 |
Расчёт сечения стенки резервуара.
|
|
|
|
Пояснительная записка.
Курсовой проект по дисциплине
«Строительные конструкции»
Выполнил: Осин В.В..
Группа: С 3421а
Проверил: Мандрык В.И.
Владивосток 2012г.
Содержание
1. Компоновка конструктивной схемы резервуара....................................... 3
2. Сбор нагрузок............................................................................................. 4
2.1 Постоянные нагрузки........................................................................... 4
2.2 Временные нагрузки............................................................................. 5
2.2.1. Снеговая нагрузка.......................................................................... 5
2.2.2. Ветровая нагрузка.......................................................................... 7
2.2.3. Технологическая нагрузка............................................................. 9
3. Расчет сечения стенки резервуара............................................................ 10
4. Обоснование конструкций трубопровода............................................... 13
4.1. Конструкция компенсатора................................................................ 13
4.2. Конструкция выполнения пересечения трубопровода с препятствием 14
4.3. Конструкция прокладки трубопровода............................................ 15
5. Список используемой литературы..................................................................16
Компоновка конструктивной схемы резервуара.
Выбор типа резервуара зависит от свойств хранимой жидкости, оборачиваемости продукта и климатических условий района строительства.
В цилиндрических изотермических резервуарах хранят низкокипящие нефтепродукты и сжиженные газы (далее в курсовом проекте в качестве рабочего тела будет рассматриваться бензин).
Цилиндрические резервуары представляют собой цилиндрическую оболочку, установленную на стальных опорах. Объём резервуара обычно не превышает 500 
Тип хранилища цилиндрический, объём хранилища 500
|
|
|
Для проектирования резервуара цилиндрического типа необходимо знать его габариты. Габариты резервуара являются стандартными:
(1) 
м.;
м
Наиболее оптимальным считается масштаб 1:40, согласно ГОСТ 2.302-68*
Учитывая диаметр резервуара, выбираем габариты листа: длина = 6 м; ширина = 1,5 м, что является кратным величине диаметра.
Сбор нагрузок.
Постоянные нагрузки.
К постоянным нагрузкам относят собственный вес несущих и ограждающих конструкций.
Определение нагрузок осуществляется согласно СНиП 2.01.07-85* «Нагрузки и воздействия».
Рассмотрим их в качестве таблицы:
Таблица 1. «Определение нагрузок на покрытие».
| Вид нагрузки | Нормативная нагрузка | Коэффициент надёжности по нагрузке | Расчётная нагрузка |
| 1. Стальной лист 5 мм | 0.15 | 1.05 | 0.1575 |
| 2. Прогон | 0.064 | 1.05 | 0.0672 |
| Итого: | 0.214 | 0.2247 |
Основной характеристикой нагрузок являются их нормативные значения.
Расчётное значение нагрузки следует определять как произведение её нормативного значения на коэффициент надёжности по нагрузке 
, соответствующий рассматриваемому предельному состоянию.
Временные нагрузки.
Снеговые нагрузки.
Полное нормативное значение снеговой нагрузки на покрытие определяется по формуле:
(2) 
Район строительства: г. Находка.
По таблице № 4 и карте 1 обязательного приложения 5 СНиП 2.01.07-85 - «Нагрузки и воздёйствия» определяем 
– нормативное значение веса снегового покрова на 1 
горизонтальной поверхности земли, которое принимается в зависимости от снегового района. 
Город Находка – снеговой район II, для которого 
Далее по тому же СНиП определяем:
– коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытие. зависит от уклона кровли.
В данном случае, пользуясь обязательным приложением 3, определяем необходимый для курсовой работы профиль покрытий, и, соответственно, схему снеговых нагрузок:
|
|
|
- здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями см. рис. 1.
По СНиП «Нагрузки и воздействия»
рис.1 – здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями.
Уклон покрытия сферического резервуара 
, отсюда вычисляем по формуле (3) коэффициент :
Далее коэффициент 
, используем в качестве исходного данного.
Подставляя найденные значения 
и коэффициента 
в формулу (2), видим:
Отсюда следует, что полное нормативное значение снеговой нагрузки на покрытие сферического резервуара равно нулю, т.е. снег на покрытии практически не задерживается.
