2165
.pdf
Пример. Определение кольцевых растягивающих усилий,
действующих в стенке резервуара.
Конструкция и размеры резервуара показаны на рис. 10, 11.
Диаметр резервуара D = 2r = 18 м.
Высота стенки Н = 4,8 м.
Толщина стеновых панелей δ =16 см = 0,16 м.
Разбиваем стенку на зоны высотой 1м и принимаем для каждой зоны
расчетное усилие равным значению в середине этой зоны (рис. 14). |
||||||||
Определяем значения вспомогательных величин: |
||||||||
m |
|
1,3 |
|
|
|
1,3 |
|
1,08. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
r |
9 0,16 |
|||||
|
1 |
1 |
1 |
|
1 |
|
0,81. |
|
|
m H |
|
|
|
||||
|
|
1,08 4,8 |
|
|||||
P |
|
|
H 1,1 1 4,8 5,28 тс/пог.м, |
|||||
max |
f |
|
в |
|
|
|
|
|
где f =1,1 – коэффициент |
надежности |
по |
нагрузке; в =1,0 тс/м3 – |
|||||
объемная масса воды. |
|
|
|
|
|
|
|
|
11
Таблица 1
Коэффициенты для расчета осесимметричных оболочек
φ |
η1 |
η2 |
φ |
η1 |
η2 |
φ |
η1 |
η2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
1 |
0 |
2,4 |
-0,0669 |
0,0613 |
4,8 |
0,0007 |
-0,0082 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,1 |
0,9004 |
0,0903 |
2,5 |
-0,0658 |
0,0491 |
4,9 |
0,0009 |
-0,00732 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
0,8024 |
0,1627 |
2,6 |
-0,0636 |
0,0383 |
5 |
0,002 |
-0,00646 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,3 |
0,7078 |
0,2189 |
2,7 |
-0,0508 |
0,0287 |
5,1 |
0,00235 |
-0,00564 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
0,6174 |
0,261 |
2,8 |
-0,0573 |
0,0204 |
5,2 |
0,0026 |
-0,00487 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5 |
0,5323 |
0,2908 |
2,9 |
-0,0535 |
0,0133 |
5,3 |
0,00275 |
-0,00415 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,6 |
0,453 |
0,3099 |
3 |
-0,0493 |
0,00703 |
5,4 |
0,0029 |
-0,00349 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
0,3798 |
0,3199 |
3,1 |
-0,045 |
0,00187 |
5,5 |
0,0029 |
-0,00288 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
0,8 |
0,313 |
0,3223 |
3,2 |
-0,0407 |
0,00238 |
5,6 |
0,0029 |
-0,00233 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
0,9 |
0,2528 |
0,3185 |
3,3 |
-0,0364 |
0,00582 |
5,7 |
0,0028 |
-0,00184 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
1 |
0,1988 |
0,3096 |
3,4 |
-0,0322 |
0,00853 |
5,8 |
0,0027 |
-0,00141 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
1,1 |
0,151 |
0,2967 |
3,5 |
-0,0283 |
0,01059 |
5,9 |
0,00255 |
-0,00102 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
1,2 |
0,1092 |
0,2807 |
3,6 |
-0,0245 |
0,01209 |
6 |
0,0024 |
-0,00069 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,3 |
0,0729 |
0,2626 |
3,7 |
-0,021 |
-0,0131 |
6,1 |
0,0022 |
-0,00041 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
1,4 |
0,0419 |
0,243 |
3,8 |
-0,0177 |
0,01369 |
6,2 |
0,002 |
-0,00017 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
1,5 |
0,0158 |
0,2226 |
3,9 |
-0,0147 |
0,01392 |
6,3 |
0,00185 |
0,00003 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,6 |
-0,0059 |
0,2018 |
4 |
-0,01197 |
- |
6,4 |
0,00165 |
0,00019 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
|
|
|
|
|
0,01386 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
1,7 |
-0,0236 |
0,1812 |
4,1 |
-0,00955 |
0,01356 |
6,5 |
0,0015 |
0,00032 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
1,8 |
-0,0376 |
0,161 |
4,2 |
-0,00732 |
0,01307 |
6,6 |
0,0013 |
0,00042 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
1,9 |
-0,0484 |
0,1415 |
4,3 |
-0,00545 |
0,01243 |
6,7 |
0,0012 |
0,0005 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
2 |
-0,0564 |
0,1231 |
4,4 |
-0,0038 |
0,01168 |
6,8 |
0,00095 |
0,00055 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
2,1 |
-0,0618 |
0,1057 |
4,5 |
-0,00235 |
0,01086 |
6,9 |
0,0008 |
0,00058 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
2,2 |
-0,0652 |
0,0896 |
4,6 |
-0,0011 |
0,00999 |
7 |
0,0007 |
0,0006 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
2,3 |
-0,0668 |
0,0748 |
4,7 |
-0,0002 |
0,00909 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчеты по определению кольцевых усилий в стенке резервуара рекомендуется выполнять в табличной форме (табл. 2). На основании данных табл. 2 строится эпюра кольцевых растягивающих усилий (рис. 15).
