3.3. Общие положения расчета элементов вертикальных цилиндрических резервуаров

Несущие конструкции вертикальных цилиндрических резервуаров рассчитывают по предельным состояниям в соответствии со строитель­ными нормами и правилами СНиП II 23-81 «Стальные конструкции. Нормы проектирования», СНиП III 18-75 «Металлические конструкции. Правила производства и приёмки работ», с учетом дополнительных требова­ний по СНиП 2.09.03-85 «Сооружение промышленных предприятий». В соответствии с ним стенки и окрайки днищ резервуаров вместимостью 10 тыс. м³ и более, фасовки крыш резервуаров отнесены к 1-й группе конст­рукций. Ко 2-й группе отнесены стенки и окрайки днищ резервуаров вме­стимостью менее 10 тыс. м³, покрытия, опорные кольца покрытия и коль­ца жесткости, центральные части днищ, понтона и плавающие крыши ре­зервуаров всех вместимостей.

Дополнительно также принимают коэффициенты условий работы m равными: для стенок вертикальных цилиндрических резервуаров при расчете на прочность (нижний пояс - 0,7, остальные пояса - 0,8); для сопряжения стенки с днищем - 1,2; для стенки резервуаров при расчете на устойчивость - 1; для сферических и конических покрытий распор­ной конструкции при расчете по безмоментной теории - 0,9.

Коэффициенты надежности по нагрузке n принимают равными: от избыточного давления и вакуума - 1,2; от гидростатического давления жидкости - 1,1; от ветровой нагрузки на вертикальную поверхность ци­линдрических резервуаров при расчете на устойчивость - 0,5 (при этом ветровую нагрузку условно принимают равномерно распределенной по окружности); от снеговой нагрузки на сферические крыши резервуа­ров - 0,7.

Названные нормы не распространяются на проектирование резервуа­ров: для нефтепродуктов с упругостью паров выше 93,6 кПа при темпера­туре +20°С; для нефтепродуктов, хранящихся под внутренним рабочим давлением выше атмосферного на 70 кПа.

3. Расчет стенки на прочность

Стенка корпуса является несущим элементом резервуара и рассчи­тывается по методу предельных состояний в соответствии с требования­ми СНиП II-23-81. Нормативные нагрузки, действующие на стенку ре­зервуара, а также коэффициенты перегрузки принимают в соответствии со СНиП II-6-74. Кроме этого, принимают дополнительные коэффициен­ты перегрузок и условий работы, не содержащиеся в СНиП: для избы­точного давления и вакуума n₂=1,2; при расчете подъема стенки резер­вуара от избыточного давления и отсоса от ветровой нагрузки n₃= 0,9; при расчете стенок на прочность = 0,8; при расчете стенок на устойчи­вость =1; при расчете сопряжения стенок с днищем и других зон крае­вого эффекта =1,6.

Стенку резервуара рассчитывают на прочность по безмоментной тео­рии как цилиндрическую оболочку, работающую на растяжение от дей­ствия гидростатического давления жидкости и избыточного давления газа. Расчетное давление на глубине х от днища резервуара (рис. 22.5) равно:

(22.3)

где n₁ = 1,1 - коэффициент перегрузки для гидростатического давления; n₂ = 1,2 - ко­эффициент перегрузки для избыточного давления в паровоздушной смеси p_и; - удель­ный вес жидкости.

В цилиндрической оболочке кольцевые напряжения в 2 раза больше меридиональных, поэтому, исходя из этого, можно определить толщину цилиндрической стенки корпуса резервуара на расстояниях х от днища:

(22.4)

Прогиб стенки (радиальное перемещение) определяется по норма­тивному давлению

(22.5)

где - коэффициент постели.