Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Нижегородский Государственный Архитектурно-Строительный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

10187

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

25.11.2023

Размер:

4.35 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 138 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

При расчете на устойчивость рассматривается пустой резервуар, в

котором отсутствует гидростатическое давление продукта и избыточное давление, и рассматриваются следующие нагрузки:

а) нагрузка от относительного разрежения (вакуум) Pвак (кН/м²):

	Pвак	f вак	Pвак n ,				(6.8)
где	f вак – коэффициент	надѐжности		по	нагрузке	для	вакуума,
принимаемый равным 1,2;
Pвак n – нормативное значение вакуума,				принимаемое для резервуаров
низкого давления равным 0,25 кН/м².
б) ветровая нагрузка Pвет (кН/м²):
	Pвет	f вет	w0 k	c ,			(6.9)
где	f вет – коэффициент	надѐжности		по	нагрузке	для	ветровой
нагрузки, принимаемый при расчете на устойчивость равным 0,5 [14];
w0 – нормативное значение ветрового давления (по табл. 5 [5]);
k – коэффициент, учитывающий			изменение		ветрового	давления по
высоте (по п. 6.5. [5]);
с – аэродинамический коэффициент (по п. 6.6. [5], прил. 4),							равный 1
при β = 0.

6.1.1 Предварительный выбор толщин поясов стенки

Предварительный выбор номинальных толщин поясов производится с помощью расчѐта на эксплуатационные нагрузки, на нагрузку гидроиспытаний и по конструктивным требованиям.

Минимальная расчѐтная толщина стенки в каждом поясе для условий эксплуатации tе рассчитывается по формуле:

					70
		te		g	(H	z) r	,		(6.10)
		te			Ry		,		(6.10)
					Ry	c
где	с – коэффициент условий работы, равный 0,7 для нижнего пояса,
равный 0,8 для всех остальных поясов.
Минимальная расчѐтная толщина стенки в каждом поясе для условий
гидравлических испытаний tg рассчитывается по формуле:
		tg	g		В (H g	z) r		,	(6.11)

					Ry	c
					Ry	c
где	В – плотность используемой при гидроиспытаниях воды;
Hg – высота налива воды при гидроиспытаниях;
c = 0,9 – коэффициент условий работы при гидроиспытаниях для всех
поясов одинаков.
По конструктивным требованиям толщина tk определяется по табл. 6.3
(табл. 3.3 [1]).
Таблица 6.3 – Минимальная конструктивно необходимая толщина tk , мм

Диаметр		Рулонное исполнение							Полистовое
резервуара D, м		Стационарная крыша				Плавающая крыша			исполнение
D < 16		4						4	5
16 < D < 16		6						5	7
25 < D < 35		8						6	9
D > 35		10						8	10

Номинальная толщина t каждого пояса стенки выбирается из

сортаментного ряда следующим образом:
t	max( te c, tg , tk ) ,	(6.12)
где – минусовой допуск на прокат (п. 2.3.1. – п. 2.3.3. [1]);
с – припуск на коррозию.

Величина припуска на коррозию задаѐтся заказчиком и зависит от агрессивности хранимого в резервуаре продукта и нормативного срока его эксплуатации. Так, например, для среднеагрессивной среды со средней скоростью коррозии металла до 0,05 мм/год и нормативным сроком эксплуатации 20 лет величина припуска на коррозию определится и составит

0,05×20 = 1 мм.

Поверочный расчѐт на прочность и расчѐт на устойчивость проводится для расчѐтной толщины tp поясов, которая определяется по формуле:

tp t

c .

(6.13)

6.1.2 Проверка стенки на прочность

Проверка прочности стенки выполняется по приведѐнным и по

кольцевым напряжениям (п. 3.5.4. [1]):

								Ry		c
			2				2	Ry		c	,		(6.14)
		red	1	1 2			2				,		(6.14)
		red	1	1 2			2
									n
					Ry	c	,						(6.15)
				2			,						(6.15)
				2
						n
где с – коэффициент условий работы при расчѐте на прочность,													с = 0,7
– для нижнего пояса, с = 0,8 – для всех остальных поясов.
Кольцевые напряжения			2	вычисляются для нижних точек поясов по
формуле (п. 3.5.4.1. [1]):
	(g	(H	z)	1,2		Pи n )	r		(P		P ) r
2									ж		и	.	(6.16)
2			tр							tр		.	(6.16)
			tр							tр

Меридиональные напряжения 1, с учѐтом коэффициентов надѐжности по нагрузке и коэффициентов для основного сочетания нагрузок вычисляются для нижних точек поясов по формуле (п. 3.5.4.2. [1]):

1	GМ 0,95(GO GУ )	(0,9 S 0,95 Pи ) r	,	(6.17)
	2 r tр	2 tр

где 0,95 – коэффициент сочетания для временных длительных нагрузок

восновном сочетании (вес стационарного оборудования, нагрузка от веса теплоизоляции, избыточное давление);

0,9 – коэффициент сочетания для временных кратковременных нагрузок

восновном сочетании (снеговая нагрузка).

