23 Основы расчета листовых конструкций, их напряженно-деформированные состояния. Расчетные формулы для простейших форм оболочек

Листовыми называются конструкции, состоящие из металлических листов и предназначенные для хранения или транспортирования жидкостей, газов и сыпучих материалов.

Усилия N₁ и N₂ являются равнодействующими нормальных напряжений приложенных к сторонам элемента ds₁ds₂.

Подставляя 2 в 1 и упрощая, получаем уравнение Лапласа:

Делаем горизонтальный разрез оболочки плоскостью перпендикулярной оси симметрии и исследуем равновесие отсеченной части оболочки на ось Z.

Отсюда

или

Подставляя 5 в 3 получаем:

Для сферической оболочки кольцевой и меридиональный радиусы кривизны равны и напряженное состояние в каждой точке во всех направлениях одинаково.

где: - меридиональный радиус образующий кривую вращения

- кольцевой радиус сращения, с началом на оси симметрии.

24 Вертикальные цилиндрические резервуары и их классификация. Расчет стенок резервуаров. Момент краевого эффекта

Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления

Вертик цил резерв исп при избыточном давлении в паровоздушной зоне до 2кПа и вакууме до 0,25кПа. Эти Р. имеют плоские днища, изгот из стальных листов толщиной 4-6мм, и стенки в виде ряда поясов, толщина кот увелич пропорц росту давления жидкости по мере приближ к днищу. Тип крыши зависит от вместимости Р., от величины внутр давления под крышей. На практике наиб часто примен конические, сферические и плавающие крыши.

Фасад и разрез резервуара вместимостью 5000 м3

Основание и днище резервуара

Днище резервуара вместимостью 5000м3 (слева и 10000м3 (справа)

Стенки резервуаров

Расчет стенки Р. на прочность

Расчет стенки Р на устойчивость

Вертик цил Р повышенного давления

Вертик цил Р со сферич кровлей:

а-общий вид;б-опир кровли на стенку; в-анкерное уст-во;1-эпюра кольцевых усилий;2-эпюра моментов;3-эп. меридиональных усилий

25 . Горизонтальные цилиндрические резервуары. Конструктивные решения, основы расчета.

Горизонт цил Р предназнач для надземного, подземного или полуподземного хранения нефтепродуктов, сжиженных газов и др жидкостей под давлением. Гор цил Р, как правило, габаритные, т.е. их диаметр огран ж/д габаритом и наход в пределах 1,4-3,25м. Вместимость Р: нефтепродукты-до 100м3, сжиженных газов-до 300м3. Длина корпуса 2-27м, толщина стенки 4-36мм.

2.22 Общий вид и разрезы

2.22 Типы днищ: 1-плоское, 2-коническое, 3-цилиндрическое

Нес способность Р при р0<70кПа рассчит по первой гр пред сост, усл прочности стенки имеет вид:. При р0<70кПа нес способность Р определ по спец усл.

26. Расчетная схема башни, ее конструктивные решения. Основы расчета на вертикальную и горизонтальную нагрузки

Башней называют высотное сооружение, жестко закрепленное в основании, что достигается анкеровкой ствола к специальному фундаменту.

Башни проектируют решетчатыми, в виде пространственных ферм 3-х или 4-х-гранного (реже многогранного) очертания. Наиболее распространенные – 4-хгранные.

Рис 6.6- Схема решеток:

А)треугольная

Б)треугольная с распорками

В)полураскосная

Г)крестовая

Д)ромбическая

Е)крестоворомбическая

Неизменяемость контура поперечного сечения башен обеспечивают с помощью диафрагм, которые размещают по высоте башни на расстояниях, в 1.5-2.5 раза превышающих ширину грани башни.

В башнях с поясами из труб наиболее рациональным является крестовая решетка с предварительно напряженными раскосами из круглой стали. При поясах из уголков и других прокатных профилей широко используются треугольная и ромбическая решетки со шпренгельным заполнением, необходимым для уменьшения расчетной длины.

Усилия в башне определяют как в пространственной статически определимой системе. Внутренне статически неопределенными являются системы с крестовой решеткой, при расчете которых необходимо учитывать силы предварительного напряжения раскосов. Башню разбивают на отдельные участки, в пределах которых конструкции элементов и их сечения приняты одинаковыми. При высоте башни до 50м - 4…5 участков, при высоте 100м - 6…8, при высоте 200м - 8…12, при высоте 400м - 10…16. Последовательно рассчитывают все участки, начиная с верхнего . В основании каждого участка определяют усилия М, Q, M_кр как в консольной балке от действия каждой из нагрузок. В комбинации нагрузок без гололеда рассматривают ветровую нагрузку максимальной интенсивности, а при учете гололеда давление ветра принимают равным 25% от нормативного заначения.

Продольная сила сжатия :

(для пояса)

где: - суммарный изгибающий момент вi-ом сечении башни ;

n – количество граней башни(3,4 или др.)

- суммарная нагрузка от вышележащей части ствола башни и оборудования

r_i – радиус описанной окружности

Поперечная сила, действующая в плоскости любой грани башни:

При наличии крутящего момента в каждой грани возникает дополнительная поперечная сила:

Усилия в элементах решетки ствола башни определяют по сумме поперечных сил , действующих в грани как в плотной консольной форме. При этом предполагается, что вертикальная нагрузка вызывает только сжатие поясов, не вовлекая в работу решетку.