Пример расчета конической крыши без центральной стойки

 

Требуется рассчитать коническую крышу вертикального стального резервуара диаметром 23 м и высотой 15 м. Расчетное значение снеговой нагрузки равно 1,8 кПа, вакуум – 250 Па. Крыша изготовлена из ВСт3сп6 с пределом текучести стали 235 МПа. Тип местности А.

 

Покрытие резервуара проектируем в виде щитов, состоящих из листов толщиной 4 мм, уложенных на каркас из двутавра, швеллеров и уголков.

Сбор нагрузок.

Определим расчетные на щит покрытия:

кН/м².

 

Предварительно назначим количество щитов в покрытии. Принимая ширину щита у стенки резервуара b_o = 3 м, требуемое количество щитов определим по формуле:

шт

Количество щитов покрытия должно быть кратно 4. Принимаем  шт.

Максимальная интенсивная нагрузка на радиальное ребро у стенки резервуара определим по формуле (1.22):

кН/м

Для определения нагрузок снизу вверх найдем величину расчетного ветрового давления по (1.29):

Максимальная интенсивная нагрузки снизу вверх:

Расчет настила и поперечных ребер щита производится точно так же, как для крыш с центральной стойкой.

Сечение радиального ребра щита примем из прокатного швеллера. Тогда два смежных щита будут иметь общее радиальное ребро из двух прокатных швеллеров (рисунок 1.8), сечение которого подбирается и проверяется по первой комбинации нагрузок - сверху вниз (q).

Пролет радиального ребра, как балки при свободномопирании щита на стенку резервуара и на вернее центральное кольцо трубчатой стойки равен:

м.

Пусть , тогда стрела подъема крыши  при уклоне  составит:

м

Распор системы определим по (1.30):

Вертикальная составляющая опорной реакции (1.31):

Продольное усилие в радиальной балке щита (1.32):

Максимальный расчетный момент определим по формуле (1.24):

кН·м

Назначим высоту сечения ребра из условия:

см

Принимаем ребро щита из швеллера 24 (А= 30,6 см², W_x=242 см³,

i_x =9,73 см)[16].

Проверим сечение ребра из 2-х швеллеров на устойчивость при внецентренном сжатии по формуле (1.35):

Условная гибкость рассчитывается по формуле (1.34):

Относительный эксцентриситет:

При  и h = 1,25 по [13] таблица 73.

Тогда  по формуле (1.33).

При  и  по таблице 74 [13] =0,132.

Для второй комбинации нагрузок (снизу вверх) имеем:

Отношение проверку ребра на внецентренное растяжение можно не делать.

Вычислим угол Δβ по формуле (1.36). Количество щитов 24 шт. Угол β=7,5°. Тогда Δβ=1,43°.

Зная величину угла Δβ и номер швеллера радиального ребра, можно определить требуемый диаметр круглого вкладыша.