5. Расчет сопряжения стенки с днищем.

Проверка нижнего пояса стенки на прочность с учетом изгибающего момента (в зоне краевого эффекта) и вертикальных нагрузок производится по формуле:

G – вертикальная нагрузка, складывается из собственного веса стенки, кольца жест кости, покрытия, прочих элементов и снеговой нагрузки:

Изгибающий момент М определяется по формуле:

где

Проверка нормальных напряжений , в стенке:

- т.е. прочность нижнего пояса стенки обеспечена.

Проверка двух кольцевых швов, соединяющих стенку с днищем, производится по формуле:

Принимаем ручную сварку электродами типа Э42А Минимальный катет, при наибольшей толщине свариваемых листови при ручной сварке равенКоэффициент проплавления швов по металлу шва

Прочность сварных швов обеспечена.

6. Проверка стенки резервуара на устойчивость.

Стенка незаполненного резервуара испытывает сжимающее напряжение и может потерять устойчивость.

Нагрузки на стенку при расчете на её устойчивость:

1.Вакуум на покрытие – по формуле:

нормативное значение вакуумного давления; r – радиус стенки резервуара; r = 17,18м.

2.Постоянная нагрузка:

- от собственного веса покрытия:

, где

- от собственного веса верхней половины стенки:

где

3.Снеговая нагрузка на покрытие:

где

0,7 – коэффициент, учитывающий сдувание снега ветром с покрытия;

- нормативное значение веса снегового покрова на горизонтальной поверхности в зависимости от снегового района (I снеговой);

- коэффициент перехода от веса снегового покрова земли и снеговой нагрузки на покрытие;

Рис. 2. Эпюра μ для полого сферического покрытия.

4.Ветровой откос на покрытие (учитывается из-за ветровой нагрузки на стенку):

где

- расчетное значение подъемной силы от ветрового откоса на покрытие, где

- нормативное значение ветрового давления (I ветровой район);

k – коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте. Для резервуара высотой 13,5м., по интрополяции k=0,72 – для местности типа В;

- при соотношении

где

5.Вакуум на стенку:

где

6.Ветровая нагрузка на стенку:

где

при

Суммарное усилие вдоль образующий с учетом коэффициента сочетания нагрузок

- в кольцевом направлении:

Нормативное напряжение определяют по формуле:

где

- толщина листов пояса, расположенного примерно на середине высоты стенки резервуара:

Вычисляем критическое напряжение в стенки, предварительно определив напряжение

При отношении коэффициент С=0,596. Велечину критических напряжений :

Проверяем стенку на устойчивость по формуле:

где

- коэффициент условий работы конструкции.

- устойчивость стенки обеспечена.

Окончательные толщины листов стенки показаны на рисунке 3.

Рис. 3. Сечение стенки резервуара.

7. Расчет анкерных креплений резервуара.

Рассматриваем резервуар под действием двух видов нагрузок: удерживающих и опрокидывающих.

Удерживающие нагрузки определяются по формуле:

Собственный вес покрытия:

Собственный вес стенки:

Величину можно вычислить более точно, зная толщину поясов:

Собственный вес кольца днища:

где

Суммарная удерживающая нагрузка:

Подъемная сила резервуара определяется:

- от избыточного давления по формуле

где

- от ветрового откоса на покрытие (см. п.6):

Вычисляем равнодействующие ветровой нагрузки на стенку резервуара (рис. 4).

Рис. 4. Схема коэффициентов и ветровой нагрузки.

- с наветренной стороны по формуле:

• с заветренной стороны по формуле:

где

Значение коэффициентов для местности типа В:-

по интрополяции . Заменяю значениеэквивалентным, равномерно распределенным по высоте стенки резервуара из условия равновесия моментов у основания резервуара:

где Н=13,5м. – высота резервуара:

Заменим выражение на

Тогда :

Знак « - » означает направление ветра от стенки.

Опрокидывающий момент от ветровой нагрузки:

Для анкерного крепления резервуара принимаю 16 болтов ().

Усилие, приходящиеся на один болт, определяется по формуле:

Знак « - » означает, что удерживающие нагрузки превосходят опрокидывающие. Следовательно, принимаю конструктивно ( из высокопрочной стали марки 40 Х «Селект» ). Принимаю высоту столикавынос оси болта за стенку. Кольцо жесткости законструирую из неравнополочного прокатного уголка 140*90*10 – ГОСТ 8510 – 72* () из стали марки

ВСт3пс6 – 1 по ТУ 14-1-3023-80, ( ), расположенной широкой полкой горизонтально ( рис. 5 ):

Рис. 5. Сечение кольца жесткости.

Проверка кольца на прочность не производится. Проверка на прочность сварного шва, прикрепляющий опорный столик анкерного болта к стенке, выполняемые ручной сваркой. Принимаю При ручной сваркеПринимаю- для стали марки ВСт3пс6-1,- тип электрода Э42 А, марка проволоки св – 08А. Ребра жесткости опорного столика из стали ВСс3пс6-1. Определяю расчетное сечение шва:Следовательно, расчет веду по металлу шва,

Четыре вертикальных шва, прикрепляющих ребра жесткости опорного столика к стенке резервуара, воспринимают следующие усилия болта и момент от него:

Длина опорного сварного шва будет равна высоте опорного столика за вычетом толщины горизонтального листа столика ( ) и 1см. на непровар, т.е.

т.е. прочность сварных швов достаточна.