8.Конструкция крыши

Согласно ПБ 03 - 605 – 03 конструкции крыши подразделяются на следующие типы:

- самонесущая коническая крыша, несущая способность которой обеспечивается конической оболочкой настила;

- каркасная коническая крыша, состоящая из элементов каркаса и настила;

- купольная крыша, поверхность которой близка к сферической и образуется изогнутыми элементами каркаса и укрупненными элементами настила.

К конструкции крыши ПБ 03 - 605 – 03 предъявляет следующие требования:

- Все крыши по периметру опираются на стенку резервуара с использованием кольцевого элемента жесткости. Минимальный размер кольцевого уголка должен быть не менее 63 х 5 мм.

- Минимальная номинальная толщина элементов принимается равной 4 мм. Величина прибавки для компенсации коррозии принимается с учетом условий эксплуатации, срока службы и скорости коррозии.

- Все элементы и узлы крыши проектируются таким образом, чтобы максимальные напряжения в них не превышали расчетных (без учета припуска на коррозию).

Каркасные купольные крыши могут изготовляться в виде щитов или раздельно из элементов каркаса и листов настила.

На рисунке 25 изображена конструкция крепления сферической крыши к кольцевому уголку (опорному кольцу) размером 76х84х8 мм, приваренного к стенке трубопровода.

Рассчитаем толщину крыши резервуара:

Где r – радиус резервуара, м

P – вертикальная нагрузка, Па

Θ – угол, между образующей конуса и стенкой резервуара

Здесь g_M - вес 1 м² листа крыши (согласно нормативам изначально принимаем толщину листа 4 мм);

g_y - вес 1 м² утеплителя;

s - полное нормативное значение снеговой нагрузки;

Р_вак - величина относительного разрежения в резервуаре под крышей.

Рисунок 25 – Соединения сферической крыши со стенкой

С учетом припуска на коррозию:

Следовательно, принимаем толщину листа крыши равной 5 мм.

Проведем расчет на кольцевое сжимающее усилие узла крепления крыши к стенки.

Расчет опорных колец осуществляют только на продольные усилия (растягивающие или сжимающие), так как для данной конструкции они являются определяющими. Опорное кольцо испытывает сжатие при действии вертикальной нагрузки сверху вниз и растяжение от вертикальной нагрузки снизу вверх, обусловленной ветровой нагрузкой и наличием избыточного давления в резервуаре.

При расчете устойчивость многоугольник заменяется кольцом радиуса R_р и проверяется выполнение следующего условия:

Где r – радиус резервуара, м

P - расчетная вертикальная нагрузка (наиболее опасный вариант), Н

Θ – угол, между образующей конуса и горизонтом.

Где:

- момент инерции сечения кольца относительно вертикальной оси

м⁴ ( для швеллера №16)

Условие на устойчивость опорного кольца выполняется.

7. Устройство фундамента резервуара

Согласно РД 16.01-60.30.00-КТН-026-1-04, устройство фундамента резервуара должно быть обосновано инженерно-геологическими изысканиями, которые проводятся в месте строительства резервуара. Исходными данными для проектирования основания резервуара должны быть результаты инженерно-геологических изысканий, выполненные в соответствии с требованиями СНиП 11-02-96 и СП-11-105-97 и не позднее, чем за 1,5 года до начала проектирования.

Основным критерием выбора типа основания и фундамента резервуара является его деформация. Расчет основания по деформациям производится из условия недопущения превышения осадки основания предельной, установленной СНиП 2.09.03-85, предельно допустимая деформация основания устанавливается технологическими и конструктивными требованиями проекта по следующим видам: абсолютная осадка любой точки края днища; разность осадок двух смежных точек краёв днища; разность осадок центров краев днища; крен.

По совокупности свойств инженерно-геологические условия площадки для строительства резервуаров подразделяются на благоприятные, неблагоприятные и весьма неблагоприятные.

Неблагоприятными для устройства оснований и фундаментов резервуаров являются:

• грунты с модулем деформации Е < 10 МПа;

• просадочные и набухающие;

• вечномерзлые грунты с льдистостью < 0,40;

• районы с сейсмичностью 7 баллов и более;

• грунты с отклонением слоев от горизонтали более 7 градусов.

Весьма неблагоприятными для устройства оснований и фундаментов резервуаров являются:

• грунты плывунного типа;

• подрабатываемые территории;

• просадочные грунты мощностью более 25 метров;

• вечномерзлые грунты с льдистостью >0,40;

• зоны тектонических разломов;

• участки распространения оползневых, карстовых, мерзлотных и др. опасных геологических процессов.

Расчет фундамента будем вести для неблагоприятных условий строительства, т.к. в моренных грунтах могут присутствовать плывуны и др. неблагоприятные факторы

Для упреждения размыва грунта под днищем резервуара и вокруг него атмосферными осадками вокруг резервуаров выполняется бетонная отмостка из бетона марки В10 шириной 1м, которая должна отвечать следующим требованиям:

• срок службы не менее 10 лет;

• лёгкость демонтажа и восстановления;

• устойчивость под воздействием дождевых и капельных вод, падающих с крыши резервуара;

• морозостойкость согласно СНиП 2.03.01-84*.

Центральную часть фундамента выполняют из уплотненной гравийно-песчаной смеси.

Минимальная толщина подушки принимается по СНиП 2.02.01-83 -0,2 м, а также из условия расположения в теле фундамента анодных заземлителей. Подстилающий слой под подушку должен быть горизонтальным с допуском на планировочные работы. Частичное опирание подушки на насыпные грунты не допускается. Работы по устройству подушки производить в соответствии со СНиП 3.02.01-87, не допуская разуплотнения поверхностного слоя при замачивании и промораживании.

Днище укладывается на специальное основание, которое при V меньше или равном 5000 м³, как правило, выполняется в виде песчаных подушек с устройством гидроизолирующего слоя. Для приготовления этого слоя применяются супесчаный грунт и вяжущее вещество, обычно жидкий битум или каменноугольный деготь в пределах 8…10% от объема грунта.

Для обеспечения длительной эксплуатации резервуаров стальной конструкции должны бать защищены от коррозии путем тщательной очистки поверхностей после гидравлического испытания пескоструйной обработкой огрунтовкой и окрашиванием. Для грунтов используют битумные и асфальтобитумные лаки, а также составы на основе фенолформальдегидных смол. В качестве окрасок применяются составы, приготовленные на битумных и асфальтобитумных лаках, а также эффективные перхлорвиниловые эмали. Все наружные поверхности должны иметь светлый или серебристый цвет для хорошего отражения солнечных лучей.

Толщина гидрофобного слоя на поверхности подушки не менее 50 мм, на поверхности кольцевого фундамента - не более 20 мм. Минимальный диаметр песчаной подушки должен превышать диаметр стенки резервуара не менее чем на 3 м, а величина откоса песчаной подушки должна быть не менее 1 : 1,5 (рисунок 26)

Рисунок 26 – Устройство фундамента резервуара