Проект стального цилиндрического резервуара

>где с-коэффициент
принимаемый по отнощению r2/tmin=856/0.4=2140; c=0.07

E=2*106 кг/см2

tmin=4 мм=0.4
см

б) кольцевых (scr2)

E=2*106
кг/см2

tcр=(4*4+2*7+6+5)/8
мм=5,125 см

h=Hст-0.33hvar=1592-0.33*796=1329,32
см

hvar=1.99*4=796
см

Сбор продольных сжимающих нагрузок

· P2=(PВАК*gF3+qВ*с2*gF4)*nc=(0.01*1.2+0.006*0.5*1.4)*0.9=
0,01458 кг

· s2=P2*r2/tmin=
0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2

PВАК=100
мм.вод.ст=1 кПа=0.01 кг/см2  gF3=1.2

qВ=0.6 кПа
=0.006 кг/см2 (V район по ветру) с2=0.5 gF4=1.4
nc=0.9

Сбор  кольцевых сжимающих нагрузок

· P1=gкров*gF1+(Pснег*gF5+Pвак*gF3-qВ*с1*gF1)*nc=0.0039*1.1+

+(1.6*0.007+0.01*1.2-0.006*0.952*0.9)*0.9=
0,0205кг

PВАК=100
мм.вод.ст=1 кПа=0.01 кг/см2  gF3=1.2

gкровли=(0.35-0.30)/(5000-3000)*3662+0.3=0,39
кН/м­­­­2=0.0039 кг/см2   gF1=1.1

Pснег= 0.7
кПа=0.007 кг/см2   (II снеговой
район)                                  gF5=1.6

qВ=0.6
кПа=0.006 кг/см2  (V район по ветру)

с1=0.6*H/D+0.4=0.6*0.92+0.4=0,952
g‘F4=0.94

· s1=P1*r2/2tст+gF1*r*b*nпоясов=
0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*4= 28,80 кг/см2

r=7.85 т/м3=7850кг/м3=7850/(100*100*100)= 0,00785 кг/см3

Проверка устойчивости

Условие устойчивости стенки

s1/scr1+s2/scr2 <=gc2=1

28.80/68.69+31.20/10.90= 0,41+ 2,86= 3.27>1

Требуется установка  ребер
(колец) жесткости. Устанавливаем одно ребро жесткости на отметке 7.96м
(середина высоты резервуара),  тогда ;

scr1=68.69 кг/см2

s1=P1*r2/2tст+gF1*r*b*nпоясов=
0.0298*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*4= 28,80 кг/см2

s2=P2*r2/tmin=
0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2

Проверка устойчивости

Условие устойчивости стенки

s1/scr1+s2/scr2 <=gc2=1

28.80/68.69+31.20/12.55= 0,41+ 2,48=2.85>1

Требуется установка
дополнителных ребер (колец) жесткости. Устанавливаем два кольца жесткости на
отметках 5.97м и 9.95 м ,  тогда ;

scr1=68.69 кг/см2

s1=P1*r2/2tст+gF1*r*b*nпоясов=
0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*3= 26,62 кг/см2

s2=P2*r2/tmin=
0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2

Проверка устойчивости

Условие устойчивости стенки

s1/scr1+s2/scr2 <=gc2=1

26.62/68.69+31.20/16.73= 0,39+ 1,86=2.25>1

Требуется установка
дополнителных ребер (колец) жесткости. Устанавливаем три кольца жесткости на
отметках 3.98 м и 7.96 и 11.94 м ,  тогда ;

scr1=68.69 кг/см2

s1=P1*r2/2tст+gF1*r*b*nпоясов=
0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*2= 25,06 кг/см2

s2=P2*r2/tmin=
0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2

Проверка устойчивости

Условие устойчивости стенки

s1/scr1+s2/scr2 <=gc2=1

25.06/68.69+31.20/25.09= 0,36+ 1,24=1.6>1

Увеличиваем толщину листов
верхней части стенки до 5 мм, тогда;

