3.4. Расчёт сопряжения стенки с днищем

В вертикальной стенке и в окрайке днища от стеснения деформации стенки расширяющейся от воздействия продукта, в месте примыкания возникает краевой эффект (рис.5). Стесненная деформация стенки вызывает местный изгибающий момент, действующий в меридиональном направлении, и дополнительные нормальные напряжения σ_м. При этом возникает упругий поворот узла в целом. Учет податливости всех примыкающих элементов упругого поворота узла приводит к получению существенно меньших изгибающих моментов, чем при абсолютно жестком узле. В связи с этим нежелательно увеличение жесткости узла; окрайки следует принимать сравнительно тонкими, наружный выступ днища должен быть не более 50 мм.

Погонный максимальный изгибающий момент M_y в стенке равен: (22), где

Краевой момент становится равным нулю на расстоянии y от нижней кромки стенки:

(23)

Тогда напряжения от изгиба стенки: (24)

К этим напряжениям следует прибавить напряжения σ₁ от вертикальной нагрузки. При Р_изб = 0 эти напряжения определяют от нагрузок, вызывающих сжатие стенки:

(25)

где

Проверка прочности стенки:

(26)

где R_y – расчётное сопротивление материала стенки.

Стенка крепится к днищу двумя угловыми швами (рис.5.). Максимальный размер катета К= 1,2 S_дн.

Проверка прочности сварного соединения:

(27)

где - момент сопротивления шва, мм³;

R_wy – расчетное сопротивление металла шва, МПа;

γ_wf – коэффициент условий работы шва; для конструкций, предназначенных к эксплуатации при температурах -40⁰С, γ_wf = 0,85; в остальных случаях γ_wf = 1.

4. Расчет покрытия резервуара

4.1. Расчет конической щитовой кровли с центральной стойкой.

Расчет несущих радикальных балок щитов выполняется по схеме простой балки на двух опорах, воспринимающей нагрузку от грузовой площадки в виде треугольника с максимальной ординатой ( у стенки), равной произведению интенсивности нагрузки на расстояние между балками по периметру стенки (рис. 6).

При отсутствии избыточного внутреннего давления расчет прочности балок производится на нагрузку, действующую извне, т.е. сверху вниз

P₁ = q_крγ_f1 + P_снγ_f5 (28)

Когда имеется внутреннее давление и вакуум, нагрузка извне будет

(29)

Поперечные балки щитов также рассчитывают по схеме простых балок, опирающихся на несущие радиальные балки с соответствующей грузовой площадью.

Для радиальных балок используют прокатные швеллеры, реже - двутавры, а для поперечных – швеллеры. Настил принимается толщиной 2,5 – 3 мм и проверяется на прочность в наиболее крупных отсеках щита по формуле

σ = P_{1 ·}α· а² / S² < R_y·γ_c3 (30)

где P₁ – нагрузка, определяемая по формуле (28) или (29), Н/м²;

а – меньшая сторона отсека, м;

S – тощина настила, м;

α – коэффициент; α = 0,192 при а = b; α = 0,407 при а = 0,5b [3]$

b – большая сторона отсека.

Центральная стойка рассчитывается как центрально сжатый стержень на нагрузку равную 1/3 от нагрузки, действующей на всю кровлю. Длина стойки принимается равной полной ее высоте, а закрепление концов считается шарнирным.

Расчету подлежат также оголовок и база стойки [1,3,6].