Файл: 1. Определение геометрических параметров резервуара 3 Определение толщины стенки резервуара.docx

Изгибающий момент


Момент сопротивления изгибаемой стенки

Второе слагаемое уравнения это напряжение в нижней точке первого пояса (таблица 4):


Расчетное сопротивление для стали нижнего пояса резервуара

Выполняем проверку на прочность

Таким образом, условие прочности:

выполняется, т.к. 3,4 < 107,1.
4.4 Проверка прочности днища
Проверку прочности днища проводим по напряжениям, возникающим от изгибающего момента

.

В этом случае момент сопротивления сечения днища

Для стального листа окрайки расчетное сопротивление будет тоже, что и для нижнего пояса стенки


Таким образом, условие прочности днища
выполняется, т.к -24,7 < 107,1.
4.5. Проверка прочности уг­лового шва


Рис. 4.3. Расчетная схема для расчета сварного шва
Проверку прочности углового шва прикрепляюще­го стенку к днищу, произво­дят на одновременное воз­действие поперечной силы и момента. Прочность проверяют по металлу шва и по границе сплавления.
Условие прочности сварного шва:

Где N – cила, срезающая шов по металлу сварного шва;

L_w = 1 м – длина сварного шва для случая расчета оболочки, когда

---

N – сила, отнесенная к единице длины;

– коэффициенты условий работы шва равные 1,0 во всех случаях, кроме конструкций, возводимых в климатических районах I₁, I₂, II₂, II₃, где = 0,85;

– коэффициент условий работы;

– расчетная длина шва, принимаемая меньше его полной длины;

– коэффициент для сталей с пределом текучести до 530 МПа, принимаемый в зависимости от вида сварки, диаметра проволоки и положения шва по таблице 34 СНиП II-23-81 (для ручной электродуговой сварки = 0,7); для сталей с пределом текучести более 530 МПа независимо от условий = 0,7;
R_wf = 215 МПа – расчетное сопротивление по металлу сварного шва для электрода Э50 по таблице 56 СНиП II-23-81.


Расчетная схема таврового соединения днища и нижнего пояса стенки резервуара изображена на рисунке 4.3. При толщине стенки меньше 20 мм соединение выполняется без разделки нижней кромки стенки. Катет принимаем . Коэффициент сварного шва принимается по таблице 34 СниП II-23-81 (для ручной электродуговой сварки). Коэффициент условий работы сварного шва .


Выполняем проверку сварного шва:


Условие прочности

---

выполняется, т.к. 3 < 150,5.

5. Конструирование и основные положения расчета сферической крыши



Рис. 5.1. Конструкция вертикального резервуара со сферической крышей

1 – центральный щит; 2 – круговые главные балки; 3 – кольцевые

балки настила; 4 – настил; 5 – опорное кольцо жесткости

I - cоединение сферической крыши со стенкой

Для резервуаров без центральной стойки щитовая крыша представ­ляет собой распорную конструкцию и расчет сводится к решению од­нажды статически неопределимой системы.

Радиальные балки двух диаметрально противоположных щитов принимаются за одну ломаную балку, опирающуюся на стенку резервуара. На крышу возьмем лист размерами 3-4м на 1.5-2м и толщиной 4мм.
Rсф = (0.7-1.5)D =1,3* D =1,3*48,4 = 64 м
Главные балки на расчетной схеме представляем как трехшарнирные арки.



Рис.5.2 Расчетная схема главных балок каркаса сферической крыши

в виде трехшарнирной арки.


Количество главных балок .

Угол зависит от соотношения радиусов и


Высота купола определяется из геометрических соотношений

5.1 Определение нагрузки на главную балку.
При симметричной схеме нагружения каждая из главных балок воспринимает ту часть нагрузки, которая приходится на один сектор круговой проекции крыши на горизонтальную плоскость. Количество секторов крыши равно количеству главных балок. В силу геометрических особенностей изменение нагрузки на главную балку от центра крыши до опоры на стенку пропорционально длине дуги, с которой собираются нагрузки. Поэтому интенсивность вертикальной нагрузки на главную балку линейно возрастает от нуля в центре до в крайних точках при опоре на стенку.

---

Эпюра нагрузок на главную балку будет полностью определена, если вычислить .

.



Рис. 5.3 Расчетная схема главной балки сферической крыши

вертикального резервуара




5.2 Определение реакций опор.

Вертикальная реакция и распор определяются из уравнений статики.

Сумма проекций сил на вертикальную ось равна нулю:






.

Сумма моментов относительно правой опоры равна нулю:



5.3 Определение изгибающих моментов в поперeчных сечениях главных балок

Уравнение изгибающих моментов записывается как функция от угла , определяющего положение поперечного сечения (рис. 5.3):

;



Окончательно уравнение принимает вид:



Полученное уравнение позволяет построить эпюру изгибающих моментов . Однако, для того чтобы проанализировать конструкцию главной балки с целью определения наиболее опасного сечения, необходимо найти координату сечения с наибольшим изгибающим моментом.

---

Рис. 5.4 Эпюра изгибающего момента в поперечных сечениях главной балки.
5.4 Определение максимального изгибающего момента.
Для определения максимального изгибающего момента находится производная и приравнивается нулю:

;

;

;

.

В результате решения тригонометрического уравнения определяется угол



Для определения максимального изгибающего момента значение угла подставляется в уравнение:


.
В соответствии с рекомендациями ОАО «Транснефть» каркас стационарной кровли резервуара относится к основным конструкциям резервуара подгруппы А, для которых рекомендуется использовать сталь класса С345 по ГОСТ 27772 (09Г2С-12).

Для стали С345 нормативное расчетное сопротивление .

Условие, выражающее предельное состояние для главной балки



где – коэффициент условий работы;

– момент сопротивления стандартного прокатного двутаврового сечения.

Расчетное сопротивление стали:

где γ_м=1,025 – коэффициенты надежности по материалу;

γ_н=1,10 , так как объем резервуара меньше 10 000 м

---