Расчет резервуара 38500 м3 на опрокидывание и определение контурного давления на фундамент - Проектирование резервуара

Проектирование основания и фундаментов под резервуар выполняется специализированной проектной организацией с учетом положений действующей нормативно-технической документации. С целью определения исходных данных для проектирования основания и фундамента следует разрабатывать задание, включающее расчетные реактивные усилия (нагрузки), передаваемые от корпуса резервуара на его фундамент.

Необходимо определить контурное давление на фундамент в соответствии с заданием и произвести расчет резервуара на опрокидывание.

Проект основания и фундамента должен быть выполнен с учетом обеспечения следующих условий:

Максимальная абсолютная осадка основания не должна

Превышать 200 мм;

Относительная осадка основания под днищем, равная отношению разности осадок двух смежных точек к расстоянию между ними, не должна превышать 0,005;

Разность осадок под центральной частью днища и под стенкой не должна превышать 0,003r (r - радиус резервуара) и не должна быть более 100 мм;

Крен резервуаров не должен превышать 0,002 (для резервуаров с понтоном или плавающей крышей) и 0,004 - для резервуаров без понтона или плавающей крыши.

Конструкция резервуара должна быть проверена на возможность опрокидывания резервуара - отрыва стенки резервуара и прилегающих к ней участков днища от основания резервуара при действии ветровой и сейсмической нагрузки.

Опрокидывающий момент, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия Мw определяется:

(13.1)

Где тоже, что и в формуле (3.2);

Опрокидывающий момент от действия ветра на стенку резервуара;

Опрокидывающий момент от действия ветра на крышу резервуара;

тоже, что и в формуле (5.2);

- нормативное значение ветрового давления, принимаем 0,32 кПа.

Опрокидывающий момент от действия ветра на стенку резервуара определяется по формуле:

(13.2)

Где сдвигающая сила от действия ветра на стенку;

Координата приложения равнодействующей силы.

Сдвигающая сила от действия ветра на стенку:

(13.3)

Где диаметр резервуара;

тоже, что и в формуле (5.2);

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке;

высота стенки резервуара.

Коэффициент надежности по ветровой нагрузке принимаем равным 1,4 м.

Тогда сдвигающая сила от действия ветра на стенку по формуле (13.3) будет равна:

Координата приложения равнодействующей силы зависит от высоты резервуара:

(13.4)

Тогда имеем:

Опрокидывающий момент от действия ветра на крышу резервуара:

(13.5)

Гдеплощадь вертикальной проекции крыши;

Расстояние от днища до центра тяжести крыши резервуара.

Площадь вертикальной проекции крыши определяется:

(13.6)

Гдевысота образующей крыши, м;

Тоже, что и в формуле (3.7).

Высота образующей крыши:

(13.7)

Гдеугол между основанием крыши и ее образующей;

Тоже, что и в формуле (3.7).

Высота образующей крыши по формуле (13.7):

Площадь вертикальной проекции крыши по формуле (13.6):

Расстояние от днища до центра тяжести крыши резервуара:

(13.8)

Гдерасстояние от основания крыши до центра тяжести крыши;

Тоже, что и в формуле (3.2).

Расстояние от основания крыши до центра тяжести крыши:

(13.9)

Где тоже, что и в формуле (13.7).

Расстояние от основания крыши до центра тяжести крыши по формуле (13.9) будет равно:

Расстояние от днища до центра тяжести крыши резервуара по формуле (13.8):

Опрокидывающий момент от действия ветра на крышу резервуара по формуле (13.5) равен:

Опрокидывающий момент, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия Мw по формуле (13.1):

Проектирование фундамента резервуара осуществляется с использованием двух вариантов нагрузок.

Первый вариант - осесимметричные нагрузки, создающие равномерное распределение усилий по периметру фундамента, включают:

Вес резервуара с учетом оборудования и теплоизоляции, за вычетом центральной части днища;

Гидростатическое давление на уровне днища, действующее в пределах фундаментного кольца;

Снеговую нагрузку;

Избыточное давление и разряжение в газовом пространстве резервуара.

Второй вариант - кососимметричные нагрузки, создающие неравномерное распределение усилий по периметру фундамента:

Ветровая и сейсмическая нагрузки, вызывающие появление опрокидывающего момента, вычисляемого относительно точки, расположенной на оси симметрии опорного контура стенки с подветренной стороны резервуара.

