Расчетные комбинации воздействий
Расчетные комбинации воздействий следует назначать в соответствии с табл. 9.4.2.
Проверка прочности конструктивных элементов крыши
Расчет на прочность элементов крыши или понтона следует проводить по формулам:
,
, (9.59)
где ,
- главные напряжения, определяемые из расчета по конечно-элементной модели.
Минимальная толщина листов крыши или понтона должна быть не меньше 5 мм. Окончательные толщины элементов должны быть назначены с учетом минусового допуска на прокат и припуска на коррозию.
Нагрузки на патрубки
Несущая способность узла приема - раздачи резервуара должна быть обеспечена в условиях однократных и многократных сливов и наливов продукта.
Нагрузки на патрубок задаются в виде комбинаций трех усилий (Рис.9.8):
- Fx - радиальная сила вдоль оси патрубка (кН);
- My - изгибающий момент в горизонтальной плоскости (кН∙м);
- Mz - изгибающий момент в вертикальной плоскости (кН∙м).
На Рис.9.8 стрелками показаны положительные направления усилий.
Поверхности, ограничивающие область допускаемых нагрузок приведены на Рис.9.9 для резервуаров объемом 20000 м3 (Рис.9.9а) и 50000 м3(Рис.9.9б). Допускаемые нагрузки на патрубки резервуаров других объемов могут быть получены интерполяцией.
Если значения нагрузок таковы, что соответствующая им точка находится внутри выделенной области, то несущая способность узла приема раздачи является обеспеченной.
Проверка нагрузок осуществляется по следующим правилам:
1 Назначить расчетные сочетания нагрузок (Mzp, Myp, Fxp);
2 Провести линии параллельные осям Mz и Fx,соответствующие нагрузкам Mzp и Fxp и получить точку их пересечения;
3 Интерполяцией ближайших изолиний получить координату My* на поверхности допускаемых нагрузок;
4 Расчетное сочетание нагрузок допустимо, если Myp < My*; расчетное сочетание нагрузок не допустимо, если Myp ≥ My*.
Так, например, для резервуара объемом 20000 м3(Рис.9.9а):
а) комбинация нагрузок (Fxp= -75 кН, Mzp = 25 кН·м, Myp = 8 кН·м) является допустимой, так как Myp = 8 кН·м< My* = 11 кН·м.
б) комбинация (Fxp = -75 кН, Mzp = 25 кН·м, Myp=30 кН·м) является недопустимой, так как Myp = 30 кН·м ≥ My* = 11 кН·м.
Определение нагрузок на фундамент резервуара.
Учет конструктивных, технологических, климатических и сейсмических нагрузок.
Реактивные усилия, передаваемые с корпуса на фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических и сейсмических нагрузок.
Нормативные и расчетные значения нагрузок следует принимать в соответствии с данными табл. 9.5.1.
Снеговая и ветровая нагрузки определяются в соответствии со СНиП 2.01.07-85* в зависимости от климатического района строительства, размеров резервуара и типа крыши. Сейсмические нагрузки соответствуют п.9.2.5. Конструктивные и технологические нагрузки выдаются Заказчиком.
Учет влияния ветра
Ветровая нагрузка, воздействующая на стенку и крышу резервуара приводит к появлению следующих реактивных усилий:
- опрокидывающего момента Mws (кН∙м) и сдвигающей силы Fws (кН) от воздействия ветра на стенку резервуара (кН∙м);
- опрокидывающего момента Mwr (кН∙м), сдвигающей (кН) и подъемной
(кН) сил от воздействия ветра на стационарную крышу (кН∙м).
Результирующие значения опрокидывающего момента Mw и сдвигающей силы Fw от действия ветра на резервуар определяются соотношениями:
, (9.60)
где - расчетная скорость ветра (км/ч).
Опрокидывающий момент и сдвигающую силу от действия ветра при скорости ветра = 160 км/час на стенку резервуара в зависимости от высоты стенки H (м) и диаметра резервуара D = 2r (м) следует определять по формулам:
при H ≤ 5м
, (9.61)
, (9.62)
при H ≥ 5м
; (9.62)
. (9.63)
Опрокидывающий момент, сдвигающую и подъемную силы от действия ветра на крышу резервуара следует определять по формулам:
;
;
, (9.64)
где - площадь вертикальной проекции крыши (м2);
Hr - расстояние от днища до центра тяжести вертикальной проекции крыши (м).
Для конических крыш с уклоном ≥ 5° и сферических крыш высотой более 0.1D подъемная сила = 0.
Для резервуаров с плавающими крышами следует принять =
= 0.
9.6.3 Нагрузки на фундаментное кольцо
Расчетная нагрузка на фундаментное кольцо qфопределяется по формуле (кН/м):
, (9.66)
где - результирующая вертикальная сила (кН);
- опрокидывающий момент от ветра или горизонтальных сейсмических сил (кН·м), определяемые по формулам:
а) при отсутствии землетрясения
, (9.67)
(9.68)
б) в условиях землетрясения
; (9.69)
- определяется выражением (9.40).
9.6.4 Требования к установке анкеров
В случае необходимости, стенка резервуара прикрепляется к фундаменту анкерными устройствами, шаг установки и размеры которых определяются расчетом.
Требуется установка анкерных болтов, если выполняется хотя бы одно из неравенств (9.70) - (9.74).
а) При отсутствии землетрясения
, (9.70)
, (9.71)
(9.72)
Условия (9.70) - (9.72) соответствуют проверке пустого резервуара на подъем от действия избыточного давления, а также на опрокидывающее и сдвигающее действие ветра.
б) В условиях землетрясения
, (9.73)
, (9.74)
где - толщина окрайки днища (мм);
- расчетное сопротивление стали окрайки днища резервуара (МПа);
- коэффициент характеристики грунта, принимаемый в соответствии с табл. 9.2.13;
,
- сдвигающая сила (кН) и момент (кН·м), определяемые выражениями (9.38), (9.40).
Условия (9.73) - (9.74) соответствуют проверке резервуара на опрокидывающее и сдвигающее действие сейсмических нагрузок.
Расчетное усилие в одном анкерном болте определяется по формуле (кН) :
, (9.75)
где - диаметр установки анкерных болтов (м);
- количество анкерных болтов, устанавливаемых по периметру резервуара и определяемое по формулам:
а) если r ≥ 7.5: , (9.76)
б) если r < 7.5: . (9.77)
В формулах (9.76), (9.77) необходимо величину округлить до целого четного значения.