3.1.2. Изгибающие моменты, действующие в вертикальной плоскости стенки
Изгибающие моменты в вертикальной плоскости стенки резервуара возникают от давления воды и грунта.
13
Напоминаем, что для заглубленных резервуаров расчет производится
для двух случаев их загружения:
-резервуар наполнен водой до расчетного горизонта, грунт на покрытии и вокруг резервуара отсутствует (случай при гидравлическом испытании резервуара);
-вода в резервуаре отсутствует, грунт на покрытии и вокруг стенок резервуара имеется (случай при эксплуатации резервуара).
1. Определение изгибающих моментов от давления воды.
Расчетные изгибающие моменты в стенке от давления воды определяются по формуле
M в |
Ph |
x |
|
|
1 |
|
|
|
|
||
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
, |
(3.3) |
||
|
|
2 |
|
||||||||
x |
2 m |
|
m H |
1 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
где Phx гидростатическое давление в рассматриваемом сечении; |
x,h |
||||||||||
текущие координаты сечения: x отсчет ведется от низа стенки, h от верха.
Пример. Определение |
изгибающих моментов в стенке от |
давления воды. |
|
Высота стенки Н = 4,8 м.
Предварительные расчеты показали, что изгибающие моменты имеют наибольшее значение в месте сопряжения стенки с днищем, а затем величина их уменьшается и делается незначительной в зоне действия наибольших кольцевых растягивающих усилий.
Зона наибольших кольцевых растягивающих усилий согласно табл. 2
расположена на расстоянии 1,5 2,5 м от низа стенки. Изгибающие моменты в стенке от давления воды определяем по формуле (3.3) для шести сечений, расположенных друг от друга на расстоянии 0,5 м.
14
Рассматриваемый участок стенки в этом случае будет равен 2,5 м. Расчеты выполняем в табличной форме (табл. 3). На основании данных табл. 3
строится эпюра изгибающих моментов (рис. 16).
15
6 |
4,8 |
0,0 |
|
5,28 |
47,52 |
0,0 |
1,00 |
0,00 |
0,0000 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициенты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
сверху(зоныНомервниз |
верхаотГлубина |
низаотРасстояние |
м,стенких |
P |
усилиеКольцевое |
кN |
=mx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
,тс/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тс/м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h, |
|
hr |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γ |
|
=P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
om |
|
η1 |
η2 |
(1 1 ) |
||
|
|
|
|
h |
|
|
||||||
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mH |
|
1 |
0,4 |
4,4 |
|
0,44 |
3,96 |
4,7 |
0,0003 |
- |
-0,0069 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
0,0086 |
|
|
|
2 |
1,3 |
3,5 |
|
1,43 |
12,87 |
3,7 |
- |
- |
-0,0110 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
8 |
0,0184 |
0,0136 |
|
|
|
3 |
2,3 |
2,5 |
|
2,53 |
22,77 |
2,7 |
- |
0,0287 |
0,232 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0,0508 |
|
|
|
|
4 |
3,3 |
1,5 |
|
3,63 |
32,67 |
1,6 |
- |
0,1977 |
0,1596 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0,0094 |
|
|
|
|
5 |
4,3 |
0,5 |
|
4,73 |
42,57 |
0,5 |
0,5006 |
0,2984 |
0,2408 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,0000 |
47,5200 |
0,00 |
0,00 |
Nк
(1 |
1 |
) 2 |
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
Pmaxr (1 |
|
) 2 |
1 |
кН·м |
|
|
||||
|
|
|
|
||||||||
|
mH |
|
|
mH |
тс·м |
|
|
||||
-0,0066 |
|
-0,3156 |
4,28 |
41,94 |
|
|
|||||
-0,0294 |
|
-1,3960 |
14,27 |
139,95 |
|
|
|||||
-0,0276 |
|
-1,3133 |
24,08 |
236,26 |
|
|
|||||
0,1502 |
|
7,1358 |
25,53 |
250,49 |
|
|
|||||
0,7414 |
|
35,2331 |
7,34 |
71,97 |
16 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2
Кольцевые растягивающие усилия
11
17
2. Определение изгибающих моментов в стенке от давления грунта (рис. 17).
