Спроектировать вертикальный цилиндрический резервуар со следующими характеристиками

Кольцевые критические напряжения определяются по формуле (17):- средняя толщина стенки на расчетной участке,м;h – высота пояса, м. Произведем расчет критических напряжений по формулам (16) и (17):Меридиональные напряжения определяются по формуле (18):γст = ρстg;ρст- плотность стали (7850 кг/м3);g - ускорение свободного падения (9,8 м/сек2);b - ширина пояса, м; п - количество поясов с Sст = Smin, п=8;P1 - cуммарная нагрузка на единицу горизонтальной поверхности кровли:gкр - собственный вес крыши, =0,2 кН/м2 – согл. таблице 9 для резервура объемом 1000 м3;Рсн - нагрузила от снега,Рсн =0,5 кН/м2 – согл. таблице 10 для I района России;;С1 - аэродинамический коэффициент, С1 = 0,6H/D + 0,4=1,09;=0,25 кН/м2 для РВС низкого давления;=0,27 кН/м2– нагрузка от ветра в виде равномерного сжатия, согл. табл. 8 [4] для I района России;Меридиональное напряжение по формуле (18):Кольцевые напряжения растяжения определяются по формуле (20):где P2 суммарное кольцевое усилие сжатия:где Рвак Технологический вакуум Рвак=0,25 кПа;qв - ветровая нагрузка в виде равномерного сжатия, qв=0,27 кН/м2 –для I района РФ;С2 - аэродинамический коэффициент, С2 = 0,5;пс– коэффициент сочетания, пс= 0,9.Суммарное кольцевое усилие сжатия по формуле (21):Кольцевое напряжение:Проверим условие устойчивости по формуле (15):- условие выполняется5.4 Расчет сопряжения стенки с днищемПогонный максимальный изгибающий моментМу в стенке равен:где Краевой момент становится равным нулю на расстоянии у от нижней кромки стенки:Погонный максимальный изгибающий моментМу по формуле (22):Тогда напряжения от изгиба стенки:Произведем расчет напряжений изгиба стенки:К этим напряжениям следует прибавить напряжения от вертикальной нагрузки. При Pизб = 0 эти напряжения определяют от нагрузок, вызывающих сжатие в стенке:гдеНайдем значение нагрузки P1 и напряжения по формулам (26), (27):Проверка прочности стенки производится согласно формуле (28):- условие выполняетсягде Ry- расчётное сопротивление материала стенки.Стенка крепится к днищу двумя угловыми швами (рис.5). Максимальный размер катета К= 1,2Sдн. Максимальный размер катета: Проверка прочности сварного соединения согласно формуле (29):где - момент сопротивления шва, мм3 - расчетное сопротивление металла шва, МПа; - коэффициент условий работы шва; для конструкций, предназначенных к эксплуатации при температурах -40°С = 0,85; в остальных случаях = 1,0.β = 0,7 РДС γс1 = 0,8.Произведем расчет прочности сварного соединения по формуле (29):- фактические напряжения в сварном шве меньше допускаемых, условие выполняется.5.5 Расчет опорного кольцаУсилие, действующее на кольцо:Прочность его проверяется как центрально-растянутого стержня:Найдем требуемую площадь опорного элемента:Выбираем уголок В-65x50x5 по ГОСТ 8510-86 из Ст2сп площадью поперечного сечения F=5,56 см2.Проверка прочности выбранного уголка по формуле (32):Условие прочности выполняется.5.6Расчет конической щитовой кровли без центральной стойкиПокрытие резервуара проектируем в виде щитов, состоящих из листов толщиной t=4 мм, уложенных на каркас двутавра, швеллера, уголков. Материал конструкций покрытий – сталь марки ВСт3сп по ГОСТ 380-71, Rу=235 МПа.Количество щитов (кратное 4): nщ=12.Угол наклона образующей (уклон 1/6). Высота Ширина щита у стенки: Определим нормативные и расчетные нагрузки на щит покрытия:5.6.1 Прочностной расчет настилаНагрузка на расчетную полоску настила за вычетом собственного веса радиальных и поперечных ребер жесткости щитов:Распор определяется по формуле:Допускаемый прогиб: Коэффициент:Опорный момент: 3Проверка настила на прочность:Прочность настила обеспечена.Список литературы:Руководство по безопасности вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов. Серия 03. Выпуск 69. — М.: Закрытое акционерное общество «Научно-технический центр исследований проблем промышленной безопасности», 2013. — 240 с.Колосков, М.М. Марочник сталей и сплавов / М.М. Колосков, Е.Т. Долбенко, Ю.В. Каширский и др.; под ред. А.C. Зубченко - М.: Машиностроение, 2001 г., 672 с.ГОСТ 31385-2008. Резервуары вертикальные цилиндрические стальные для нефти и нефтепродуктов. Общие технические условия. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 31 июля 2009 г. №274-ст. М.: Стандартинформ, 2010. – 51 с.Нехаев, Г.А. Проектирование и расчет стальных цилиндрических резервуаров и газгольдеров низкого давления / Нехаев Г.А.; - М.: изд-во ACB, 2005 г., 216 с.