Проверка устойчивости стенки

Устойчивость стенки определяется по формуле:

(8)

где σ_cr1,2 – критические напряжения для цилиндрических оболочек;

σ₁ – расчетное меридиональное напряжение в поперечном сечении оболочки от нагрузок, направленных вдоль оси оболочки;

σ₂ – расчетное кольцевое напряжение в оболочке.

В расчетные формулы следует подставлять расчетную толщину стенки:

(9)

Значения нормальных напряжений:

(10)

Напряжение от вакуума:

(11)

где – давление вакуума.

Напряжение изгиба от собственного веса резервуара:

(12)

Нагрузка от собственного веса резервуара:

(13)

где γ_g –коэффициент надежности от собственного веса металлических конструкций, определяемый по Приложению Е, таблица Е1;

K = 1,1 – коэффициент, учитывающий наличие ребер жесткости и оборудования на резервуаре;

ρ_ст = 78,5 кН/м³ - удельный вес стали;

S₀ – объем стенки и днищ, определяемый по формуле:

(14)

K₂ – коэффициент при плоских днищах принимаемый 6,28.

Момент сопротивления кольцевого сечения стенки резервуара:

(15)

Критическоенормальное напряжение σ_cr1 равно наименьшему из значений:

или , (16)

где коэффициент ψ при 0≤ r/t_w ≤300 определяется по формуле:

. (17)

ξ – коэффициент, учитывающий неравномерность сжатия оболочки вследствие её изгиба от собственного веса:

(18)

где σ_1min и σ_1max – минимальное и максимальное значение нормальных напряжений.

(19)

(20)

Значение коэффициента c определяется по Приложению Г в зависимости от отношения радиуса резервуара к толщине его стенки r/t_w.

Кольцевое напряжение состоит из двух слагаемых:

(21)

Напряжение от вакуума определяется по формуле:

(22)

Напряжение от ветровой нагрузкив виде условного вакуума:

(23)

где γ_в – коэффициент надежности для ветровой нагрузки;

w₀ – нормативное значение ветрового давления, определяемое в зависимости от ветрового района (табл. В1, Приложение В);

k₀ – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте (табл. В2, Приложение В).

Критическое кольцевое напряжение:

(24)

где E =2,06∙10⁴кН/см²– модуль упругости стали;

l₀ =0,586 l_r – пролет резервуара (расстояние между опорами).

Для обес­печения жесткости при транспортировке и монтаже, восприятия вакуума и ветровой нагрузки стенку резервуара усиливают кольцами жесткости из прокатных уголков, свальцованных на перо и приваренных пером к стен­ке.

При отношении r/t_w≤ 200 промежуточные кольца жесткости не требуются. При r/t_w > 200 устанавливают кольца жесткости, привариваемые к оболочке, как правило, с внутренней стороны. Кольца жесткости требуются и в случае, если t_w ≤ 0,001 D + 0,3 см.

Для рассматриваемого типа резервуаров величина r/t_w всегда> 200. Поэтому необходимы промежуточные кольца жесткости, которые располагают через 1,5÷1,8 м в зависимости от ширины листов, применяемых для стенки. В качестве промежуточных колец жесткости рекомендуется применять неравнополочные горячекатаные уголки (Приложение Д):

- при V = 25…50 м³ – номер уголка 8/5 (80х50х5);

- при V = 75…100 м³ – номер уголка 9/5,6 (90х56х6).