Учет кольцевых напряжений поясов резервуара

Вертикальные цилиндрические стальные резервуары являются наглядным примером высокоэффективных сооружений, обеспечивающих восприятие значительной полезной нагрузки при относительно низкой металлоемкости конструкций. Указанный результат достигается благодаря использованию высокой несущей способности сверхтонкой цилиндрической оболочки, испытывающей кольцевые деформации растяжения при незначительных деформациях изгиба и меридионального сжатия. Однако наличие поясов различной толщины, а также узлов соединения стенки с днищем и крышей вызывает появление краевых эффектов изгибного состояния, которые необходимо учитывать при проектировании.

Поскольку стальные резервуарные конструкции представляют объекты массового строительства, а проявление краевых эффектов возрастает при увеличении размеров, актуальной является задача совершенствования методов расчета, существенно влияющих на расход металла в масштабах всей отрасли и ориентированных на внедрение в нормативную базу отечественного резервуаростроения.

При монтаже резервуара методом подращивания поясов форма деформирования стенки показывает, что максимальные кольцевые напряжения нижнего пояса возникают в месте его сопряжения со вторым поясом. Такая особенность объясняется наличием краевого эффекта узла соединения стенки и днища резервуара. Повышение несущей способности нижнего пояса путем увеличения его толщины является нецелесообразным, так как приводит к увеличению толщины окрайки днища, а также вызывает дополнительные технологические трудности, связанные с изготовлением и монтажом листовых конструкций значительной толщины. Кроме того, имеется нормативное ограничение на допускаемую толщину стенки, которая не может превышать величину 40 мм. Снизить кольцевые напряжения в верхней части первого пояса можно путем увеличения толщины второго пояса.

Наше предприятие осуществляет монтаж резервуаров методом подращивания в полном объеме согласно требованиям заказчика.

Источник

Проверочный расчет на устойчивость стенки резервуара

Проверка каждого пояса стенки резервуара на устойчивость производится по формуле (107) СНиП II-23-81*:

, (2.6)

где		–	расчетное меридиональное напряжение в поясе, МПа;
	–	критическое меридиональное напряжение в поясе, МПа;
	–	расчетное кольцевое напряжение в поясе, МПа;
	–	критическое кольцевое напряжение в поясе, МПа;
	–	коэффициент условий работы при расчете стенки на устойчивость, принимаемый по таблице 5 СНиП 2.09.03-85, .

Примечание. Проверка по условию (2.6) для резервуаров РВСП осуществляется для периодов летней и зимней эксплуатации резервуара. При этом при расчете для периода летней эксплуатации значение снеговой нагрузки принимается равным нулю, а вакуумметрическое давление газов в газовом пространстве равным 0,2кПа; при расчете для периода зимней эксплуатации значение снеговой нагрузки принимается в соответствии с п.5.2 СНиП 2.01.07-85*, а вакуумметрическое давление газов в газовом пространстве равным нулю (в зимний период и наличии снега на крыше резервуара огнепреградители с вентиляционных патрубков на крыше должны быть сняты).

Расчетное меридиональное напряжение пояса для резервуаров РВС и РВСП определяется по формуле:

, (2.7)

где		–	вес металлоконструкций резервуара выше нижней кромки пояса, Н;
	–	вес стационарного оборудования выше нижней кромки пояса, Н;
	–	вес утеплителя выше нижней кромки пояса, Н;
	–	расчетная нагрузка на крышу резервуара от вакуумметрического давления газов в газовом пространстве, Н;
	–	полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию крыши резервуара, Н;
	–	коэффициент сочетаний для временных длительных нагрузок, принимаемый по п. 1.12 СНиП 2.01.07-85*, ;
	–	коэффициент сочетаний для временных кратковременных нагрузок, принимаемый по п. 1.12 СНиП 2.01.07-85*, .

Расчетное меридиональное напряжение пояса для резервуаров РВСПК определяется по формуле:

, (2.8)

Вес металлоконструкций резервуара выше нижней кромки пояса:

, (2.9)

где		–	вес крыши резервуара, Н;
	–	вес стенки резервуара выше нижней кромки пояса, Н.

Вес стенки резервуара выше нижней кромки пояса:

, (2.10)

где		–	удельный вес стали, ;
	–	высота -го пояса стенки резервуара, м.

Вес стационарного оборудования и утеплителя выше нижней кромки пояса находятся по формулам:

, (2.11)

, (2.12)

где		–	масса стационарного оборудования, кг;
	–	масса утеплителя, кг.

Расчетная нагрузка на крышу резервуара от вакуумметрического давления газов в газовом пространстве:

, (2.13)

где

–

рабочее значение вакуума в газовом пространстве, принимаемое по таблице 5.3, Па.

Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию крыши резервуара:

, (2.14)

где		–	коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаемый в соответствии с п.п. 5.3-5.5 СНиП 2.01.07-85*;
	–	расчетное значение веса снегового покрова на горизонтальной поверхности земли, принимаемое в соответствии с п.5.2 СНиП 2.01.07-85*.

Примечание. Схему распределения снеговой нагрузки принимать для конических и сферических покрытий по схеме 1 приложения 3 СНиП 2.01.07-85*. Коэффициент , установленный по схеме 1, необходимо снизить на коэффициенты и согласно п. 5.5 СНиП 2.01.07-85*, кроме ограничений, изложенных в пункте.

Критическое меридиональное напряжение пояса определяется по формуле:

, (2.15)

где	С	–	коэффициент, принимаемый по таблице 31 СНиП II-23-81* в зависимости от соотношения ;
	–	модуль упругости стали, .

Расчетное кольцевое напряжение пояса для резервуаров РВС и РВСП определяется по формуле:

, (2.16)

где		–	вакуумметрическое давление газов в газовом пространстве, Па;
	–	ветровое давление на уровне верха стенки резервуара, Па;
	–	средняя (приведенная) толщина стенки резервуара, м.

Значение вакуумметрического давления газов в газовом пространстве:

, (2.17)

Значение ветрового давления на уровне верха резервуара:

, (2.18)

где		–	нормативное значение ветрового давления, принимаемое по табл. 5 СНиП 2.01.07-85*, Па;
	–	коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, принимается по п.6.5 СНиП 2.01.07-85*;
	–	аэродинамический коэффициент для нормального давления, приложенного к внешней поверхности стенки резервуара, принимаемый по схеме 12б СНиП 2.01.07-85*, .

Средняя (приведенная) толщина стенки резервуара:

, (2.19)

при одинаковой высоте поясов резервуара:

, (2.20)

В формулах (2.19) и (2.20) для резервуаров РВСПК высота верхнего пояса принимается от уровня ветрового кольца.

Расчетное кольцевое напряжение пояса для резервуаров РВСПК определяется по формуле:

, (2.21)

где

–

разрежение от ветрового давления в резервуаре, Па.

Разрежение от ветрового давления в резервуаре:

, (2.22)

где

–

аэродинамический коэффициент для нормального давления, приложенного к внутренней поверхности стенки резервуара, принимаемый по схеме 12б СНиП 2.01.07-85*.

Критическое кольцевое напряжение пояса определяется по формуле:

, (2.23)

где

–

высота стенки резервуара; для резервуаров РВСПК высота стенки определяется от уровня ветрового кольца.

Дата добавления: 2015-04-01 ; просмотров: 2507 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник