Расчет резервуара на устойчивость (в соответствии с РД 16.01 – 60.30.00 – КТН – 026 – 1 – 04)

3.  Расчет резервуара на устойчивость (в соответствии с РД 16.01 – 60.30.00 – КТН – 026 – 1 – 04).

Проверка устойчивости стенки резервуара производится по формуле:

 (1,289),

где σ₁ - расчетные осевые напряжения в стенке резервуара, МПа;

σ₂ - расчетные кольцевые напряжения в стенке резервуара, МПа;

σ₀₁ – критические осевые напряжения в стенке резервуара, МПа;

σ₀₂ - критические кольцевые напряжения в стенке резервуара, МПа.

Осевые напряжения определяются по минимальной толщине стенки пояса, кольцевые напряжения – по средней толщине стенки.

Расчетные осевые напряжения для РВС определяются по формуле:

 (1,290),

где Y - коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый по СНиП 2.01.07-85*, Y=0,9 ;

n₃ - коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса, n₃=1,05;

Q_п - вес покрытия резервуара, Н;

Q_стенки - вес вышележащих поясов стенки с учетом изоляции, Н;

Q_сн - полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия, Н;

Q_вак - нормативная нагрузка от вакуума на покрытие, Н;

Q_в – ветровая нагрузка;

d_i - расчетная толщина стенки i-го пояса резервуара, м.

1. Нормативная нагрузка от вакуума на покрытие определяется как:

 (4,Прил.Б),

где P_вак - нормативное значение вакуума в газовом пространстве, Па.

;

2.  Вес вышележащих поясов стенки резервуара определяется как:

 (4,Прил.Б),

,

,

где а - номер (значение номера) последнего пояса, начало отсчета снизу;

h_i - высота i-го пояса стенки резервуара, м;

g_ст - удельный вес стали, g_ст = ρ_ст·g = 7850·9,80665=76982,2025Н/м³.

3.  Масса крыши резервуара:

,(4,Прил.Б),

где

S_сф – площадь боковой поверхности крыши.

,

;

;

;

.

4. Вес покрытия резервуара:

 (4,Прил.Б),;

 – вес оборудования, принимаем = 320Н/м²;

 – вес опорного кольца, принимаем = 200Н/м²;

.

5. Расчет снеговой нагрузки:

 (4,Прил.Б),

где μ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие, принимаем μ = 0,7;

.

6. Расчет ветровой нагрузки:

 (4,Прил.Б),

где k_α – коэффициент аэродинамической обтекаемости, k_α = 0,6;

Определение аэродинамических коэффициентов:

В расчетах учитываются только коэффициенты С_е, С_е3, действующие на стенку резервуара, а коэффициентами С_е1, С_е2, действующими на крышу резервуара пренебрегаем, т.к. производится расчет устойчивости стенки резервуара.

С₁ = С_е = 0,8; С₂ = С_е3 = -0,5;

,

где W_o - нормативное значение ветрового давления, для рассматриваемого района, Па;

k(Z) - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, [СНиП 2.01.07-85, п. 6.5.], тип местности В (B – городские территории, лесные массивы и другие местности, равномерно покрытые препятствиями высотой более 10 м), К(Z) = 0,873, (ветровая категория) - находим для высоты данного резервуара 21,89 м интерполированием;

Таблица 11

K(Z)	B
≤ 5	0,50
10	0,65
20	0,85
40	1,10

Для самого наихудшего варианта:

при β = 0^o

Рис.3. Схема ветровой нагрузки на резервуар

Рис. 4. Определение коэффициента С_е1

P_в = 800 · 0,873 · 1 = 698,4Па (для поясов с 1 по 11);

4.  Расчетные кольцевые напряжения в стенке при расчете на устойчивость РВС определяются по формуле:

 (4,Прил.Б),

где Р_в - нормативное значение ветровой нагрузки на резервуар, Па;

n₂ - коэффициент надежности по нагрузке избыточного давления и вакуума, n₂=1,2;

δ_ср - средняя арифметическая толщина стенки резервуара:

 (4,Прил.Б),;

;

другие пояса аналогично.

Осевые критические напряжения определяются по формуле:

 

 (4,Прил.Б),

где Е - модуль упругости стали, Е=2·10⁵ МПа;

С – коэффициент, определяем по таблице 10.

Таблица 12

Rp/dср	600	800	1000	1500	2500
С	0,11	0,09	0,08	0,07	0,06

;

Принимаем С = 0,07066.

1 пояс: ;

2 пояс: ;

3 пояс: ;

4 пояс: ;

5 пояс: ;

6 пояс: ;

7 пояс:

8 пояс:

9 пояс:

10 пояс:

11 пояс:

 

Критические кольцевые напряжения определяются по формуле:

 (4,Прил.Б),

где Н – геометрическая высота стенки резервуара, м.

.

Определим Q_стенки- вес вышележащих поясов стенки с учетом изоляции, Н:

,

,

,

где а - номер (значение номера) последнего пояса, начало отсчета снизу;

h_i - высота i-го пояса стенки резервуара, м;

g_ст - удельный вес стали, g_ст = ρ_ст·g = 7850·9,80665=76982,2025Н/м³.

:

h₁ · δ₁ = 1,99 · 0,019 = 0,03781м²;

h₂ · δ₂ = 1,99 · 0,017 = 0,03383м²;

h₃ · δ₃ = 1,99 · 0,015 = 0,02985м²;

h₄ · δ₄ = 1,99 · 0,014 = 0,02786м²;

h₅ · δ₅ = 1,99 · 0,012 = 0,02388м²;

h₆ · δ₆ = 1,99 · 0,011 = 0,02189м²;

h₇ · δ₆ = 1,99 · 0,011 = 0,02189м²;

h₈ · δ₆ = 1,99 · 0,011 = 0,02189м²;

h₉ · δ₆ = 1,99 · 0,011 = 0,02189м²;

h₁₀ · δ₆ = 1,99 · 0,011 = 0,02189м²;

h₁₁ · δ₆ = 1,99 · 0,011 = 0,02189м²;

:

h₁ · δиз₁ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₂ · δиз₂ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₃ · δиз₃ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

 h₄ · δиз₄ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₅ · δиз₅ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₆ · δиз₆ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₇ · δиз₇ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₈ · δиз₈ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₉ · δиз₉ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₁₀ · δиз₁₀ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₁₁ · δиз₁₁ = 1,99 · 0,050= 0,0995м²;

h₁₂ · δиз₁₂ = 1,99 · 0,050= 0,0995м².

 = 0,28457м²

 = 1,0945м²