3.3 Расчёт сопряжения стенки с днищем.

Явление краевого эффекта заключается в том, что в некоторых зонах тон­костенных листовых конструкций может развиваться моментное напря­женное состояние вследствие ограничения свободных перемещений, обу­словленных действием осевых усилий (в местах закреплений и пересече­ний оболочек, в зонах сосредоточенных нагрузок и т. п.). Изгибающие мо­менты краевого эффекта быстро убывают при удалении от мест закрепле­ний, стесняющих деформации оболочки.

В вертикальной стенке и в окрайке днища от стеснения деформации стенки, расширяющейся от воздействия продукта, в месте примыкания возникает краевой эффект (рисунок 5).

G1

τ=τ₂

Sст S_дн

50

0,6√τ2 S_ст

М_х

М_y

Рис. 5. К расчёту краевого эффекта.

Стеснённая деформация стенки вызывает местный изгибающий момент, действующий в меридиальном направлении, и дополнительные нормальные напряжения s_м. При этом возникает упругий поворот узла в целом.

Учёт податливости всех примыкающих элементов узла приводит к получению существенно меньших изгибающих моментов, чем при абсолютно жестком узле. В связи с этим нежелательно увеличение жесткости узла; окрайки следует принимать сравнительно тонкими, наружный выступ днища должен быть не более 50 мм.

Погонный максимальный изгибающий момент:

М_у=0,1Pr₂S_ст (28)

где

Значение всех входящих в формулу величин указаны выше

Определим максимальный изгибающий момент:

М_у = 0,1175871,7616,180,006 = 1707,36 (Н)

Краевой момент становится равным нулю на расстоянии у от нижней кромки стенки:

(29)

где S_ст=16 мм –толщина стенки на дне резервуара.

r₂=r – радиус резервуара

Тогда напряжение от изгиба стенки:

К этим напряжениям следует прибавить напряжения s₁ от вертикальной нагрузки. При Р_изг=0 эти напряжения определяют от нагрузок, вызывающих сжатие в стенке:

(30)

где

Проверка прочности стенки:

(31)

где Ry=240 мПа для С255, металл заменитель ВСт3сп - расчётное сопротивление основного металла определяется по таблицам [2] в зависимости от марки стали, ГОСТа, толщины листов.

_с1=0,8 – коэффициент условий работы стенки при расчете на прочность,[1];

;

- условие выполняется, прочность обеспечена.

Проверка прочности сварного соединения:

(32)

где – момент сопротивления шва, мм³;

β=0,9 – коэффициент учитывающий проплавление.

K=S_cт=16 мм – катет шва.

Rωy - расчетное сопротивление для вертикального сварного шва стенки (Rωy=Ry=240 мПа при сварке с физическим контролем качества швов, в том числе монтажного замыкающего шва);

_ωf=1,0– коэффициент условий работы шва; для конструкций, предназначенных к эксплуатации при температурах -40^oC, _ωf =0,85, в остальных случаях 1[1]

_с1=0,8 – коэффициент условий работы стенки при расчете на прочность,[1];

;

- условие выполняется, прочность сварного шва обеспечена.

4 Расчёт покрытия резервуара

Для резервуаров емкостью свыше 3500 м³ рекомендуется применять кровлю сферического очертания с углом подъема у стенки =15^о, что соответствует стреле подъема оболочки

f=(1/10…1/12)D=(1/10…1/12)32,34=3,24…2,70 м

Принимаем значение стрелы подъема купола f=3,0 м

R_cф=(2,4…2,8)r=(2,4…2,8)16,18=38,83…45,30 м

Принимаем значение радиуса купола R_cф =40 м