6.1.3Расчѐт узла сопряжения стенки с днищем

Вузле сопряжения стенки и днища (зона уторного шва) возникает краевой эффект, и, кроме меридиональных и кольцевых усилий, появляется еще изгиб оболочек, от изгибающих моментов, поперечных сил и дополнительных меридиональных и кольцевых усилий.

Методика расчѐта уторного узла базируется на способе, разработанном М. К. Сафаряном и М. Н. Ручимским [16]. В основу расчета положено следующее соображение. Если нагрузка, действующая на стенку резервуара,

осесимметрична, то изгиб стенки может быть выражен дифференциальным уравнением, аналогичным дифференциальному уравнению изгиба балки на упругом основании (в смысле гипотезы коэффициента постели) (рис. 6.1).

Под воздействием внешних нагрузок в нижнем узле возникают изгибающий момент и поперечная сила, т.е. задача является дважды статически неопределимой. Неизвестные изгибающий момент M0 (Х1) и поперечная сила Q0

(X2) (рис. 6.2) могут быть получены решением системы канонических уравнений метода сил:

11 X1 12 X 2 1 p

21 X1 22 X 2 2 p

(6.18)

где δ11, δ12 = δ21, δ22 – единичные перемещения от Х1 = 1 и Х2 = 1; 1р и 2р – грузовые члены, зависящие от внешней нагрузки.

1 – стенка резервуара; 2 – днище Рис.6.1 – Расчетная схема нижнего узла резервуара

Рис.6.2 – Основная система. Усилия, действующие на нижний узел резервуара

При этом каждое единичное перемещение и перемещение от внешней нагрузки состоит из двух слагаемых – от перемещений стенки и днища:

			ст	дн				(6.19)
		11	11	11 ;				(6.19)
		ст	дн		ст	дн	;	(6.20)
12	21	12	12		21	21	;	(6.20)
			ст	дн				(6.21)
		22	22	22 ;				(6.21)
			ст	дн	;			(6.22)
		1p	1p	1p	;			(6.22)
			ст	дн				(6.23)
		2 p	2 p	2 p .				(6.23)

Считая днище абсолютно жестким на растяжение и учитывая, что от действия момента и внешней нагрузки днище не деформируется в горизонтальном направлении, получим

дн	дн	дн	дн	0 .	(6.24)
12	21	22	2 p

Тогда система уравнений (6.18) принимает форму:

(	ст		дн		ст	X 2	ст	дн	0;
(	11		11 ) X1		12	X 2	1 p	1p	0;
	ст		ст			ст			(6.25)
	ст	X1	ст	X 2		ст	0.
	21	X1	22	X 2		2 p	0.

На основании решения дифференциального уравнения изогнутой оси балки на упругом основании [16] получены формулы для единичных перемещений и перемещений от внешней нагрузки (6.26)-(6.34):

	ст		1			;						(6.26)
	11					;						(6.26)
	11	mст	Dст
		mст	Dст
	1 1		2				2	2
дн	1 1		m	дн	c		2	m	дн	c	;	(6.27)
11	mдн Dдн				4						;	(6.27)
11

дн

1q0

ст

;

2m2

ст

;

1 p

kст

дн

;

1q1

1q0

дн

1q1

mдн c ;

2mдн Dдн

q0mдн

2 mдн c mдн c ) ;

mдн c mдн c

2kдн

ст

;

2m3

ст

H .

