3. Расчёт

Жидкость, содержащаяся в резервуаре, оказывает гидростатическое давление на его стены, линейно возрастающее с увеличением глубины. Нормативное значение этого давления на глубине (l—х) от уровня жидкости (рис. 5, a) - p_kx. Его расчетное значение

), (1)

где р — плотность жидкости (для воды р=1); =1,1 — коэффициент надежности по нагрузке.

Гидростатическое давление вызывает в стене, кольцевые растягивающие усилия . Их значения определяют на основании равновесия полукольца с высотой пояса, равной единице (рис. 1,б):

(2)

где R — радиус кольца.

Эпюра кольцевых усилий в стене, отделенной от днища, имеет линейное очертание (рис.5,в). Под воздействием кольцевых усилий периметр стены удлиняется и сама стена перемещается в радиальном направлении. Эпюра этих перемещений w повторяет по очертанию эпюру (рис. 5,г).

Рис. 5. К расчету стены цилиндрического резервуара (стена отделена от днища)

а — вертикальный разрез; б — сечение в плане (половина кольца); в — эпюра кольцевых растягивающих усилий; г — эпюра радиальных переме­щений стены;

1 — рассматриваемое кольцо стены резервуара; 2—уровень жидкости

При жестком сопряжении стены с днищем (в монолитных резервуарах или в сборных с конструкцией опорного узла по рис.3,б, радиальные перемещения на уровне днища практически равны нулю вследствие ничтожно малой деформируемости днища в своей плоскости. В связи с этим вертикальная образующая стены искривляется; в ней возникают изгибающие моменты М_х, действующие вдоль образующей, и соответствующие им поперечные силы Q_x.

Рис. 6. К расчету узла сопряжения стены цилиндрического резервуара с днищем

При жестком сопряжении стены с днищем (рис.6) вследствие их взаимодействия в самом узле возникают изгибающий момент М_х и поперечная сила Q₁ Их значения устанавливают из совместности угловых перемещений краев обеих конструктивных частей по линия их контакта.

При жестком закреплении стены в днище с учетом момента М_х и поперечной силы Q₁ окончательные выражения для определения кольцевых усилий N_x и изгибающих моментов М_х в стене на уровне, находящемся на расстоянии х от днища, имеют вид:

где — кольцевое усилие, вычисленное для данного уровня стены;

p_t — гидростатическое давление внизу стены; -безразмерная координата; s — упругая характеристика стены, определяется как

(h-толщина стены) (5)

На уровне днища при х=0 значения

Из выражения (4) находим максимальный момент

Характерные эпюры для N_x и М_х приведены на рис 3

При подвижном сопряжении сборной цилиндрической стены с днищем (см. рис.4,e) по ее торцу образуется сила трения вследствие радиально перемещения стены

(7)

где N — нормальное давление по торцу стены от ее массы и примыкающей части покрытия вместе с засыпкой на нем; µ — коэффициент трения стенки о днище, принимаемый равным 0,5.

Кольцевые растягивающие усилия в стенке на уровне х от днища определяются по формуле

Максимальный момент при этом

Рис. 7. К расчету стены цилиндрического резервуара;