где с-коэффициент
принимаемый по отнощению r2/tmin=856/0.5= 1712; c=0.07

s1=P1*r2/2tст+gF1*r*b*nпоясов=
0.0205*856/2*0,5+1.1*0.00785*199*2= 20.67 кг/см2

s2=P2*r2/tmin=
0,01458*856/0.5= 24,96 кг/см2

Проверка устойчивости

Условие устойчивости стенки

s1/scr1+s2/scr2 <=gc2=1

20.67/85.86+24.96/35.07= 0,24+ 0.71=0.95<1

Условие
устойчивости выполняется следовательно оставляем текущую конструкцию стенки
резервуара:

1,2,3,4,5
листы сверху приняты толщиной 5мм, 6лист -6мм, 7,8 листы -7 мм.

Установлены
три кольца жесткости на отметках 3.98 м и 7.96 и

 11.94
м

 

 

 

 

Расчет сопряжения стенки с днищем

MY=0.1*p*r2*tст

P=r*gf2*H+Pизб*gf3

P=0.00075*1.1*1592+0.22*1.2=1.57 кг/см2

MY=0.1*1.57*856*0.7=
94,1 кг*см

 кг/см2

для резервуаров высокого
давления необходимо учитывать растягивающие усилия от Pизб
и ветровой нагрузки s1

p1=( Pизб*gf3+ gf4*с1*qв)ncgf1’*gкр-gf1’*gст

p1=(0.22*1.2+1.4*0.952*0.006)0.9-0.95*0.0039=0,244-0,00371= 0,241

s1=P1*r2/2tст-gf1’*gкр-gf1’*gст =0.241*856/2*0.7-0.95*0.00785*199*8=

= 147,35- 8,31= 139,04 кг/см2

Суммарное напряжение ss

ss=sM+s1=1152.24-139.04= 1013,2 кг/см2<RY*gC=2450*0.8= 1960 кг/см2

 

Принимаем крепление стенки
к днищу  двумя угловыми швами

Условие прочности сварного шва по металлу шва:

Сварку ведем
полуавтоматическим способом, с применением сварочной
проволоки Св-08А с Rwun=4200
кг/см2

 Rwf=0.55
Rwun/gwm=0.55*4200/1.25= 1848 кг/см2

 1)Катет шва принимаем kf=5мм  ;bf=0.7

Wf=(bf*kf)2/6=(0.7*0.5)2/6=
0.0204 см3

 2445,41 кг/см2< 1848*1*1 кг/см2

2)Катет шва принимаем kf=6мм  ;bf=0.7

Wf=(bf*kf)2/6=(0.7*0.6)2/6=
0,0294  см3

1716,20кг/см2<1848*1*1
кг/см2

Условие прочности металла
шва выполняется

 

Производим поверку
крепления стенки к днищу на отрыв :

Rth=0.5*Run/gwm=0.5*2500/1.05= 1190,48 кг/см2

1716,20кг/см2> Rth*gc= 1190,48
кг/см2

Условие не
выполняется следовательно увеличиваем катет шва kf=7мм

Wf=(bf*kf)2/6=(0.7*0.7)2/6=
0,0400см3

 1275,56 кг/см2> Rth*gc= 1190,48
кг/см2

Условие не
выполняется следовательно увеличиваем стенку до 8 мм

И катет шва до kf=8мм

MY=0.1*p*r2*tст

MY=0.1*1.57*856*0.8=
107,51 кг*см

 

p1=( Pизб*gf3+ gf4*с1*qв)nc-gf1’*gкр-gf1’*gст

p1=(0.22*1.2+1.4*0.952*0.006)0.9-0.95*0.0039=0,244-0,00371= 0,241

s1=P1*r2/2tст-gf1’*gкр-gf1’*gст =0.241*856/2*0.8-0.95*0.00785*199*8*0.8=

= 147,35- 8,31= 139,04 кг/см2 128,935- 9,50= 119,44
кг/см2

Wf=(bf*kf)2/6=(0.7*0.8)2/6=
0,0523см3

 1113,13 кг/см2< Rth*gc= 1190,48
кг/см2

Условие прочности выполняется следовательно окончательно принимаем
толщину нижнего листа стенки резервуара  8 мм и катет шва kf=8мм

