Расчет резервуара на прочность

Резервуары типа РВС имеют форму поверхостей вращения. Под действием внутреннего давления в их стенках возникают напряжения розтяжения и частичного изгиба. Однако, в результате малой толщины стенки в сравнении с радиусом кривизны оболочки последними можно пренебречь. При таких условиях уравнением для расчета является уравнение Лапласа.

(3.3.1)

где: Tk и TM – меридиональное и кольцевое усилие, что отнесенные к единице длины;

Rk и RM – радиусы кривизны в меридиональном и кольцевом перерезах;

ρ – плотность жидкости;

g – прискорина свободного падения;

hh – избыточный напор;

hp – высота столба жидкости в перерезе, который рассматривается.

Избыточный напор определяется как:

(3.3.2)

где: Рн – избыточное давление в газовом пространстве резервуара. В соответствии с нормами построения резервуаров, максимальное избыточное давление в газовом пространстве резервуара не должно превышать 2000 Па.

hН = = 15,5

Для резервуаров типа РВС уравнения Лапласа упростится, поскольку RM = ∞, а Rk =R (R – радиус резервуара) и принимает вид:

(3.3.3)

Кольцевое усилие Tk – на единицу длины круга связано с кольцевыми напряжениями σk – и толщиной стенки стенки δ зависит:

(3.3.4)

Tk = 13,6 x 2,5 = 34

Приравнивая кольцевые напряжения σk, что равняются расчетному напряжению σр, и подставляя (4) в (3) получим формулу для определения толщины стенки резервуара:

(3.3.5)

Расчет строительных конструкций резервуаров проводим по методу предельных состояний первой и второй групп. Предельные состояния конструкций резервуаров определяются:

- первое предельное состояние – за несущей способностью (прочностью, стойкостью или выносливостью материала), по достижении которого конструкция теряет способность к опоре внешним влияниям или получает недопустимые остаточные деформации (разрушается);

- второе предельное состояние – за развитием избыточных деформаций от статических или циклических нагрузок, по достижении которого в конструкции, которая хранит прочность и стойкость, предъявляются недопустимыми деформации.

Расчет стенок резервуара на прочность, в соответствии с нормами ВБН В.2.2-58.2-94 выполняется по формуле:

(3.3.6)

где: Т – расчетное кольцо усилия розтягу в стенке от внутренних горизонтальных нагрузок; γс – коэффициент условий работы. Его значение выбирается за справочниками и могут равнятся:

- нижний пояс с учетом врезки – 2,6

- остальные пояса – 0,7

- соединение стенки с днищем – 1,2

- соединение стенки кровлей – 1,0

RWУ – расчетное сопротивление стыковых сварных из соединений на розтяжение. Его значение зависит от марки стали. Основные свойства наиболее распространненых сталей приведены в таблице.

Таблица. Основные свойства наиболее распространенных сталей, что применяют при строительстве резервуаров.

Марка стали		δ, мм
ВСт3пс6 ВСт3пс5 14Г2 10Г2С1 14Г2АФ 15Г2АФДпс 15Г2СФ 15ХСНД 16Г2АФ 18Г2Фпс 15Г2СФ 12Г2СМФ 14ГСМФР		5...9 10...30 4...32 10...40 4...50 10...32 4...32 10...32 4...50 8...32 8...32 10...32 4...40

+ 26 + 21 = 47,5

Расчетное сопротивление стыковых сварных из?єднань при ролботи их на розтяг и выгон во время всех процессов сварки с физическим контролем качества швов визначаежться:

(3.3.7)

где: yn – предел текучести стали, которая определяется соответствующими стандартами; γm – коэффициент надежности относительно материала проката.

Rwy =

Расчетная толщина каждого пояса резервуара определяется в пределах наибольших кольцевых напряжений, которые имеют место на расстоянии «у» от низа расчетного пояса.

(3.3.8)