2018-03-09
451
А) Опорное кольцо
Распор, передаваемый на опорное кольцо со стороны радиального ребра:
– вызывает растяжение в опорном кольце;
– сжимает опорное кольцо.
При нагрузке сверху вниз q на купол:
- максимальный момент под радиальным ребром
- момент между радиальным ребром
- продольное растягивающее усилие
При нагрузке 
снизу вверх на купол:
- момент под радиальным ребром
;
- момент между радиальными ребрами
- продольное сжимающее усилие
Дополнительные продольные усилия и изгибающие моменты в опорном кольце:
- от избыточного давления на 0,4Н стенки
;
- от вакуума на 0,4Н стенки
- от ветровой нагрузки на 0,4Н стенки
При 
, 
=0,738.
Изгибающие моменты:
.
Усилия в кольце от ветрового отсоса на покрытие резервуара:
.
Распор от ветрового отсоса, передаваемый через радиальные ребра:
.
Изгибающие моменты в опорном кольце от ветровых распоров 
:
Результаты определения усилий в опорном кольце от нагрузок приведены в таблицу.
| Вертикальные нагрузки на покрытие - вниз
| Вакуум на 0,4Н стенки | Вертикальные нагрузки на покрытие - вверх | ||||||
| 1 | 2 | 3 | ||||||
 , кН·м
|  , кН·м
|  , кН
|  , кН
|  , кН·м
|  , кН·м
|  , кН
| ||
| -86,1 | 43,5 | 3072 | -58 | 42,3 | -21,4 | -1509 | ||
| Избыточное давление на 0,4Н стенки | Ветер на 0,4Н стенки | Ветровой отсос на покрытие | ||||
| 4 | 5 | 6 | ||||
 , кН
|  , кН·м
|  , кН
|  , кН
|  , кН·м
|  , кН·м
|  , кН
|
| 462 |  558
| -21 | 42 | 5,9 | -2,9 | -202 |
При составлении таблицы расчетных сочетаний усилий в сечениях опорного кольца необходимо учитывать следующее:
1) нагрузки 1 следует суммировать с нагрузкой 2, т.к. в составе q имеется вакуум на покрытие;
2) нагрузки 3 суммируются с нагрузкой 4, поскольку в состав q1 входит избыточное давление на покрытие, и с нагрузкой 5 (q1 включает также и ветровой отсос);
3) если учитывается ветровая нагрузка на 0,4Н стенки, то надо учитывать и нагрузку 6 (ветровой отсос).
Проверка сечения опорного кольца на прочность должна проводиться по отмеченным расчетным усилиям.
| Усилия | Нагрузки | ||
| 1+2 | 3+4+5+6 | 1+2+5+6 | |
 , кН·м
| 43,5 | 606 | 607 |
 , кН·м
| -8,1 | -582 | -647 |
 , кН
| 3072 | -1207 | 2854 |
Для опорного кольца принята сталь ВСт3пс6-1 
=24 кН/см2 
.
В сечении опорного кольца необходимо учесть часть стенки резервуара высотой:
.
При этом площадь сечения кольца составит (рисунок 1.15):
.
Рисунок 1.15 – Сечение опорного кольца
Момент инерции сечения кольца относительно вертикальной оси у-у:
.
Момент сопротивления:
.
Проверка сечения на прочность осуществляется по формуле:
.
- прочность опорного кольца обеспечена.
Устойчивость кольца в своей плоскости будет обеспечена за счет опирающихся на него щитов и листов кровли.
Б) Промежуточное кольцо.
Рассмотрим расчет кольца, смежного с опорным.
|
|
|
Продольное усилие в элементы 2-го кольца:
Где:
и 
- определяются по формуле (1.45);
и 
–определяются по формуле (1.42) с учетом радиусов колец (см. рисунок 1.13):
Принимая условие, что настил приваривается к кольцам, определяем требуемое сечение кольца из условия прочности:
.
Если предположить, что настил не приварен к кольцам, то сечение кольца определяется из условия устойчивости:
Законструируем кольцо по второму варианту, когда настил не приварен к кольцам. Ширину кольца можно определить по требуемому моменту инерции задавшись параметрами (рисунок 1.16). Момент инерции сечения кольца относительно вертикальной оси у-у:
Рисунок 1.16 – Сечение промежуточного 2-го кольца
- сечение кольца достаточно для обеспечения его устойчивости.
Площадь сечения кольца:
,
что значительно больше требуемого сечения кольца из условия прочности, равного 
. Поэтому целесообразно настил приваривать к кольцам, если это возможно по конструктивным соображениям.
В) Центральное кольцо
Радиус центрального кольца 
.
Центральное кольцо воспринимает распоры со стороны радиальных ребер от вертикальных нагрузок.
Распор радиального ребра:
.
Поскольку радиальные ребра расположены часто по периметру центрального кольца, то приведем нагрузку на кольцо к равномерно распределенной по оси кольца:
.
Продольное сжимающее усилие в центральном кольце определяется по формуле:
.
Настил приваривается к центральному кольцу, что обеспечивает его устойчивость. Поэтому требуемое сечение кольца установим по прочности:
Сечение центрального кольца конструируем в виде сварного двутавра с параметрами как на рисунке 1.17.
Рисунок 1.17 – Сечение центрального кольца
Высота сечения стенки двутавра (205 мм) принимается равной высоте прокатного швеллера (радиального ребра) и плюс 5 мм на зазор. Фактическое сечение центрального кольца:
Принятое значение центрального кольца завышен с учетом того, что при неравномерной нагрузке на купол кольцо дополнительно будет испытывать кручение.
