|
|
  Как осуществляется строительство промышленных теплиц?  Тенденции в строительстве складских помещений  Что нужно знать при проектировании промышленных зданий? |
Строительные лаги Справочник тельства - III район по снеговому покрову, нормативная нагрузка - 1 кН/м Материал резервуара - сталь марки ВСтЗпсб ГОСТ 380-71*, Ry = 225 МПа; сварка листов - электродами марки Э42. Избыточное давление паров испаряющейся жидкости, направленное наружу, принять ро=2 кПа, а вакуум (нагрузку внутрь резервуара) - 250 Па. Коэффициент надежности по назначению уп = 1- Решение. Назначение размеров резервуара. Наиболее выгодное соотношение между высотой резервуара Я и диаметром D (по данным академика В. Г. Шухова) при заданном объеме устанавливается следующими двумя правилами: 1) резервуар с переменной толщиной стенки имеет минимальный вес, если объем стали в днище и покрытии равен стали в стенке; 2) резервуар с постоянной толщиной стенки имеет наименьший вес при условии, что объем стали в днище и покрытии в 2 раза меньше объема стали в стенке. Исходя из этих правил, оптимальную форму резервуаров назначают при следующих соотношениях H/D: для объема 100-600 м принимают Я/£)=1/1...1/4; для объема до 10 000 м-Я/£> = 1/2...1/5. При этом высота резервуара должна быть кратна ширине листов (1400 или 1500 мм). Наибольшая оптимальная высота больших резервуаров (до 10 000 м) составляет около 12 м, восемь поясов по 1500 мм. Принимаем: номинальные размеры Я=12 м и D = = 23 м, отношение HjDw 1/2; в типовом резервуаре объемом 5000 м конструктивные размеры по высоте Н= = 11 845 мм, внутренний диаметр Do=22 790 и наружный диаметр Z)=22 810 мм (укладывается по длине окружности 12 листов длиной по 6 м). Крышу резервуара проектируем в виде щитов, состоящих из листов толщиной /=2,5 мм, уложенных на каркас из двутавров, швеллеров и уголков. Щиты опираются на центральную трубчатую стойку и корпус резервуара. Днище, расположенное на песчаном основании, испытывает только сжатие от давления жидкости, поэтому толщину его листов назначаем по конструктивным соображениям: при D<18 м принимают = 4 мм, при D = = 18...25 м (=5 мм и при Z?>25 м =6 мм. В данном примере при D = 22,81m назначаем днище из листов t = = 5 мм; диаметр днища Du=D-f90=22 810+90 =  Рис 9 4 Расчетные эпюры давлений иа стеику резервуара а - эпюра давления жидкости, б - эпюра момента в месте стыка диища со стенкой = 22 900 ММ (выступ днища за пределы стенки принимают не более 50 мм). Расчет стенки резервуара. Принимаем высоту уровня залива резервуара Яо=11,5 м, а с учетом избыточного давления ро = 2кПа условная высота H==Hq+PuIp = = 11,5+2(100)/0,0009-10« = И,7 м. Расчетная схема стенки корпуса резервуара показана на рис. 9.4. По высоте резервуара стенка состоит из восьми поясов высотой по 1500 мм Расчетное сечение каждого пояса расположено на 300 мм выше его нижней кромки, т. е. в сечении, где не учитывается влияние кольцевых швов смежного пояса. Пояс стенки резервуара из условия обеспечения прочности (по первой группе предельных состояний) рассчи- тыцаем по формуле о == [ (УН рх + Y/2 Ро) --l li < Ус Rwy t > [(v/i рх + v/2 Ро) г]/Ус Rwv< (9 1) (9.2) где у л- коэффициент иадежиости по нагрузке для гидростатического давления, равный 1,1; у« -то же, для внутреннего избыточного давления, у/2=1,15; уо - коэффициент условий работы, равный для стенки резервуара 0,8; - расчетное сопротивление сварного щва встык растяжению; для конструкций из стали марки ВСтЗпсб Яри автоматической сварке или полуавтоматической н ручной сварке с физическим контролем качества шва Rwy=Ry=22b МПа, а без физического контроля /?ш„= 0,85-225= 191 МПа; р - плотность нефтепродуктов, принимаемая обычно 0,0009 кг/см(0,0009-10 кг/мз). Расчет поясов стенки по формуле (9.2) сведен в табл. 9.1. Для первого пояса (нижнего) расчет толщины лис-Таблица 9.1. Расчет поясов стенки резервуара
