Расчет строительных металлоконструкций резервуаров необходимо вести по методу предельных состояний первой и второй группы, определенному по ГОСТ 27751.
Предельные состояния конструкций резервуаров определяются:
а) первое предельное состояние - по несущей способности (прочности, устойчивости или выносливости материала), при достижении которого конструкция теряет способность сопротивляться внешним воздействиям или получает недопустимые остаточные изменения своей формы;
б) второе предельное состояние - по развитию чрезмерных деформаций от статических или циклических нагрузок, при достижении которого в конструкции, сохраняющей прочность и устойчивость, появляются недопустимые деформации.
Допускается применение альтернативных методов расчета, обеспечивающих прочность и устойчивость строительных металлоконструкций резервуаров, не ниже установленных расчетными положениями настоящего раздела.
При расчете металлоконструкций резервуаров необходимо учитывать усилия, возникающие в конструкции при ее взаимодействии с основанием.
|
|
Расчетные сопротивления проката, гнутых профилей и труб для растяжения, сжатия и изгиба следует определять по формулам:
где - расчетные сопротивления по пределу текучести и временному сопротивлению при растяжении, сжатии и изгибе, МПа;
- нормативные сопротивления по пределу текучести и временному сопротивлению при растяжении, сжатии и изгибе, МПа;
- коэффициент надежности по материалу, принимаемый в соответствии с таблицей 2 СНиП РК 5.04-23-2002.
Нормативные сопротивления при растяжении, сжатии и изгибе листового, широкополочного универсального проката и гнутых профилей следует принимать для стали обыкновенного качества по ГОСТ 14637, для стали повышенной прочности по ГОСТ 19281. По согласованию с Заказчиком и поставщиком стали, допускается применение ГОСТ 27772, ГОСТ 535, ГОСТ4543 и других.
Расчетное сопротивление проката, гнутых профилей и труб в случае смятия следует определять по формуле:
где - расчетное сопротивление стали сдвига, МПа.
Изменение значений предела текучести стали разрыву при эксплуатации резервуара в условиях повышенных температур (выше 90°С) следует учитывать в соответствии с требованиями пункта 9.2.2.
Расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов R ba следует определять по формуле:
где - расчетное сопротивление растяжению фундаментных болтов, МПа.
Расчетные сопротивления растяжению фундаментных болтов приведены в таблице 60 СНиП РК 5.04-23-2002.
Расчетные сопротивления сварных соединений для различных типов этих соединений и напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в таблице 9.1.
|
|
Значение нормативного сопротивления металла шва по временному сопротивлению R wun следует принимать:
а) для швов, выполняемых ручной сваркой – равным значениям временного сопротивления металла шва, указанным в ГОСТ 9467;
б) для швов, выполняемых автоматической сваркой - по таблице 4 СНиП РК 5.04-23-2002.
Значения коэффициента надежности по материалу углового шва γ wm следует принимать равным:
а) при значениях R wun не более 490 МПа - 1.25;
б) при значениях R wun равных 590 МПа и более - 1.35.
Расчетные сопротивления стыковых соединений элементов из сталей с разными нормативными сопротивлениями следует принимать как для стыковых соединений из стали с меньшим значением нормативного сопротивления.
При расчете элементов конструкций резервуаров следует учитывать коэффициенты условий работы γ cпринимаемые по таблице 9.2.
В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки.
К постоянным нагрузкам следует относить собственный вес элементов строительных металлоконструкций резервуаров.
Сохраняющиеся в конструкции усилия от предварительного напряжения следует учитывать в расчетах, как усилия от постоянных нагрузок.
К длительным нагрузкам следует относить:
- гидростатическое давление хранимого продукта или воды, заполняющей резервуар при испытаниях;
- избыточное внутреннее давление в газовом пространстве, возникающее при малых и больших «дыханиях»;
- разряжение воздуха (вакуум), возникающее при опорожнении резервуара;
- вес стационарного оборудования: приборов и аппаратов, технологических устройств и приспособлений трубопроводов с арматурой и опорными частями, а также вес жидкостей, заполняющих оборудование;
- вес теплоизоляции;
- вес отложений производственной пыли;
- снеговые нагрузки с пониженным нормативным значением;
- воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта.
