Проверка устойчивости стенки на нагрузки, направленные нормально к ее поверхности.

Ребристый купол имеет основные конструктивные элементы: ребра – арки, наружное и внутреннее опорные кольца. Настил опирается на балочки и не является несущим элементом. Наружное кольцо мешает горизонтальным деформациям. Возникают горизонтальные реакции – распор. Стенка резервуара служит неподвижной опорой.

Ребро – арка может опираться на внутреннее кольцо двумя способами: шарнирное опирание и жесткое защемление. Если ребро приварить к внутреннему кольцу, то его можно считать как двухшарнирную арку с затяжкой. Роль затяжки играет внешнее кольцо, работающее на растяжение. Средний шарнир отсутствует.

Если ребра крепятся к внутреннему кольцу болтами, то ребро рассчитывается как трехшарнирная арка с упругой затяжкой.

Радиус кривизны Rк =(1,2 – 1,5)L;

Стрела подъема f0=(1/10 – 1/12)L=340 см;

Зная стрелу подъема, радиус кривизны определяется по формуле:

Rк= + =39,9^2/(8*3,4)+3,4/2 =60,23 м;

Определим количество ребер в куполе:

n = m/2 =42/2 =21; m= = 41,7831816 ≈ 42;

a=300 см;

Определим нагрузки.

q=q1+q2=0,018269+0,0094=0,027696

q1= a =730*1,05/(3,1415*1995^2)*298 = 0,018269 кн/см;

q2= gf2*S0*m*k1*a=0,7*0,5*1*0,315*298=0,0094 кн/см;

1.Статический расчет арки.

Прежде всего определяем площадь условной затяжки:

FЗ= =2*3,1415926*100/42 = 14,9599648≈15 см2;

Fи – площадь сечения опорного кольца.В реальных резервуарах колеблется в пределах от 90 до 120 см2. Предварительно принимаем Fи=100 см2.

m=2n; n – число арок в куполе.

А). Двухшарнирная арка.

V= =0,027696*3990/4 =27,62676 кн.

Распор в арке:

Н=0,0456k=730*1,05/(3,1415*19956^2)*298 =29,094699 кн;

К=0,492.

Определим расчетные усилия в различных сечениях арки:

х=L/2=1995 см; y=f0 =340 см; ά=0; сos ά=1; sin ά=0;

Mб=V*x - =27,62*1995-0,027696*3990^2/12 =18358,3092 кнсм;

Ма=Мб – Н*y=18358,3-29,09*340 =8467,7 кнсм;

N= - (Qб sin ά +H сos ά) = - 29,09*1= - 29,09 кн;

х= L/4=3990/4=998 см; y=f – Rи(1-cos ά)=254 см;

tg ά0= =3990/(2*(6023-340))=0,3520 ; ά0=19,340 ; ά= ά0/2=9,670;

сos ά=0,9858; sin ά=0,168;

Мб= V*x - qx - (q – qx) =27,62*998-0,0138*998^2/2-(0,027696-0,0138)*998^2/3 =16078,841872 кнсм;

qx=q - q = 0,027696-0,027696*2*998/3990 =0,013841 кн/см;

Ма=Мб – Н*y=16078,8-29,09*254 =8689,94 кнсм;

N= - (Qб sin ά - H сos ά) =-(6,91*0,168+29,09*0,9858) =-29,8378 кн;

Qб=V - x=27,62-998*((0,027696+0,0138)/2) =6,913496 кн.

Проверка напряжений.

Примем сечение ребра двутавр №27а; Wx=407 см3; А=43,2 см2; Ix=5500 cм4; х=L/4=998 см.

Прочность:

s= - - =-8689,94/407-29,83/43,2 = -22,042 кн/см2 < 1*24=24 кн/см2;

проверка прочности выполнена.

Устойчивость:

1,4*Nx<= Nкр;

Nкр= =3,14^2*21000*5500/(1,06*((4094/2)^2)) = 256,3892 кн;

m=1,06; S1=2 Rи ά0 = 2*6030*0,34=4094 см;

Nx= 1,4*29,83=41,76 кн <Nкр= 256 кн.

Устойчивость обеспечена.

Б). Трехшарнирная арка.

V= =0,027696*3990/4 =27,62676 кн.

Распор:

Н= =18371,895/340 =54,035

М0= =0,027696*(3990^2)/24 =18371,7954 кнсм.

х= L/4=3990/4=998 см; y=f – Rи(1-cos ά)=254 см;

tg ά0= =3990/(2*(6023-340))=0,3520 ; ά0=19,340 ; ά= ά0/2=9,670;

сos ά=0,9858; sin ά=0,168;

Мб= V*x - qx - (q – qx) =27,62*998-0,0138*998^2/2-(0,027696-0,0138)*998^2/3 =16078,841872 кнсм;

qx=q - q = 0,027696-0,027696*2*998/3990 =0,013841 кн/см;

Усилия в сечении х=L/4:

Ма=Мб – Н*y=16078,8-54,035*254 =2353,91 кнсм;

N= - (Qб sin ά - H сos ά) =-(6,91*0,168+54,035*0,9858) =-54,4286 кн;

Qб=V - x=27,62-998*((0,027696+0,0138)/2) =6,913496 кн.

Проверка напряжений.

Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Дополнительно

Высокопроизводительная, экономичная и безопасная работа технологических агрегатов металлургической промышленности
Высокопроизводительная, экономичная и безопасная работа технологических агрегатов металлургической промышленности требует применения современных методов и средств измерения величин, характеризующих ход производственного процесса и состояние оборудования. Автоматический контроль является логически ...

Автоматизированное проектирование станочной оснастки
1.1. СТАНОЧНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ . КЛАССИФИКАЦИЯ , ВИДЫ . 1.1.1. Станочные приспособления . Основную группу технологической оснастки составляют приспособления механосборочного производства. Приспособлениями в машиностроении называют вспомогательные устройства к технологич ...

Меню сайта