2 p

kст

(6.28)

(6.29)

(6.30)

(6.31)

(6.32)

(6.33)

(6.34)

В формулах (6.26)-(6.34) приняты следующие обозначения величин и

сокращения:
q1	– равномерно распределенная погонная					нагрузка, приходящаяся на
1 см периметра корпуса от собственного веса покрытия и корпуса (кН/см);
q0	– равномерно распределенное гидростатическое давление;
Dст – цилиндрическая жесткость стенки:
			E	t 3
	Dст				;	(6.35)
		12(1		2 )

kст – коэффициент постели стенки:

kст	E t	;	(6.36)
	r 2

76 mст – коэффициент деформации стенки:

mст 4 kст ; 4Dст

Dдн – цилиндрическая жесткость днища:

E t 3

Dдн 12(1 дн 2 ) ;

mдн – коэффициент деформации днища:

(6.37)

(6.38)

kдн

;

(6.39)

дн

4Dдн

kдн – коэффициент

постели

основания,

равный 20 кг/см³ – для

искусственно уплотненного песка, 5 кг/см³ – для песка средней крупности.

mдн c

cos(mдн c) ;

(6.40)

mдн c

sin(mдн c) ;

(6.41)

mдн c

(cos(mдн c)

sin(mдн c)) ;

(6.42)

m c

mднc

(cos(mдн c)

sin(mдн c)) .

(6.43)

дн

Момент в днище в [16] предлагается определять по формуле:

		2	(1 2 mдн c mдн c	mдн c mдн c )
	X1(1	mдн c ) q1	(1 2 mдн c mдн c	mдн c mдн c )	q0	2
М дн						mдн c . (6.44)
М дн	2		4mдн		2mдн2	mдн c . (6.44)

Проверка прочности узла сопряжения стенки с днищем сводится к проверке условий прочности стенки и днища в точках сопряжения от действия

изгибающих моментов. Изгибные напряжения в стенке и днище определяются по формулам:

ст		6X1	,		(6.45)
		t 2	,		(6.45)


	6М дн			.	(6.46)
дн		tдн2		.	(6.46)
дн

Условия прочности:

ст	Rwy	c ,	(6.47)
дн	Ry	c .	(6.48)

Проверку прочности угловых швов, прикрепляющих стенку к днищу,

можно выполнить на одновременное воздействие поперечной силы и момента.

Прочность проверяют по металлу шва и по границе сплавления (п. 11.2* [2]):

Х	2	Х 2	2
Х	1	Х 2			k f		Rwf ;
t		2		f	k f	wf	Rwf ;
t		2					(6.49)
							(6.49)
Х	2	Х 2	2
Х	1	Х 2			k f		Rwz .
t		2		z	k f	wz	Rwz .
t		2

где 2 – учитывает два угловых шва.

6.1.4 Проверка стенки на устойчивость

Проверка устойчивости стенки резервуара осуществляется для пустого резервуара по формуле (п. 3.5.6. [1]):

1	2		1,	(6.50)
cr1		cr 2

где сr1 – меридиональные критические напряжения;

сr2 – кольцевые критические напряжения;

1 – коэффициент условия работы стенки резервуара при расчѐте на устойчивость.

При невыполнении условия для обеспечения устойчивости стенки можно увеличить толщину верхних поясов или установить промежуточные кольца жѐсткости, или и то и другое вместе.

6.1.4.1 Кольцевые напряжения
При расчѐте на устойчивость кольцевое напряжение				2 в резервуарах со
стационарной крышей зависит от Pвак		и эквивалентного ветрового внешнего
давления Рвет (п. 3.5.6.5. [1]):
2	(0,95 Pвак	0,9 Pвет ) r	,	(6.51)
2	tр, min		,	(6.51)
	tр, min

где 0,95 – коэффициент сочетания для временных длительных нагрузок

восновном сочетании (относительное разрежение в газовом пространстве резервуара);

0,9 – коэффициент сочетания для временных кратковременных нагрузок

восновном сочетании (ветровая нагрузка);

tp, min – расчѐтная толщина самого тонкого пояса.

6.1.4.2 Меридиональные напряжения

Меридиональное напряжение 1 вычисляется для нижней кромки участка стенки постоянной толщины по формуле (п. 3.5.6.4. [1]):

1	GМ 0,95(GО GУ )	(0,9 S 0,95 Pвак ) r	.	(6.52)
	2 r tр	2 tр

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 78 / 138 9 10 11 12 13 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
25.11.20234.29 Mб810182.pdf
#
25.11.20234.3 Mб010183.pdf
#
25.11.20234.32 Mб110184.pdf
#
25.11.20234.32 Mб110185.pdf
#
25.11.20234.33 Mб010186.pdf
#
25.11.20234.35 Mб010187.pdf
#
25.11.20234.35 Mб010188.pdf
#
25.11.20234.35 Mб110189.pdf
#
21.11.2023170.36 Кб01019.pdf
#
25.11.20234.36 Mб010190.pdf
#
25.11.20234.36 Mб010191.pdf