К кратковременным нагрузкам следует относить:
- снеговые нагрузки с полным нормативным значением;
- ветровые нагрузки;
- вес людей, ремонтных материалов и инструментов в зонах обслуживания и ремонта оборудования (лестницы, переходные площадки и площадки обслуживания оборудования);
- нагрузки, возникающие при изготовлении, хранении и транспортировке элементов конструкций, а также при возведении резервуаров.
К особым нагрузкам следует относить:
- сейсмические воздействия;
- аварийные нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования (аварийное избыточное внутреннее давление, разряжение воздуха - вакуум, температурные воздействия и пр.);
- воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренными изменениями структуры грунта (при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в районах горных выработок и в карстовых грунтах.
При расчете конструкций резервуаров по первому и второму предельным состояниям следует учитывать наиболее неблагоприятные сочетания нагрузок или соответствующие им усилия.
Эти сочетания устанавливаются на основе анализа реальных вариантов одновременного действия различных нагрузок для рассматриваемой стадии работы конструкции резервуара, с учетом возможности появления различных схем приложения временных нагрузок или при отсутствии некоторых из нагрузок.
В зависимости от учитываемого состава нагрузок следует различать:
- основные сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных;
|
|
- особые сочетания нагрузок, состоящие из постоянных, длительных, кратковременных и одной из особых нагрузок.
Расчетные значения временных нагрузок следует умножать на коэффициенты сочетаний (ψ1 и ψ2), равные при постоянных и не менее двух временных нагрузок:
ψ1 = 0.95 - в основных и особых сочетаниях для длительных нагрузок;
ψ2 = 0.9 - в основных сочетаниях для кратковременных нагрузок;
ψ2 = 0.8 - в особых сочетаниях для кратковременных нагрузок, при этом особую нагрузку следует принимать без снижения.
При постоянных и одной временной нагрузке (длительной или кратковременной), коэффициенты ψ1 и ψ2 вводить не следует.
Примечание - В основных сочетаниях при учете трех и более кратковременных нагрузок их расчетные значения допускается умножать на коэффициент ψ2, принимаемый для первой (по степени влияния) кратковременной нагрузки 1.0, для второй ‑ 0.8, для остальных ‑ 0.6.
Нормативные значения нагрузок следует определять следующим образом:
- собственный вес элементов строительных металлоконструкций - по проектным размерам и удельному весу материалов с учетом их влажности в условиях возведения и эксплуатации резервуаров;
- нормативные значения гидростатического давления, внутреннего избыточного давления, разряжения воздуха (вакуум), веса стационарного оборудования, веса отложений производственной пыли и аварийных нагрузок - устанавливаются на основании технологических решений;
- нормативное значение равномерно распределенной нагрузки на лестницы, переходные площадки и площадки обслуживания оборудования от веса людей, ремонтных материалов и инструментов принимается не менее 1.5 кПа;
- несущие элементы лестниц и площадок должны быть проверены на сосредоточенную вертикальную нагрузку не менее 1.5 кН, приложенную к элементу в неблагоприятном положении на квадратной площадке со сторонами не более 10 см (при отсутствии других временных нагрузок);
- нормативное значение горизонтальной сосредоточенной нагрузки на поручни лестниц и площадок следует принимать не менее 0.3 кН, в любом месте по длине поручня;
|
|
- нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, а также нормативного значения ветрового давления принимается в соответствии с требованиями СНиП 2.01.07-85*.
Определение нагрузок от сейсмических воздействий следует производить в соответствии с требованиями СНиП РК 2.03-04-2001 и п.9.25 настоящих норм.
В необходимых случаях, устанавливаемых в зависимости от условий возведения и эксплуатации резервуаров, следует учитывать прочие нагрузки не включенные в настоящие требования, но оговоренные в техническом задании. Например: специальные технологические нагрузки.