нити под действием гидростатической нагрузки.

Стенка-днище может доставляться на монтажную площадку в ви­де рулонов вместе с обвязочными балками. Раскрой листов предпола­гает всего три типоразмера (рис. 22.23, б). Расчетная толщина стенки всего 23 мм для резервуаров объемом до 200 тыс. м³, если высота их не превышает 10 м.

Система стабилизации ПРГС состоит из продольных балок (стрин­геров), размещаемых вдоль образующих поверхности стенки, и попе­речных тяжей, шарнирно прикрепленных к балкам и наружным колон­нам каркаса. Система стабилизации предназначена для уменьшения пе­ремещений стенки-днища во время наполнения или слива резервуара. ПРГС является резервуаром низкого давления и предназначен для хранения нефти, нефтепродуктов и других жидкостей. Расчеты резер­вуаров этого типа объемом 5000150 000 м³ показали, что удельный расход металла на единицу объема в зависимости от его вместимости составляет всего 1012 кг.

Возможность эффективного применения метода рулонирования для резервуаров низкого давления большого объема (до 200 тыс. м³) прин­ципиально может быть решена при строительстве мультицилиндрических резервуаров с плавающей крышей (рис. 22.24).

Рис. 22.24. Мультицилиндрический резервуар

1 - стенка; 2 - контрфорс; 3 – обвязочные балки; 4 – плавающая крыша; 5 – щиты покрытия

Стенки такого резервуара состоят из отдельных цилиндрических па­нелей небольшого радиуса ( =15...20 м), поэтому толщина листа мо­жет быть принята в пределах допустимой (до 1618 мм) для рулонирования. Стык рулонов выполняется через промежуточный жесткий эле­мент- контрфорс, который передает внутреннее боковое давление на фундамент, а вверху - на кольцевую обвязку.