Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 62
Санкт-Петербургский
Государственный Проектирование вертикального цилиндрического резервуара для нефтепродуктов Проект выполнил: 2000г пункт 1.1 Определение
геометрических размеров резервуара где
gс1=0.8 – коэффициент условий
работы gf2=1.1 - коэффициент надежности по нагрузке для гидростатического давления Rwy=2450 кг/см2 -расчетное
сопротивление сварного стыкового шва (Rwy=Ry) для стали
Вст3сп5-1 (лист 4-10 мм) D=1.1 см - приведенная
толщина стенки и кровли (V=3400
м3) r=0.00075 кг/см3 - обьемный
вес жидкости (бензин) Принимаем предварительно
максимальную высоту стенки резервуара hст=16.16 м, используем листы размером 2*8 м Nлистов=
hст/hлиста=16.16 /1.99=8.12 шт Округляем количество
листов по высоте до 8 шт. тогда окончательная высота стенки
составит Hоконч= 15.92 м Определяем
радиус резервуара r2: Определяем
длину рулона Lр=2*p*r2+0.2=2*3.14*8.25+0.2=52.01 м Определяем
количество листов в рулоне Lр/lлиста=52.01/7.99=6.51 шт Принимаем
6.75 шт , тогда LР=6.75*7.99=53.93 м,
и уточняем значение радиуса резервуара
r2 r2=LР-0.2/2*p=(53.93-0.2)/(2*3.14)=8.56 м Табл.1 Генеральные
размеры резервуара V,м3 Hст,м r2, м H/D Lстенки, м 3662 1.99*8=15.92 8.56 0.92 53.73 cтр.2 Пункт 1.2 Определение толщины
стенки резервуара. Рис.1 Таблица 2. Определение толщины
стенки резервуара Номер сечения i Высота столба жидкости yi ,м r*gf2*yi кПа Pизб*gf3кПа (2)+(3), кПа tвыч, cм tпрння-тое, мм tоконч, мм Марка стали 0 1 2 3 4 5 6 1 15,92 131,34 26,4 157,74 0,69 7 2 13,93 114,92 26,4 141,32 0,62 7 3 11,94 98,50 26,4 124,9 0,55 6 4 9,95 82,08 26,4 108,48 0,47 5 5 7,96 65,67 26,4 92,07 0,40 4 6 5,97 49,25 26,4 75,65 0,33 4 7 3,98 32,83 26,4 59,23 0,26 4 8 1,99 16,41 26,4 42,81 0,19 4 Требуемая толщина стенки
резервуара определяется по формуле:
r=0,75т/м3 обьемный вес бензина gf2=1,1 коэффициент надежности по нагрузке для жидкости Pизб=2,2*1 =2,2 т/м2 Избыточное давление паров
бензина, соответствующее 2200 мм вод. столба gf3=1,2 коэффициент надежности по нагрузке для
избыточного давления r2=8,56м Rwy=2450 кг/см2 -расчетное сопротивление сварного стыкового шва (Rwy=Ry)
для стали Вст3сп5-1 (лист 4-10 мм) gс1=0.8 – коэффициент условий работы стенки резервуара
стр.3 Пункт1.3 Расчет
стенки резервура на устойчивость Определение критических
напряжений: а) мередиональных (scr1) 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 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 2)Катет шва принимаем kf=6мм ;bf=0.7 Wf=(bf*kf)2/6=(0.7*0.6)2/6=
0,0294 см3 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 Условие не
выполняется следовательно увеличиваем катет шва kf=7мм Wf=(bf*kf)2/6=(0.7*0.7)2/6=
0,0400см3 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 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) 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 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 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 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 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 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
|