 

 

Расчет анкерного крепления
стенки

Подъемная сила Nп
будет равна

NП=gf3*Pизб*p*r2=1.2*0.22*3.14*8562=  607409 кг

Удерживающая сила Nуд

Nуд=gf1(gкровли+gстенки+gокрайков)=0.9(8973+47027+1827,2)= 52045
кг

gкровли=0.0039*p*r2=0.0039*3.14*8562=
8973 кг

gстенки=0.007*7850*0.01*15.92*2*p*r= 47027 кг

gокрайков=0.2*
gднища=0.2*9136= 1827,2 кг

gднища=tднища*p*(r+5)2=0.5*3.14*(861)2*0.00785=
9136 кг

 

Nанкерн.болтов=
NП- Nуд=607409-52045=
555364 кг

Количество
анкерных болтов при
установке их через 1510 см

(10 град.) равно
36 штук

Усилие на один
болт

Nанк.болта=Nанк.болт.общ/nболтов=555364/36=
15427 кг

Применяем болты нормальной
точности  из стали марки Вст3кп2

 с расчетным сопротивлением
стали  растяжению

 145 мпа(1500 кг/см2)

Требуемая площадь анкерного болта

Aтр.болта.нт=Nболта/Rболта=15427/1500= 
10,3 см2

Диаметр болта принимаем 42 мм с Аб.нт=11.3 см2

Определим высоту  ребра (4
шт), из длины сварных швов учитывая

Срезы 20 х 20 с обоих сторон

Требуемая длина сварных
швов lw при
катете шва 6 мм

 lw= Nболта/4bf*kf*Rwf=15427/4*0.6*0.9*1848=
3,9+1+4=8.9 см

При полуавтоматической
сварке  проволокой СВ-08А с

Rwun=4200
кг/см2 и Rwf=4200*0.55/1.25= 1848 кг/см2

В нижнем положении и диаметре
проволоки 1.4-2 мм

Коэффициент bf=0.9

Принимаем
конструктивно hст=20 см

Определяем толщину
накладной пластины из стали Вст3сп5

С RY=2400 кг/см2
при lпластины=120
мм

Мпластины= Nболта* lпластины/4=15427*12/4= 46281 кг*см

Wтр= Мпластины/ RY=46281/2400= 19,28 cм3

Ширина пластины b=180
мм

Толщина пластины = 2,54 см

Принимаем размеры пластины 18
х 2.6 см

Кольцо жесткости принимаем из уголка с полкой b=(1/100D=

=0.01*856*2=
17,12)=18см т.е неравнопол.уголок 180 х
110 х 10

 

Расчет торосферической кровли
Сбор нагрузок

P¯= gкровли*gf1+(gf5*PСНЕГ+gf3*Pвакуума)*0.9=

=0.0039*1.05+(1.6*0.007+1.2*0.01)0.9=0,0250
кг/см2

P­= -gкровли*gf1’+(gf3*Pизб+gf4*qв*с1)0.9=

=-0.0039*0.9+0.9(1.2*0.22+1.4*0.006*0.952)=
0,241 кг/см2

Проверка средней части оболочки по прочности

Предварительно принимаем
толщину листов кровли tоб=5мм

s=0.241*856/2*0.5= 206,3 кг/см2 <Rwy*gc=2450 кг/см2

 прочность в средней части
кровли обеспечена

Проверка средней части оболочки по устойчивости

sCR=0.1*2100000*0.5/856 =122,7 кг/см2

s=0.025*856/2*0.5= 21,4 кг/см2 <sCR=122,7 кг/см2

Устойчивость в средней части
кровли обеспечена

Проверка  оболочки в месте примыкания ее к стенке по устойчивости

P­=0,241
кг/см2    <  
1/4*1.21*(0.52/8562-2*333.842)=
0,3025*2100000* *4,90e-7= 0,311 кг/см2

Устойчивость оболочки в
месте примыкания кровли к стенке обеспечена.

Окончательно принимаем
толщину листов кровли tоб=5мм