6.1.5.3 Расчѐт элементов резервуара на прочность с учѐтом хрупкого разрушения

Резервуары относятся к конструкциям, в которых практически всегда существует опасность возникновения хрупких разрушений. Для проверки прочности с учѐтом хрупкого разрушения используют формулу (118) [2]:

, (6.62)

г де _max – наибольшее растягивающее напряжение в расчѐтном сечении элемента, вычисленное по сечению нетто без учѐта коэффициентов динамичности и ;

– коэффициент, определяемый по таблицам [2].

6.2 Расчѐт стационарной щитовой кровли

Резервуары низкого давления со стационарной каркасной крышей могут иметь коническое или сферическое очертание. Кровля проектируется в виде ребристого купола, все кольцевые элементы представляют собой прогоны и рассчитываются как разрезные балки (рис. 3.11, 3.12).

Расчѐту подлежат следующие элементы щита: настил; поперечные рѐбра; радиальные рѐбра; опорное кольцо.

6.2.1 Сбор нагрузок на кровлю

При расчѐте покрытия резервуаров низкого давления учитываются 2 комбинации нагрузок: «сверху вниз» и «снизу вверх».

Нагрузки, действующие на крышу «сверху вниз»:

вес конструкции крыши и теплоизоляции, снег, вакуум.

Нагрузки, действующие на крышу «снизу вверх»:

внутреннее избыточное давление в паровоздушной среде, ветровой отсос, собственный вес крыши.

Нормативная нагрузка (рис. 6.3) по первой комбинации определяется по формуле:

^q_n g_кр g_У 0,9 (S 0,7 P_вак), (6.63)

где ^G_Оn – нормативное значение распределѐнной нагрузки от веса

покрытия, площадок ограждения и стационарного оборудования (табл. 6.2);

^G_У n – нормативное значение веса утеплителя, принимаемое в зависимости от материала утеплителя и его толщины;

^S_пов – площадь поверхности кровли (см. обозначения к формуле (6.5));

0,9 – коэффициент сочетания для временных кратковременных нагрузок в основном сочетании;

S – расчѐтное значение снеговой нагрузки по формуле (6.7);

0,7 – коэффициент перехода от расчѐтного значения снеговой нагрузки к нормативному значению (п. 5.7. [5]);

^P_вак n – нормативное значение вакуума, принимаемое для резервуаров низкого давления равным 0,25 кН/м² (рис. 6.4). Горизонтальной составляющей нагрузки пренебрегают ввиду малости.

Рис.6.3 – Нормативные нагрузки, действующие на крышу «сверху вниз»

Рис.6.4 – Преобразование нагрузки от вакуума

Расчѐтная нагрузка по первой комбинации определяется по формуле:

1,2 – коэффициент надѐжности по нагрузке от собственного веса

теплоизоляции (табл. 1, [5]);

1,2 – коэффициент надѐжности по нагрузке для вакуума.

Нормативная нагрузка (рис. 6.5) по второй комбинации определяется по формуле:

^q_n 0,9 (P_иn P_ветn) G_Оn, (6.65)

где ^P_и n – нормативное значение избыточного давления, принимаемое

для резервуаров низкого давления равным 2 кН/м²;

^P_вет n ^w₀ k ^c_e2 – нормативное значение ветровой нагрузки; ^w₀ – нормативное значение ветрового давления (по табл. 5 [5]); k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (по п. 6.5. [5]); c_е2 – аэродинамический коэффициент (по п. 6.6. [5], прил. 4 схема 12 б).

Горизонтальные составляющие избыточного давления и ветровой нагрузки допускается не учитывать. Преобразование нагрузок выполняется аналогично нагрузке от вакуума (рис. 6.4).

Рис.6.5 – Нормативные нагрузки, действующие на крышу «снизу вверх» Расчѐтная нагрузка по второй комбинации определяется по формуле:

^P_вет n) ^G_О n ^γ f g , (6.66)

где 1,2 – коэффициент надѐжности по нагрузке для избыточного давления;

1,4 – коэффициент надѐжности по ветровой нагрузке [5].