Определение критических напряжений

15 16 17 18 19 20 21

Первое критическое напряжение определяется по формуле:

(3.73)

где t_рм_in - расчетная толщина самого тонкого пояса стенки резервуара (верхнего); [2]

Коэффициент С определяется по формулам:

при , (3.74)

при (3.75)

или для резервуаров для нефти:

при (3.76)

при (3.77)

при (3.78)

Второе критическое напряжение определяется по формуле:

, (3.79)

где Н_r – редуцированная высота резервуара, а при постоянной толщине стенки для резервуара со стационарной крышей Н_r равна полной высоте стенки резервуара Н_о.

Редуцированная высота стенки Н_r вычисляется по формуле:

(3.80)

где h_i – высота пояса резервуара.

Суммирование производится в направлении от нижнего пояса.

Для верхнего пояса стенки в качестве h_i берется расстояние от его нижней кромки до опорного (ветрового) кольца. При наличии кольца жесткости в пределах i – го пояса в качестве h_i берется расстояние от нижней кромки этого пояса до ребра жесткости. При этом Н_rL и Н_rU, t_min и σ_с_r₂ определяются для каждого участка стенки резервуара, разделенного кольцами жесткости.

Н_rL является редуцированной высотой стенки ниже промежуточного кольца, Н_rU редуцированной высотой стенки выше промежуточного кольца. В резервуарах с плавающей крышей для верхнего пояса в качестве h_i берется расстояние от нижней кромки пояса до ветрового кольца.

После определения критических напряжений следует произвести:

— расчет и сбор продольных сжимающих нагрузок;

— расчет и сбор кольцевых сжимающих нагрузок.

3.6.2. Определение меридиональных и кольцевых напряжений в i – томпоясе стенки резервуара

Меридиональные напряжения в i – ом поясе стенки резервуара [2]

— для резервуара со стационарной крышей

(3.81)

— для резервуара с плавающей крышей

(3.82)

Кольцевые напряжения в i – ом поясе стенки резервуара:

— для резервуара со стационарной крышей

(3.83)

— для резервуара с плавающей крышей

(3.84)

где γ_f – коэффициент надежности по ветровой нагрузки, 1,4; к_i - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте стенки резервуара для каждого пояса, определяется по таблице 6 (1) для типа местности А; f_sk – коэффициент, учитывающий форму стационарной крыши резервуара. Для расчетов на устойчивость, опрокидывание, определения нагрузок на фундамент принимается равным:

— 0,7 для купольных крыш при ρ_r<D;

— 0,9 для купольных крыш при D≤ ρ_r<1,1D;

— 1,0 для прочих купольных и конических крыш.

С_а – аэродинамический коэффициент, учитывающий передаваемое на стенку разряжение от ветра

(3.85)

Таблица 3.22 - Значение аэродинамического коэффициента С_а

Н_s\s	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8	2,0	2,2	2,4	2,6	2,8	3,0
С_a	0,52	0,64	0,73	0,77	0,8	0,83	0,85	0,86	0,88	0,9	0,92	0,94	0,96	0,97	0,98

Затем производим проверку соотношения для обеспечения условия устойчивости резервуара. В случае невыполнения условия формулы соотношения для обеспечения прочности и устойчивости стенки следует увеличить толщину верхних поясов или установить следующие типы колец жесткости:

— верхнее ветровое кольцо для резервуаров с плавающими крышами или для резервуаров со стационарными крышами, имеющими повышенную деформацию;

— опорное кольцо для резервуаров со стационарными крышами;

— промежуточные кольца жесткости, воспринимающие ветровые и сейсмические нагрузки, для резервуаров всех типов.

Верхнее ветровое кольцо устанавливается на верхнем поясе стенки резервуара. Рекомендуемая высота установки верхнего ветрового кольца составляет от 1,1 до 1,25 м от верха стенки. При этом по верху стенки резервуаров с плавающей крышей должен быть установлен кольцевой уголок сечением не менее 75×6 мм.

Опорное кольцо для резервуаров со стационарными крышами устанавливается на верхней кромке стенки резервуара с внутренней стороны.

Промежуточные кольца жесткости устанавливаются в тех случаях, когда толщины поясов стенки не обеспечивают устойчивость стенки резервуара. А увеличение толщин поясов стенки технически и экономически не целесообразно. Место установки промежуточного кольца должно обеспечивать равенство величин Н_rL и Н_rU полученных для участков стенки ниже и выше кольца. Кольцо жесткости должно быть установлено не ближе 150 мм от горизонтального сварного шва. Если условие Н_rL=Н_rU обеспечить невозможно, ветровое кольцо должно быть установлено на расстоянии 150 мм ниже или выше горизонтального сварного шва, для которого разница величин Н_rL и Н_rU будет минимальной. После установки промежуточного ветрового кольца, участки стенки над кольцом и под ним должны быть проверены на устойчивость.[3]

Резервуары с плавающей крышей должны иметь верхнее кольцо жесткости, устанавливаемое на верхнем поясе стенки. Требуемый минимальный момент сопротивления сечения верхнего кольца жесткости резервуара с плавающей крышей определяется по формуле [26]

(3.86)

В соответствии с расчетом на устойчивость стенки в резервуаре могут устанавливаться промежуточные кольца жесткости.

Верхнее кольцо жесткости резервуара без стационарной крыши, используемое в качестве обслуживающей площадки, должно иметь ширину не менее 800 мм и иметь ограждения по внешней стороне. Кольца жесткости должно оборудоваться опорами в виде подкосов, прикрепляемых к стенке резервуара.

Сечение верхнего кольца жесткости подбирается из условия действия в нем максимального изгибающего момента М, который вычисляется по формуле

(3.87)

где Р_вет - ветровая нагрузка, н/м²;r - радиус резервуара, м; H₀ - высота резервуара, м. В формуле коэффициент надежности по ветровой нагрузке принят равный 1,4.

Если верхнее кольцо жесткости выполнено из листа и приваренного к стенке сплошным угловым швом, в момент инерции кольца включаются части оболочки стенки шириной до 15 расчетных толщин листа пояса вверх и вниз от места сварки. [3]

В случае необходимости установки промежуточных колец жесткости необходимое сечение подбирается из условия восприятия изгибающего момента

(3.88)

где H_r _max - значение редуцированной высоты стенки.

, (3.89)

где w - нормативное значение ветрового давления; k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте равный 0,65; c - аэродинамический коэффициент равный 0,8.

, (3.90)

где - численно равно скорости ветра, м/с.

Промежуточное ветровое кольцо должно иметь такую конструкцию, чтобы его поперечное сечение удовлетворяло условию

(3.91)

где Н_rmax – максимальное значение редуцированной высоты, выбираемое из значений Н_rL и Н_ru для участков стенки выше, или ниже промежуточного кольца.