Расчет стенки цилиндрических вертикальных резервуаров.
1.Однослойная стенка.
Стенка испытывает различные виды воздействий. Гидростатическое и избыточное давление вызывают в ней двухосное растяжение. Снеговая, ветровая нагрузка масса стенки и крыши сжимают стенку.
В резервуарах также возможен вакуум, т.е. нагружение, при котором внешнее давление больше внутреннего. Эта нагрузка вызывает сжатие стенок в радиальном направлении.
Указанные выше нагружения провоцируют в стенке, за исключением особых зон, плоско - напряженное состояние.
Особые зоны называются зонами «краевого эффекта». В них появляются изгибные напряжения, которые быстро затухают. Причины, вызывающие изгибающие моменты вдоль образующих, различные конструктивные элементы, стесняющие деформации от внутреннего давления: сопряжения корпуса и днища, корпуса и кровли, кольцевые ребра, изменение толщины стенки, врезные патрубки и отверстия для люков и т.д.
Алгоритм расчета стенки следующий. Вначале из условия растяжения, вызванного внутренним давлением, определяют толщины обоих поясов. Далее выполняется проверка устойчивости стенки вдоль образующей и в поперечном направлении. В случае необходимости некоторые пояса утолщаются.
Окончательно производится определение усилий «краевого эффекта» и проверка прочности с учетом всех компонент напряженного состояния.
Как известно, напряженное состояние любой оболочки, загруженной внутренним давлением, выражается уравнением Лапласа:
+ =Ry
N1 иN 2 (кн/см) – меридиональное (продольное) и кольцевое усилия в оболочке;
r1 и r2 (см) – главные радиусы кривизны оболочки.
Ру – нормальное давление в определяемом кольцевом сечении оболочки «у», считая снизу.
Ру=Р2 +Ри
где
Р2 =r(Н-(n-1)h-a)gf1 (кн/см2) – гидростатическое давление, определяемое для каждого пояса, на расстоянии «а» от нижней кромки пояса.
n- номер пояса стенки, с высотой пояса «h»(см), h=149 см;
а=30 см – сечение пояса, отщитываемое от нижней кромки пояса, где растягивающие напряжения максимальны.
Ри=Ро*gf2 ;Ро=0,0002 кн/см2 – избыточное давление.
gf1=1,0 и gf2=1,2 – коэффициенты надежности по нагрузке.
r=0,0000085 кн/см3 –плотность бензина.
Формула для определения толщины каждого пояса, начиная снизу, по условию прочности кольцевых сварных швов на растяжение:
Tci= +C1+C2 (см);
С1 – припуск на коррозию, определяемый по техническим условиям. Первоначально принимаем 1мм.
С2 – минусовое предельное отклонение по толщине проката, принимаемое по соответствующим стандартам. Здесь =0.
gс – коэффициент условия работы. Для нижнего пояса 0,6, а для остальных 0,7.
R=1995 см – радиус резервуара.
Толщина стенки должна быть не менее 8 мм (для данного резервуара) и быть согласована с сортаментом толстолистовой стали.
Если резервуар будет рулонируемым, то толщина стенки должна быть не более 17 мм.
Сначала подберем толщину стенок резервуара из стали С 255, Ry=24 кн/см2 (табл. 1), а затем из стали С 345, Ry=33,5 (t=2-10) или 31,5 (t=11-20) кн/см2(табл. 2).
Таблица №1. Вариант 1.
|
Номер пояса |
Класс стали |
Ри, кн/см2 |
Р2, кн/см2 |
Ру, кн/см2 |
tci, см расч. |
tci, мм сорт. |
|
1 |
С 255 |
0,00024 |
0,014943 |
0,015183 |
2,203478 |
25 |
|
2 |
С 255 |
0,00024 |
0,013677 |
0,013917 |
1,752584 |
18 |
|
3 |
С 255 |
0,00024 |
0,01241 |
0,01265 |
1,602188 |
17 |
|
4 |
С 255 |
0,00024 |
0,011144 |
0,011384 |
1,451791 |
16 |
|
5 |
С 255 |
0,00024 |
0,009877 |
0,010117 |
1,301394 |
14 |
|
6 |
С 255 |
0,00024 |
0,008611 |
0,008851 |
1,150997 |
12 |
|
7 |
С 255 |
0,00024 |
0,007344 |
0,007584 |
1,0006 |
11 |
|
8 |
С 255 |
0,00024 |
0,006078 |
0,006318 |
0,850203 |
9 |
|
9 |
С 255 |
0,00024 |
0,004811 |
0,005051 |
0,699806 |
8 |
|
10 |
С 255 |
0,00024 |
0,003545 |
0,003785 |
0,549409 |
8 |
|
11 |
С 255 |
0,00024 |
0,002278 |
0,002518 |
0,399013 |
8 |
|
12 |
С 255 |
0,00024 |
0,001012 |
0,001252 |
0,248616 |
8 |
|
Таблица №2. Вариант 2. | ||||||
|
1 |
C 345 |
0,00024 |
0,014943 |
0,015183 |
1,70265 |
17 |
|
2 |
C 345 |
0,00024 |
0,013677 |
0,013917 |
1,359112 |
14 |
|
3 |
C 345 |
0,00024 |
0,01241 |
0,01265 |
1,244524 |
14 |
|
4 |
C 345 |
0,00024 |
0,011144 |
0,011384 |
1,129936 |
12 |
|
5 |
C 345 |
0,00024 |
0,009877 |
0,010117 |
1,015348 |
11 |
|
6 |
C 345 |
0,00024 |
0,008611 |
0,008851 |
0,852953 |
10 |
|
7 |
C 345 |
0,00024 |
0,007344 |
0,007584 |
0,745206 |
8 |
|
8 |
C 345 |
0,00024 |
0,006078 |
0,006318 |
0,637459 |
8 |
|
9 |
C 345 |
0,00024 |
0,004811 |
0,005051 |
0,529712 |
8 |
|
10 |
C 345 |
0,00024 |
0,003545 |
0,003785 |
0,421965 |
8 |
|
11 |
C 345 |
0,00024 |
0,002278 |
0,002518 |
0,314218 |
8 |
|
12 |
C 345 |
0,00024 |
0,001012 |
0,001252 |
0,206471 |
8 |
Дополнительно
Галактика как уровень мегамира
Актуальность,
цели и задачи ответа по настоящей контрольной работе будут обусловлены
следующими положениями. Нас интересует не только звездное население того дома,
в котором мы живем. Нас интересует и архитектура этого дома и его размеры;
интересует, как его обитатели расселены, где жилищная тесно ...
Новая фундаментальная физическая константа, лежащая в основе постоянной Планка
Открыта новая фундаментальная физическая константа hu “фундаментальный
квант действия” [11 - 15]. Ее значение равно [11,12,23]:
hu=7,69558071(63)•10-37Дж
с.
На основе классических представлений для электромагнетизма получены еще две
физиче ...