тов для полосы длиной 1 см выполнен следующим образом: при /?а;<,=225МПа t = [(V/1 + V/2 Ро) Rwy = U.l -0,0009 (10)* 1120 + + 1,15-0,002 (100)*] 1140/0,8-225 (100)* = (И -f -4-0,23) 1140/0,8-22 500 = 0,72 см (здесь числа (10)* и (100)* введены для приведении размерностей в систему СИ; г = £)о/2 = 22790/2« 11400 мм = 1140 см); при /?и,„=191 МПа толщина листов пояса будет <=8,5»9 мм. Аналогично выполнен расчет для других поясов. При- пятые в табл. 9.1 толщины поясов для конструирования резервуара соответствуют Ry = l9l МПа, т. е. для случая полуавтоматической сварки. Для поясов 5-8 назначена толщина листов = 5 мм по конструктивным соображениям. Проверяем напряжение в нижнем поясе стенки резервуара с учетом действия краевого момента Mi: о == (т,Ц + 6Mje-) < Ry Vc; (9 3) Mi = 0,l (l,lp/i+1,15/з„)л/. (9.4) Значение момента Mi максимально на расстоянии Х2==лз/4 от днища, где s=0,78 177= 0,78)/ 1140-1 = =26,4 см. Для этого сечения усилие Т]-. Ti = (v/1 рл: -f V/2 Ро) = [1,1 -0,0009 (10)*-1127,6 -f + 1,15 0,002 (100)*1 1140 = 13 050 Н/см; расчетный краевой момент равен при упругом защемлении стенки Mi = 0,l [1,1-0,0009 (10)-1127,6 + 1,15-0,002 (100)] 1140-1 = = 1305 Н-см; напряжение в поясе по формуле (9.3) o = Ti/t + 6Mjt-== 13 050/1 + 6-1305/12 = 20 880 Н/см = = 208,8 МПа> Усг/= 0,8-225 = 180 МПа, Следовательно, нижний пояс в этом сечении необходимо усилить, например, приваркой швеллера или уголка по всему контуру либо принять листы толщиной 12 мм. В последнем случае (при < = 12 мм) напряжение будет 0= 13 050/1,2 + 6 1305/1,22=16 150 Н/см2 (161,5 МПа)< <i?y Vc = 180 МПа, Т. е. условие прочности пояса удовлетворяется. Можно также толщину листов нижнего пояса оставить равной 10 мм без усиления прокатным профилем, но тогда необходимо назначать листы стали повышенной прочности, например, марки 09Г2С и др. Окончательно это решается на заводе-изготовителе с учетом наличия листовой стали соответствующих марок. Схемы сопряжений поясов по высоте резервуара и эпюры давления и напряжения показаны на рис. 9.5. После расчета стенки по прочности проверяют устойчивость формы корпуса резервуара при совместном действии равномерного осевого и радиального сжатия (см. далее, с. 343). Зпюрар Эпюрах н/см ЭпюраТ,Нм Эпюра 6,МПй \27Л \6200 \9520 \f1250 I   \тЦ2) Рнс. 9.5. Расчет стенки резервуара а - расположение поясов по высоте стенки; б - эпюры давлений и напряжений Расчет конструктивных элементов щитов покрытия. Расчет конструкций покрытия производят на два вида нагрузок: нагрузки, направленные внутрь резервуара - собственный вес и вакуум, теплоизоляция, снег; нагрузка, направленная изнутри резервуара наружу, - давление паров испаряющейся жидкости (избыточное давление 2 кПа). Подсчет расчетных нагрузок, действующих сверху вниз, Н/м: постоянная листовой настил /=2,5 мм..... 0,00Г5.7850.1,05 (10)»=206 балки (приближепно)........ 150-1,05=157 вакуум (разрежение)........ 250-1,2=300 Итого g=663 временная (снеговая) p = s„V; = 1000-1,6 = 1600 (здесь У/= 1.6, так как отношение постоянной нагрузки к временной g«/p„«0,6<0,8); всего; (g-f-p) =663+1600=2263. Расчет настила. Принимаем настил приваренным к ребрам электродами марки Э42. Предельный относительный прогиб настила [1/ло] = 1/150. Из условия заданного предельного прогиба определяем отношение наибольшего пролета настила к его тол- щине lit по формуле, предложенной А. Л. Телояном, / =(4Пд/15) (1 +72£j/n9) = (4-150/15) (1 + 72-22,6-10/150х ХО, 1446) =950, По = [ /] = 150; £i=£/(l~v5) =20,6-10в/(l--0,3")=22,6-10» Н/см2; = 206/1,05-4- 250 + 1000 = 1446 Н/м2 = 0,1446 Н/см. При =2,5 мм пролет настила допустим /<950-2,5 = = 2360 мм. По конструктивным соображениям принимаем расстояние между ребрами 1,2 м. Расчет поперечных ребер щита. Расчетный пролет ребер принят /«3 м; равномерно распределенная нагрузка при шаге поперечных ребер & = 1,2 м составляет (по щиту Ко 2, сеч. 3-3 на рис. 9.6,в): q = = {qow+p)b= (206-f300-fl600-f50-1,05) 1,2=2590 Н/м, где 5ош = 50-1,05 = 53 Н/м -собственный вес ребра. Изгибающий момент, как в свободно опертой балке, Д4 = 9/2/8 = 2590-3V8= 2914 Н-м. Требуемый момент сопротивления сечения составляет Wd = M/Ry То = 291 400/23 500 = 12,4 см. По сортаменту подбираем [№ 8, Wx==22A см\ /х = =89,4 см». Относительный прогиб ребра (без учета настила ввиду его малой толщины) составит /= (5/384) (?"/V£/x) = 5-21,6-300/384-20,6-108-89,4 = = 1/242 < 1/200. 9« = 9/Y/ = 2590/1,2 = 2158 Н/м « 21,6 Н/см; Е = 20,6-108 н/см= (2,06-10« МПа). Расчет продольной балки щита. Пролет балки при свободном опирании на стенку резервуара и оголовок (зонт) трубчатой стойки равен около 10 м. Равномерно распределенная нагрузка на 1 м длины балки при ширине грузовой площадки ft да 1,25 м 9 = 2263-1.25 = 2820 Н/см. Изгибающий момент от действия полной расчетной нагрузки составляет Ж = 9/»/8 = 2829-10«/8 = 35 362 Н-м. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 [ 55 ] 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
