Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ГНХ.docx
Скачиваний:
12
Добавлен:
01.07.2025
Размер:
880 Кб
Скачать
☆

30. Основы расчета прочности и устойчивости рвс серии тп 704/1.

Расчёт прочности

Стенки стальных цилиндрических резервуаров по своей конструкции относятся к группе замкнутых оболочек вращения. РВС в период эксплуатации нагружается осесеммитрично.

По каталогу выбирается марка стали из которой изготавливается стенка РВС. Далее по СНиПу определяются:

– нормативное временное сопротивление стали разрыву, принимаемое равным минимальному значению в по государственным стандартам и техническим условиям равно Rип.

– нормативное значение предела текучести стали, принимаемого равным значению предела текучести т по государственным стандартам и техническим условиям на сталь равно Rуп.

Напряженное состояние любой оболочки, загруженной внутренним давлением, выражается уравнением Лапласа:

+ =P

где: Nm и Nk (кН/м) – меридиональное (продольное) и кольцевое усилия в оболочке;

rm и rk – главные радиусы кривизны оболочки.

P – нормальное давление в определяемом кольцевом сечении оболочки.

Для цилиндрической оболочки rm= , учитывая, что Nk= t, получим: t = Рrk

Определяем значения кольцвых напряжений по сечениям, совпадающим с кольцевыми сварными швами между поясами (х = 0; 1,5; 3; … м), вызванных гидростатическим давлением:

(*)

где: r – радиус резервуара;

tх – толщина стенки резервуара в рассматриваемом сечении;

Рх – гидростатическое давление в рассматриваемом сечении;

Рх = 0водыg(H – x) + Рs.исп (**)

где: 0 – коэф. надёжности по гидростатическому давлению, согласно СНиП 2.01.07 – 85 0 = 1;

воды – плотность воды, воды = 1000 ;

g – ускорение свободного падения, g = 9,81 ;

H – максимальная высота столба жидкости;

х – расстояние от днища резервуара до расчётного сечения;

Рs.исп – испытательное давление, Рs.исп = 1,25Рs.раб

Рs.раб = s ,

где: s – коэффициент надёжности по избыточному давлению, согласно СНиП 2.09.03 – 85 s = 1,2;

- нормативная величина избыточного давления в рез-ре, определяется по СНиП 2.09.03 – 85

Подставляя выражение (**) в (*) получим:

По значениям х строим эпюру напряжений в стенке.

Далее вычисляем величину ,

где: с – коэффициент условий работы, при расчёте РВС на прочность равен:

– для нижнего пояса (с учётом врезок) 0,7;

– для остальных поясов 0,8;

– для сопряжения стенки резервуара с днищем 1,2.

m – коэффициент надёжности по материалу.

Рассчитаем величину для трёх вариантов (для нижнего пояса, для всех остальных поясов и для сопряжения стенки резервуара с днищем).

Накладываем эпюру этой величины на эпюру х в одном и том же масштабе.

Сравнивая значения кольцевых напряжений в стенке резервуара с допускаемым напряжением, делается вывод о том выполняется или нет условие прочности для уровня максимального налива нефти Н для всех листов стенки корпуса резервуара.

Расчёт устойчивости

Стенка может потерять устойчивость от действия вакуума, давления ветра и снеговой нагрузки. Устойчивость теряет стенка, находящаяся м/у точками закрепления. Такими закреплениями являются кольцевые ребра. Если их нет, то стенка может потерять устойчивость между днищем и крышей, т.е. на всю высоту.

Расчет устойчивости стенки от вертикальных внешних нагрузок и воздействий производится по условию:

в  св.кр, (1)

а от горизонтальных внешних нагрузок и воздействий по условию:

г  сг.кр. (2)

Расчёт общей устойчивости стенки на совместное воздействие вертикальных и горизонтальных нагрузок и воздействий выполняется по условию:

(3)

В уравнениях (1), (2), (3):

в – расчётное напряжение сжатия в кольцевом сечении рассматриваемого пояса от суммарного значения вертикальных расчётных внешних нагрузок и воздействий (рис. 1);

рис. 1. Расчет устойчивости стенки от

вертикальных (осевых) нагрузок

г – расчётное напряжение сжатия в вертикальном сечении рассматриваемого пояса от суммарного значения горизонтальных расчётных внешних нагрузок и воздействий (рис. 2);

рис. 2. Расчет устойчивости стенки от вертикальных (кольцевых) нагрузок и воздействий:

а) схема нагружения; б) расчетная схема

в.кр – критическое меридианальное напряжение, зависящее от конструктивных параметров стенки, механических свойств её материала;

г.кр – нижнее критическое напряжение в вертикальном сечении стенки;

с – коэффициент условий работы стенки при расчёте её на устойчивость, согласно СНиП 2.09.03 – 85 равен 1;

Значение в определяется по формуле:

(4)

где: Рк – собственный вес крыши резервуара с учётом веса оборудования, тепловой изоляции, определяется по каталогу, типовым проектам;

– вес частиц стенки, расположенной выше рассчитываемого пояса;

S – расчётная величина результирующей снеговой нагрузки на крышу.

S = S0f ;

где: S0 – нормативное значение веса снегового покрова на 1 м2 горизонтальной поверхности земли, определяется по СНиП 2.01.07-85;

γf – коэффициент надежности по нагрузке, зависит от отношения постоянной нагрузки к временной qn/pn < 0,8.

Рd.к – расчетная величина результирующего вакуумметрического воздействия на крышу, МПа;

Aw,r – площадь кольцевого сечения рассматриваемого пояса, м2.

В конечном виде уравнение (4) примет вид:

где: r – радиус стенки резервуара;

tmin – значение минимальной толщины стенки,

Рd – расчетная величина результирующего вакуумметрического давления.

,

где: – нормативное значение давления вакуума, определяется по СНиП 2.09.03 – 85;

f – коэффициент надёжности, для нагрузки от вакуумметрического давления, по СНиП 2.09.03 – 85.

Значение г определяется по формуле:

(5)

где: w – расчётная величина результирующей ветровой нагрузки на стенку;

w = tw0;

где: t = 1,4 – коэффициент надёжности по ветровой нагрузке.

w0 – нормативное значение давления ветра в районе строительства.

Рd.ст. – расчетная величина результирующего вакуумметрического воздействия на стенку;

Aw,в – площадь вертикального сечения стенки резервуара, м2.

В конечном виде уравнение (5) примет вид: ;

где: tср – средняя толщина стенки резервуара.

В соответствии с требованиями СНиП 2.01.07 – 85 критические напряжения в.кр и г.кр определяются по формулам:

– если , то ;

– если , то ;

– если , то ;

– если , то ;

При значение г.кр определяется линейной интерполяцией.

В этих уравнениях:

Е – модуль упругости стали, Е = 2,06106 МПа;

Нст – высота стенки резервуара;

Ry – расчётное сопротивление материала стенки по пределу текучести;

;

с – параметрический коэф., определяется по СНиП II – 23 – 81* в зависимости от величины ;

Проверяя устойчивость по условиям (1), (2), (3) делается вывод сохраняется или нет общая устойчивость стенки резервуара от совместного воздействия вертикальных и горизонтальных нагрузок (при условии устранения всех недопустимых дефектов).

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]