3. Расчет сопряжения стенки резервуара с днищем

Дано:

– коэффициент постели для резервуара, установленного на хорошо уплотненном песчаном основании;

– толщина стенки нижнего пояса;

– радиус резервуара;

– высота стенки резервуара;

– толщина окрайки днища;

– ширина окрайки днища;

– давление в нижней точке резервуара.

10. Определение деформационных характеристик элементов конструкций.

Коэффициент постели стенки резервуара

.

Цилиндрическая жесткость стенки

.

Коэффициент деформации стенки

.

Цилиндрическая жесткость днища

.

Коэффициент деформации днища

.

Функции Крылова

2. Система канонических уравнений метода сил.

В узле сопряжения стенки и днища резервуара (рис. 2.12) неизвестными считаются изгибающий момент и сила поперечная для стенки резервуара и продольная для днища. Для их определения составляется система уравнений, характеризующих условие совместности деформаций стенки резервуара и днища

.

Определяем коэффициенты и перемещения, входящие в систему уравнений

;

11. Решение системы канонических уравнений.

Подставляем в систему уравнений полученные коэффициенты и перемещения

Второе уравнение систему умножим на дробь и вычтем из первого

, откуда .

Из первого уравнения системы получаем

,

.

12. Проверка прочности стенки в точке сопряжения с днищем.

Проверку прочности стенки выполняют от действия изгибающего момента и продольной сжимающей силы (та же величина, что и при расчете на устойчивость нижнего пояса стенки резервуара)

,

На рис. 2.13 дана расчетная схема для определения напряжений в стенке. Наибольшие значения возникают в точке сложения сжимающих напряжений от изгиба и вертикальной нагрузки.

Изгибающий момент

.

Момент сопротивления изгибаемой стенки

.

Второе слагаемое уравнения это напряжение в нижней точке первого пояса (таблица 2.15)

.

Расчетное сопротивление для стали нижнего пояса резервуара

.

Выполняем проверку на прочность

.

Таким образом, условие прочности

выполняется, т.к. .

5. Проверка прочности днища.

Проверку прочности днища проводим по напряжениям, возникающим от изгибающего момента

.

В этом случае момент сопротивления сечения днища

.

Для стального листа окрайки расчетное сопротивление будет тоже, что и для нижнего пояса стенки

.

Однако максимальные напряжения при изгибе окрайки оказались выше расчетного сопротивления

.

Для увеличения прочности днища необходимо увеличить толщину окрайки или выбрать материал, у которого расчетное сопротивление будет выше максимальных напряжений.

При толщине окрайки

,

.

В этом случае условие прочности выполняется, однако следует сделать замечание о том, что для корректного выбора новой толщины днища или стенки необходимо весь расчет повторить.

6. Проверка сварного шва на прочность.

Расчетная схема таврового соединения днища и нижнего пояса стенки резервуара изображена на рисунке 2.14. При толщине стенки меньше 20 мм соединение выполняется без разделки нижней кромки стенки. Катет принимаем . Коэффициент сварного шва принимается по таблице 34 СниП II-23-81 «Стальные конструкции» (для ручной электродуговой сварки). Коэффициент условий работы сварного шва .

Условие прочности сварного шва

,

где – сила, срезающая шов по металлу сварного шва;

– длина сварного шва для случая расчета оболочки, когда сила, отнесенная к единице длины;

– расчетное сопротивление по металлу сварного шва для электрода .

.

Выполняем проверку сварного шва

,

.

Поскольку условие прочности сварного шва выполняется.