Для проектирования фундамента резервуара необходимо выполнить расчеты:

Определение нагрузок на центральную часть днища в условиях эксплуатации и гидравлических испытаний;

Расчет максимальных и минимальных нагрузок на фундаментное кольцо в условиях эксплуатации;

Проверку на опрокидывания пустого резервуара путем сравнения опрокидывающего момента и момента от удерживающих сил;

Расчет анкеров, если устойчивость пустого резервуара от опрокидывания не обеспечена.

Расчетная погонная нагрузка на фундаментное кольцо характеризуется максимальным и минимальным значениями, соответствующими диаметрально противоположным участкам фундамента (рисунок 17). Максимальная и минимальная нагрузки определяются соответственно, как сумма и разность максимальных осесимметричных и кососимметричных нагрузок (с учетом знаков).

нагрузки на фундаментное кольцо резервуара

Рисунок 4 - Нагрузки на фундаментное кольцо резервуара

Максимальная расчетная нагрузка на фундаментное кольцо:

(13.10)

Гдетоже, что и в формуле (3.7);

Тоже, что и в формуле (13.1);

расчетная максимальная осесимметричная нагрузка на фундамент резервуара.

Ширину фундаментного кольца за вычетом выступающего за стенку участка принять равным двум радиусам.

Расчетная максимальная осесимметричная нагрузка на фундамент резервуара:

(13.11)

Гдевес стенки, кН;

Вес крыши, кН;

Вес оборудования на стенке резервуара, кН;

Вес оборудования на крыше, кН;

Коэффициент, учитывающий форму крыши;

Вес оборудования был указан ранее в таблице 6.1

Просуммируем вес крыши и стенки и выразим все в кН:

(13.12)

Гдевес стенки, кН;

Вес крыши, кН.

Тогда:

Вес оборудования на стенке резервуара: патрубки + люки + лестница.

Вес оборудования на крыше резервуара: патрубки + лестница + люки+ площадки на крыше+ комплектующие конструкции.

(13.13)

Тогда по формуле (13.13):

Коэффициент, учитывающий форму крыши, принимаем равным 1.

Тогда расчетная максимальная осесимметричная нагрузка на фундамент резервуара примет вид:

Тогда расчетная максимальная осесимметричная нагрузка на фундамент резервуара будет равна:

Расчетная минимальная осесимметричная нагрузка на фундамент резервуара:

(13.14)

Гдетоже, что и в формуле (13.11);

Тоже, что и в формуле (13.11);

Тоже, что и в формуле (13.11);

Тоже, что и в формуле (13.11);

Тоже, что и в формуле (3.7).

С учетом формул (13.12), (13.13) формула (13.14) примет вид:

(13.15)

Расчетная нагрузка на фундаментное кольцо по формуле (13.10) равна:

Минимальная расчетная нагрузка на фундаментное кольцо:

(13.16)

Минимальная расчетная нагрузка на фундаментное кольцо по формуле (13.16) равна:

Нагрузки на центральную часть днища определяются исходя из величины внутреннего избыточного давления, максимального проектного уровня налива и плотности продукта или воды. Эту нагрузку определяют по формулам:

Для условий эксплуатации:

(13.17)

Гдетоже, что и в формуле (4.1);

Номинальная толщина центральной части днища;

Для условий гидравлических испытаний:

Резервуар считается устойчивым к опрокидыванию, если момент от вертикальных удерживающих сил, действующих на пустой резервуар превышает момент сил вызванных ветровой нагрузкой. Установка анкеров требуется, если условие выполняется.

(13.18)

Гдетоже, что и в формуле (13.1);

тоже, что и в формуле (3.7);

Подъемная сила от действия ветра на крышу.

Подъемная сила от действия ветра на крышу определяется:

(13.19)

Гдетоже, что и в формуле (5.2);

Тоже, что и в формуле (13.1);

тоже, что и в формуле (3.7).

Подъемная сила от действия ветра на крышу:

Проверка условия, указанного в формуле (13.18):

Условие не выполняется, поэтому установка анкеров не требуется. Резервуар устойчив к опрокидыванию.

Похожие статьи




Расчет резервуара 38500 м3 на опрокидывание и определение контурного давления на фундамент - Проектирование резервуара

Предыдущая | Следующая