Расчетные изгибающие моменты в стенке от давления грунта определяются по формуле
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
гр1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
Р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
M |
гр |
|
гр2x |
|
1 |
|
гр2х |
|
|
|
|
|
, |
(3.4) |
|
x |
|
|
|
|
2 |
||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
2 m |
|
|
|
m H |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где Ргр1 боковое давление грунта в уровне верха стенки;Ргр2х боковое
давление грунта в уровне рассматриваемого сечения.
Пример. Определение изгибающих моментов в стенке от давления
грунта.
Расчет выполняем для резервуара, показанного на рис. 10.
Резервуар заглублен.
Высота стенки Н = 4,8 м.
Толщина слоя засыпки грунтом над резервуаром 1,0 м. Временная
равномерно распределенная по площади покрытия нагрузка равна 2800 кгс/м2.
Объемная масса грунта гр = 1,7 тс/м3, угол внутреннего трения =
30°.
Коэффициент бокового давления грунта
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
||
k tg |
45 |
|
tg |
2 |
45 |
|
|
|
0,33. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
2 |
|
2 |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Эквивалентная высота грунта, соответствующая временной нагрузке:
h 2800 1,65 м. экв 1700
18
Боковое давление грунта в уровне верха стенки
Ргр1 f гр h1 k,
где f =1,15 – грунт насыпной ( СНиП «Нагрузки и воздействия» [5]);
h1 – расстояние от уровня поверхности грунта до верха стенки; |
h1 = |
=1,65 + 1,40 = 3,05 м (рис. 17). |
|
19
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
1 |
|
0,0 |
4,8 |
5,28 |
|
2,26 |
0,00 |
1,00 |
0,00 |
0,8071 |
|
0,8071 |
|
1,83 |
17,92 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициенты |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мхв |
|
|
|
сечения(сверху |
|
|
верхаот(стенки), м |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
низастенки), м |
хh |
|
|
|
|
=mx |
η1 |
η2 |
(1 1 ) 1 |
(1 |
|
1 ) |
|
|
тс·м |
кН·м |
|
|||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
м / тс , |
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
hx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
в |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
γ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номер |
х(от |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
P |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
mH |
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mH |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
2,5 |
2,3 |
2,53 |
|
1,08 |
2,70 |
-0,0508 |
0,0287 |
-0,0410 |
|
-0,0697 |
|
- |
-0,74 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,08 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
5 |
|
2,0 |
2,8 |
3,08 |
|
1,32 |
2,16 |
-0,0638 |
0,0960 |
-0,0515 |
|
-0,1475 |
|
- |
-1,91 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
4 |
|
1,5 |
3,3 |
3,63 |
|
1,56 |
1,62 |
-0,0094 |
0,1977 |
-0,0076 |
|
-0,2053 |
|
- |
-3,13 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
3 |
|
1,0 |
3,8 |
4,18 |
|
1,79 |
1,08 |
0,1606 |
0,2993 |
0,1296 |
|
-0,1697 |
|
- |
-2,98 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
2 |
|
0,5 |
4,3 |
4,73 |
|
2,03 |
0,54 |
0,5006 |
0,2984 |
0,4040 |
|
0,1056 |
|
0,21 |
2,10 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20