Расчет поперечных ребер щита

Предварительно назначим количество щитов в покрытии. Принимая ширину щита у стенки резервуара , требуемое количество щитов определим по формуле:

(1.47)

где - диаметр резервуара;

- ширина щита у стенки резервуара.

Количество щитов покрытия должно быть равным четырем. Тогда, соответственно, принимаем число щитов равным

Расчетный пролет поперечного ребра будет равен величине , т.е. . Равномерно распределенная расчетная нагрузка на поперечное ребро при шаге ребер a = 1,5 м. составит:

(1.48)

Нормативная нагрузка:

(1.49)

Расчетный изгибающий момент:

(1.50)

Требуемый момент сопротивления рассчитывается по формуле:

(1.51)

Требуемый момент инерции при предельном относительном прогибе ребра:

(1.52)

Требуемый момент инерции определяется по формуле:

(1.53)

Принимаем рекомендуемый швеллер №8 [21].

Расчет радиальных ребер щита

Пролет радиального ребра, как балки при свободном опирании щита на стенку резервуара и на верхнее центральное кольцо трубчатой стойки равен:

(1.54)

Радиальная балка (ребро) щита воспринимает нагрузку по треугольнику (Рисунок 1.7.1) в соответствии с грузовой площадью и является основным несущим элементом покрытия. Расчетной схемой радиальной балки является обычная двухопорная шарнирно опертая балка.

Рисунок 1.1 - Расчетная схема радиального ребра [20]

Максимальная интенсивность нагрузки на радиальное ребро у стенки резервуара по формуле:

(1.55)

Максимальный расчетный момент:

(1.56)

Требуемый момент сопротивления с учетом развития пластических деформаций:

(1.57)

Что соответствует двутавру №16 [15].

Требуемый момент инерции сечения ребра из условия обеспечения жесткости составит:

(1.58)

Выберем из сортамента прокатный двутавр №18 по [15]. По прочности требуется меньший номер двутавра.

Диаметр центральной стойки принимается по конструктивным соображениям с учетом условий опирания щитов покрытия и использования стойки для рулонирования элементов резервуара [20].

Расчет колец жесткости

Так как условия на прочность и устойчивость выполняются, то на проектируемый резервуар целесообразно поставить только верхнее ветровое кольцо.

Верхнее ветровое кольцо устанавливается на верхнем поясе стенки резервуара. Рекомендуемая высота установки верхнего ветрового кольца составляет от 1,1 до 1,25 м от верха стенки. Сечение верхнего кольца жесткости подбирается из условия действия в нем максимального изгибающего момента , который вычисляется по формуле:

(1.59)

где - нормативное значение ветрового давления;

k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте равный 0,65;

c - аэродинамический коэффициент равный 0,8.

Конструкция и расчет днища

Для удаления подтоварной воды и удобства зачистки днища РВС должны иметь коническую форму с уклоном от центра. Величина уклона 1:100. Допускается применение плоских днищ для РВС объемом до 1000 м³.

Днища резервуаров объемом свыше 2000 м³ должны иметь центральную часть и утолщенное кольцо окрайки.

Для листов окраек применяется та же марка стали, что и для нижнего пояса резервуара или соответствующего ей класса прочности при условии обеспечения их свариваемости. С внешней стороны кольцо из листов окраек должно быть круговой формы. Внутренняя граница окраек может иметь форму правильного многоугольника с числом сторон, равным числу листов окрайки. Радиальная ширина окрайки должна обеспечивать расстояние между внутренней поверхностью стенки и швом приварки центральной части днища не менее 300 мм для резервуаров объемом до 5000 м³ и 600 мм для резервуаров объемом более 5000 м³, но не менее величины, определяемой соотношением:

(1.60)

где - номинальная толщина первого пояса резервуара.

Принимаем радиальную ширину окрайки равной 300 мм.

Так как толщина стенки верхнего пояса составляет 4,5 мм, то минимальная толщина кольцевой окрайки должна быть равна 6 мм. При проектировании конструкции днища должны быть учтены следующие требования, представленные в [22]. Выступ днища (окраек днища) за внешнюю поверхность стенки – 50-100 мм. Величина нахлеста центральной части днища на кольцо окраек - 60-100 мм. Величина нахлеста листов (полотнищ) центральной части днища между собой – 30-50 мм. Номинальная толщина листов центральной части днища (при наличии кольца окраек или без него), не менее 4 мм. Минимальная толщина остающейся подкладной пластины – 4 мм.

Размеры окраечного кольца днища назначаются из условия прочности узла соединения стенки с днищем с учетом деформированности листа окрайки днища.

Номинальная толщина кольцевых окраек должна быть не менее величины, определяемой по формуле:

(1.61)

Так как должно быть не менее 6 мм, то принимаем

Центральная часть днища выполняется в виде отдельных листов или полотнищ. Номинальная толщина листов центральной части днища должны быть не менее 4 мм, исключая припуск на коррозию [17].

Центральная часть днища состоит из четного числа рулонируемых полотнищ шириной до 12 м. Полотнища собирают из листов 2000x8000 мм. Соединяются полотнища между собой внахлестку (размер нахлестки
50..60 мм).

Отмечается, что язвенная коррозия в листах днища вызывает наступление предельного состояния вследствие потери герметичности резервуара при образовании сквозного свища. Припуск на коррозию 1-2 мм существенно повышает долговечность резервуара. Вместо применяемых в типовых проектах для днищ листов толщиной 4 и 5 мм рекомендуется использовать листы толщиной 6 мм.