2018-03-09
936
Проверить стенку резервуара высотой 18 м на устойчивость. Диаметр резервуара 60,7 м с высотой пояса 2,25 м. По проекту на резервуаре установлена плавающая крыши, вес которой равен 3,19 МН. вес оборудования 0,15 МН. Значения толщины стенок по поясам представлены в таблице:
| Значения толщины стенки по поясам, мм | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 23,5 | 16,5 | 14,5 | 12 | 10 | 10 | 10 | 10 |
Решение.
Критерием обеспечения устойчивости стенки стального резервуара является условие согласно формуле (2.8). Таким образом, необходимо определить критические значения кольцевых и меридиональных напряжений в стенке резервуара. Затем найти значения расчетных кольцевых и меридиональных напряжений, и найти их соотношения. Выполнение условия позволит оценить устойчивость.
По формуле (2.9) определим меридиональные напряжения в стенке. Для этого нужно найти d по формуле (2.10) и коэффициент, зависящий от d - С0. Тогда напряжение будет равно:
Критические кольцевые напряжения определим по (2.11), предварительно рассчитав редуцированную высоту по (2.12). Нr= 11,74 м.
|
|
|
По формуле (2.16) определим вес стенки для 1 пояса резервуара. Аналогичным образом по формуле, рассчитаем остальные пояса стенки резервуара, и результаты запишем в виде табличных данных.
В 1-ом поясе:
| Параметры расчета | Полученные значения по поясам | |||||||
| № пояса | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Толщина пояса, мм | 23,5 | 16,5 | 14,5 | 12 | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Вес стенки, МН | 3,517 | 2,74 | 2,2 | 1,72 | 1,32 | 0,9 | 0,66 | 0,33 |
| Вес металла, МН | 6,707 | 5,93 | 5,39 | 4,91 | 4,51 | 4,18 | 3,85 | 3,52 |
| Коэффициент учета изменения ветрового давления | 0,358 | 0,472 | 0,555 | 0,623 | 0,675 | 0,726 | 0,773 | 0,815 |
| Меридиональные напряжения, МПа | 1,83 | 2,28 | 2,4 | 2,73 | 3,12 | 2,9 | 2,7 | 2,5 |
| Кольцевые напряжения, МПа | 0,121 | 0,224 | 0,305 | 0,426 | 0,575 | 0,618 | 0,655 | 0,69 |
| Критические меридиональные напряжения, МПа | 3,11 | 3,11 | 3,11 | 3,11 | 3,11 | 3,11 | 3,11 | 3,11 |
| Критические кольцевые напряжения, МПа | 1,26 | 1,26 | 1,26 | 1,26 | 1,26 | 1,26 | 1,26 | 1,26 |
| Выполнение условия: | 0,68<1 | 0,91<1 | 1,01>1 | 1,22>1 | 1,46>1 | 1,42>1 | 1,39>1 | 1,35>1 |
Определим кольцевые напряжения. Для этого нужно знать коэффициент учета изменения ветрового давления:
Для 1-го пояса:
Проведем проверку на устойчивость стенку. По таблице можно заметить, что начиная с 3 пояса необходимо увеличить толщину стенки резервуара. Тогда:
| Значения толщины стенки по поясам, мм | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 23,5 | 16,5 | 15,5 | 14,5 | 12,5 | 12,5 | 12,5 | 12,5 |
Сделаем аналогичный расчет, но с новыми значениями толщин поясов.
| Параметры расчета | Полученные значения по поясам | |||||||
| № пояса | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| Толщина пояса, мм | 23,5 | 16,5 | 15,5 | 14,5 | 12,5 | 12,5 | 12,5 | 12,5 |
| Вес стенки, МН | 3,996 | 3,220 | 2,675 | 2,163 | 1,684 | 1,238 | 0,826 | 0,413 |
| Вес металла, МН | 7,186 | 6,410 | 5,865 | 5,353 | 4,874 | 4,428 | 4,016 | 3,603 |
| Коэффициент учета изменения ветрового давления | 0,358 | 0,472 | 0,555 | 0,623 | 0,675 | 0,726 | 0,773 | 0,815 |
| Меридиональные напряжения, МПа | 1,96 | 2,46 | 2,42 | 2,38 | 2,36 | 2,35 | 2,14 | 1,93 |
| Кольцевые напряжения, МПа | 0,12 | 0,23 | 0,28 | 0,34 | 0,40 | 0,47 | 0,50 | 0,53 |
| Критические меридиональные напряжения, МПа | 4,18 | 4,18 | 4,18 | 4,18 | 4,18 | 4,18 | 4,18 | 4,18 |
| Критические кольцевые напряжения, МПа | 1,74 | 1,74 | 1,74 | 1,74 | 1,74 | 1,74 | 1,74 | 1,74 |
| Выполнение условия: | 0,54<1 | 0,72<1 | 0,74>1 | 0,77>1 | 0,80>1 | 0,83>1 | 0,80>1 | 0,77>1 |
|
|
|
Таким образом, устойчивость выполняется при утолщении поясов стенки стального резервуара. Примем вновь полученные значения толщин согласно таблице:
| Значения толщины стенки по поясам, мм | |||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 23,5 | 16,5 | 15,5 | 14,5 | 12,5 | 12,5 | 12,5 | 12,5 |
