Конструирование и расчет днища

4. Конструирование и расчет днища

Центральную часть днища конструируем из листов 1500×6000 мм толщиной 6мм в виде 4-х рулонируемых полотнищ. Для стенки при толщине нижнего пояса равной t₁=40мм минимальная толщина листов окраек 16мм (табл 3.1 [1]). Примем толщину окраек 16мм и проверим их на изгибающий момент краевого эффекта. Вычислим значения параметров, входящих в уравнение для определения момента краевого эффекта М₀

Коэффициент деформации стенки

где ν=0,3 – коэффициент Пуассона;

 t_p,1=40-0.6=39,4мм=3,94см.

Условный коэффициент постели стенки

Давление на днище

Коэффициент канонического уравнения (2.23) [1]

Свободный член канонического уравнения (2.23) [1]

Цилиндрическая жесткость окрайки днища

Полученные значения подставим в уравнение (2.23) [1]

Отсюда М₀=14,52(кН×см)/см.

Требуемое расчетное сопротивление по пределу текучести для листов окраек по формуле:

где γ_с=1,0; γ_кр=1,2.

Величина отрыва днища от фундамента определяется по формуле (2.24) [1]

Если применить кольцевой железобетонный фундамент, то ширина кольца по верху должна быть более l=55,1см.

Днище располагается на кольцевых фундаментах из сборных железобетонных плит шириной 1,5 м и толщиной 0,5 м. В центре кольцевого фундамента – песчаная подушка.

Рис.1 Основание под фундамент

5. Расчет и конструирование элементов сферического покрытия

5.1 Установление габаритных размеров сферического покрытия

Назначаем стрелку подъема f и вычисляем радиус сферы купола (рис. 2)

Стрелка подъема купола f:

Радиус сферы:

Центральный угол сферы α определяется по формуле

отсюда α/2=18,92°, α=37,84°.

Длина дуги купола в вертикальной плоскости:

Половину дуги следует разделить на целое число ярусов щитов покрытия и выделить радиус верхнего центрального кольца. Примем длину щита по дуге окружности l⁰_щ=10,0м, при этом радиус центрального кольца согласно рис. 2

которое уточняется после расчета радиальных ребер.

Рис.2 Схема ребристо-кольцевого купола

Определяем число щитов в одном ярусе, исходя из ширины щита по опорному кольцу b₀=3,0…3,5м. Количество щитов в одном ярусе:

Примем n_щ=64шт.

Купол собирается из трех типов трапециевидных щитов, изготовленных на заводе. Расчетными элементами купола являются:

- радиальные ребра;

- промежуточные кольца;

- опорное кольцо;

- настил.

Ширина щитов:

b₀=3,0м;

5.2 Сбор нагрузок на купол

Нагрузки вертикального направления определяются по формулам

- направленные вниз

- направленные вверх

где w_т^от - нормативное значение средней составляющей ветровой нагрузки на высоте z (до середины стрелки подъема купола) от уровня земли

По табл. 2.4 [1] для местности типа В коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, имеет величину k₀=0,85 при z=20м,

где w₀=0,23 кН/м² – для I ветрового района;

с_е2 =-0,6 при Н/D=1/3 [5];

знак «-» учтен направлением ветровой нагрузки на покрытие.

Имеем

так как q₁ имеет отрицательное значение, то в дальнейшем расчете учитываются нагрузки, направленные только вниз.

Комбинация нагрузок горизонтального направления на верхнюю часть резервуара (0,4Н):

- нагрузки, вызывающие сжатие опорного кольца купола в виде активного давления ветра и вакуума, определенные по формуле (3.48) [1]:

где w_т=w₀×k₀×с=0,23×0,738×0,5=0.085кН/м²,

коэффициент k₀ находится на высоте z=0,8×H=0,8×18,0=14,4м;

k₀=0,738.

- нагрузки, вызывающие растяжение опорного кольца: ветровой отсос и избыточное давление по формуле 3.49 [1]

где w_т=w₀×k₀×с=0,23×0,738×1,0=0,17кН/м², с=1,0;

Вертикальная сосредоточенная нагрузка на узел пересечения радиального ребра с кольцом определяется по формуле 3.50 [1]:

для 1-го кольца при r₁=10,947м:

- направленная вниз:

для 2-го кольца при r₁=20,849м:

- направленная вниз: