Санкт-Петербургский Государственный
Архитектурно-Строительный Университет
Кафедра металлических конструкций
и испытаний сооружений
Пояснительная записка
к курсовому проекту на тему
Проектирование вертикального
цилиндрического резервуара для нефтепродуктов
Проект выполнил:
Санкт-Петербург
2000г
пункт 1.1 Определение геометрических размеров резервуара
Обьем резервуара VЗАД=3400 м3, что больше 2000 м3 , таким образом оптимальную высоту резервуара определим по следующей формуле:
где
с1=0.8 – коэффициент условий работы
f2=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)
=1.1 см - приведенная толщина стенки и кровли (V=3400 м3)
=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**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*=(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 *f2*yi
кПа Pизб*f3кПа (2)+(3),
кПа tвыч,
cм tпрння-тое,
мм tоконч,
мм Марка
стали
0 1 2 3 4 5 6 7 8
1 15,92 131,34 26,4 157,74 0,69 7 Вст3сп5-1
2 13,93 114,92 26,4 141,32 0,62 7 Вст3сп5-1
3 11,94 98,50 26,4 124,9 0,55 6 Вст3сп5-1
4 9,95 82,08 26,4 108,48 0,47 5 Вст3сп5-1
5 7,96 65,67 26,4 92,07 0,40 4 Вст3сп5-1
6 5,97 49,25 26,4 75,65 0,33 4 Вст3сп5-1
7 3,98 32,83 26,4 59,23 0,26 4 Вст3сп5-1
8 1,99 16,41 26,4 42,81 0,19 4 Вст3сп5-1
Требуемая толщина стенки резервуара определяется по формуле:
где
=0,75т/м3 обьемный вес бензина
f2=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
f3=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)
с1=0.8 – коэффициент условий работы стенки резервуара
стр.3
Пункт1.3 Расчет стенки резервура на устойчивость
Определение критических напряжений:
а) мередиональных (cr1)
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 (cr2)
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*F3+qВ*с2*F4)*nc=(0.01*1.2+0.006*0.5*1.4)*0.9= 0,01458 кг
• 2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2
PВАК=100 мм.вод.ст=1 кПа=0.01 кг/см2 F3=1.2
qВ=0.6 кПа =0.006 кг/см2 (V район по ветру) с2=0.5 F4=1.4 nc=0.9
Сбор кольцевых сжимающих нагрузок
• P1=gкров*F1+(Pснег*F5+Pвак*F3-qВ*с1*F1)*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 F3=1.2
gкровли=(0.35-0.30)/(5000-3000)*3662+0.3=0,39 кН/쬬¬¬2=0.0039 кг/см2 F1=1.1
Pснег= 0.7 кПа=0.007 кг/см2 (II снеговой район) F5=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 ‘F4=0.94
• 1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*4= 28,80 кг/см2
=7.85 т/м3=7850кг/м3=7850/(100*100*100)= 0,00785 кг/см3
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2 1
Требуется установка ребер (колец) жесткости. Устанавливаем одно ребро жесткости на отметке 7.96м (середина высоты резервуара), тогда ;
cr1=68.69 кг/см2
1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0298*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*4= 28,80 кг/см2
2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2 1
Требуется установка дополнителных ребер (колец) жесткости. Устанавливаем два кольца жесткости на отметках 5.97м и 9.95 м , тогда ;
cr1=68.69 кг/см2
1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*3= 26,62 кг/см2
2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2 1
Требуется установка дополнителных ребер (колец) жесткости. Устанавливаем три кольца жесткости на отметках 3.98 м и 7.96 и 11.94 м , тогда ;
cr1=68.69 кг/см2
1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*2= 25,06 кг/см2
2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2 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
1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0205*856/2*0,5+1.1*0.00785*199*2= 20.67 кг/см2
2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.5= 24,96 кг/см2
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2