Следует отметить, что слабая снеговая нагрузка, или полное её отсутствие является для цилиндрических резервуаров достоинством.
Ветровые нагрузки.
Ветровые нагрузки определяются по СНиП 2.01.07-85 «Нагрузки и воздействия».
Нормативное значение ветровой нагрузки:
(4) 
Где:
– нормативное значение ветрового давления 
, следует принимать в зависимости от ветрового расхода страны;
– коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте;
с – аэродинамический коэффициент. Зависит от формы обтекаемости сооружения.
Определяем для данного района строительства (г. Находка) по карте 3 приложения 5 СНиП «Нагрузки и воздействия».
Город Находка – IV ветровой район.
Далее определяем коэффициент k (k =1 до высоты Н=10 метров). С учётом диаметра резервуара 6 м, и не учитывая основание, берём по тому же СНиП коэффициент k = 0,75.
Определяем аэродинамичность, коэффициент с по схеме 2 приложения 4 СНиП (см. рис. 2).
 |
Рис. 2. Здания со сводчатыми и близкими к ним по очертанию покрытиями.
– аэродинамический коэффициент наветренной стороны
– аэродинамический коэффициент подветренной стороны
Знак «+» соответствует направлению давления ветра на соответствующую поверхность, знак «-» от поверхности.
Итак определяем значения ветровых нагрузок:
- наветренная сторона
- подветренная сторона
Укажем ветровые нагрузки в эпюре.
Рис 3. Эпюра ветровых нагрузок цилиндрического горизонтального резервуара объёмом 500 
в г. Находка.
Технологическая нагрузка.
В данном курсовом проекте рабочим нефтепродуктом является бензин.
|
|
|
Бензин находится в нормальных условиях. Плотность бензина ρ=720кг/м куб.
Давление паров от бензина зависит от температуры, при которой он находится, т.к. он находится в нормальных условиях давления паров будет не значительным 0,01 
.
Объёмный вес бензина 1,44 
.
Расчёт сечения стенки резервуара.
По таблице 50 (стали для стальных конструкций зданий и сооружений) СНиП 11-23-81 «Стальные конструкции», а так же по ГОСТ 5058-65, выбираем марку стали для резервуара: 09Г2С (низколегированная, используется для неагрессивных рабочих сред). Сталь 09Г2С изготавливается согласно ГОСТ 1050.
Коэффициент надёжности по нагрузке определяем по СНиП «Нагрузки и воздействия», для данной конструкции и данной стали n =1,05.
Расчётное сопротивление стали марки 09Г2С равно 
При расчёте стенки резервуара необходимо помнить, что окончательная толщина стенки с учётом вытяжки металла при вальцовке или штамповке увеличивается примерно на 2 мм.
Рис. 4. Эпюра давлений на стенку резервуара.
– максимальное давление на стенку резервуара.
– внутренний радиус
– угол, определяющий высоту залива резервуара нефтепродуктом
Рассчитываем (максимальное давление на стенку резервуара) по формуле:
(5) 
Где:
– объёмный вес нефтепродукта
– высота (диаметр)
– коэффициент надёжности по нагрузке
– коэффициент перегрузки
– избыточное давление паров нефтепродукта
Выбранная эпюра равна 1м, то 
изменяется от нуля до 3 метров.
(см. раздел 2.2.3. «Технологические нагрузки» курсового проекта).
Для облегчения расчёта, и зная, что 
в расчётах наименование единиц не указываем.
(далее используем 
)
Толщина стенки в необходимой точке оболочки с учётом плоско напряжённого состояния определяется из выражения:
(6) 
(см. расчёт )
(см. расчёт )
м – внутренний радиус резервуара
- угол, определяющий высоту заполнения резервуара нефтепродуктом
- расчётное сопротивление стали по пределу текучести
- коэффициент условной работы.
В курсовом проекте рассчитываем основные толщины стенки при 
|
|
|
мм
мм
мм
мм
Требуемая толщина стенки в самой нижней точке оболочки:
- коэффициент условий работ.
Принимаем в самой нижней точке резервуара 
.
мм
Как видно из расчётов, толщина стенки в нижней точке резервуара имеет максимальное значение, поскольку давление на стенку резервуара (
) здесь так же самое большое.
Для остальных значений уровня жидкости в резервуаре толщину стенки можно считать методом интерполяции.
|
|
|
