
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) - pkx. 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 Мх, действующие вдоль образующей, и соответствующие им поперечные силы Qx.
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 Мх 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 Мх и поперечной силы Q1 окончательные выражения для определения кольцевых усилий Nx и изгибающих моментов Мх в стене на уровне, находящемся на расстоянии х от днища, имеют вид:
где — кольцевое усилие, вычисленное для данного уровня стены;
pt
—
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 Nx и Мх 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;