Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http :// www . allbest . ru /
Введение
Резервуары РВСПК 20000
Резервуар относится к 1 классу ответственности (опасности) и I повышенному уровню ответственности по ГОСТ 27751-88. Цикличность нагружения резервуара не более 350 циклов в год.
В дополнение к краткосрочным динамическим расчетам, классическому применению явных методов, эта программа также идеально подходит для расчета квазистатических процессов формирования. Текущие расчетные методологии для измерения давления давления основаны на конструкционных границах структуры, которой назначены предписанные положения о безопасности. Текущая вычислительная машина на уровне конструкторского бюро позволяет выполнять необходимые нелинейные анализы и, следовательно, постепенно, из методов расчета, основанных на состоянии напряжения.
Основные расчетные положения, принятые при проектировании и показатели резервуара:
1. Плотность продукта 0,9 т/м3 (при гидроиспытании - 1,0 т/м3)
2. Расчетное значение веса снегового покрова не более 2,4 кПа
4. Максимальная температура продукта + 50о С
5. Расчетная сейсмичность района строительства до 8 баллов
6. Диаметр резервуара 45,60 м
Поэтому руководителями проекта являются его предельные состояния и резервы безопасности для этих зданий. Решающим фактором здесь является, конечно, «сила» узла или части. Другими промежуточными состояниями являются дефекты, вызванные усталостью, потерей устойчивости и т.д. В зависимости от типа конструкции и ее натяжения. Эти вехи описывают индивидуальные способы отказа от структуры.
Состояние конструкции в соответствии с действующим законодательством, которое справедливо для давления давления, стабильно, классифицируется как контрольный показатель производительности или порог тоннажа. Пределы производительности включают, в частности, сбои.
7. Высота стенки резервуара 11,94 м
8. Площадь зеркала продукта 1 633 м2
9. Температура наиболее холодных суток с обеспеченностью 0,98 не ниже - 50 0С.
10. Потенциальная полезная емкость резервуара 15 090 м3
Материалы
Требования к материалам для резервуарных конструкций изложены в разделе 5 Норм.
Материал стенки и окраек днища - сталь класса С345 марки 09Г2С-12, центральной части днища, плавающей крыши, катучей лестницы резервуара - сталь класса С255 марки Ст3сп5. Материал лестниц, площадок и ограждений - сталь класса С235 марки Ст3пс4.
К критериям приемлемости относятся сбои. Деформации или растрескивания жидкости, которая влияет на использование устройства, но не на его безопасность. При проектировании или контроле давления устройство, конечно, сначала необходимо измерять или контролировать его нити для статического давления избыточного давления, как внутреннего, так и внешнего, если это учитывается. Затем эту размерную конструкцию следует исследовать для остальных состояний. В случае избыточного давления это попытка стабилизировать эскадрилью.
Этот стандарт в настоящее время в значительной степени является долгосрочным международным стандартом, включая европейский стандарт. Некоторые из этих стандартов также касаются проблемы столкновений с ящиками давления на устройствах под давлением, которые пострадали от избыточного давления, хотя, согласно различным законодательным нормам, вопрос о давлениях в смысле закона не является обычным явлением.
Конструкция резервуара
Требования к стальным конструкциям резервуара приведены в разделе 2 настоящих Норм.
Стенка резервуара полистового исполнения из листов 1990 х 7990 мм.
Днище резервуара полистового исполнения из листов 1990 х 7990 мм.
Крыша резервуара - плавающая, состоящая из укрупненных блоков заводского изготовления. На монтажной площадке производится укрупненная сборка блоков.
Предельное состояние стабилизации. Чтобы понять опасности стабилизации и явления самих себя, мы должны также продемонстрировать другие компоненты сил давления, которые можно использовать для стабилизации столкновений. Мы должны помнить, что все компоненты оборудования и оборудования под давлением, находящиеся в рабочей среде, подвергаются глобальному глобальному давлению давления, которое является давлением всего кризиса, находятся под угрозой. Основным элементом этого риска является стержень, например, трубы теплообменника с жесткими трубами или анкерами с одинаковыми анкерными стойками, затянутыми с внешней стороны, вода колонка.
В верхней части стенки расположено кольцо жесткости, используемое в качестве кольцевой площадки. Для подъема на кольцевую площадку предусмотрена кольцевая лестница с креплением к стенке. Для спуска на плавающую крышу с кольцевой площадки используется катучая лестница.
Все сварочно-монтажные работы следует выполнять по проекту производства сварочно-монтажных работ.
Если оба конца вставлены, мы вынуждаем стержень деформироваться на одну целую волну, а критическая сила возрастает с квадратичным полуквадрантом, то есть в 4 раза. И наоборот, если один конец полностью расслаблен, стержень деформируется до половины половины, а критическая сила снова с квадрантом падает, т.е. снова четыре раза. Эти свойства типичны для поведения тел при стабилизации. Потому что в отношении Эйлера, как свойства материала, модуль гибкости материала, а не его разрешенный дизайн, вероятно, является решающей жесткостью, а не прочностью материала для стабильного поведения.
Нормативный срок эксплуатации резервуара не менее - 50 лет.
Межремонтный цикл не менее - 20 лет.
Срок службы внутреннего антикоррозионного покрытия не менее - 20 лет.
1. Расчет стенки резервуара на прочность
Количество поясов шириной 1,49 м вычисляем:
Минимальная толщина листов стенки резервуаров РВС для условий эксплуатации рассчитывается по формуле:
Конечно, мы описываем только основной феномен устойчивого поведения, который применяется только к очень тонким конструкциям. В реальной конструкции мы должны тогда оценить это явление по отношению к пластиковым камням. Существенно, что повышение стабильности может быть достигнуто только за счет увеличения жесткости детали. Изменение материала не приводит к этому, поскольку модуль прочности на разрыв стали практически не меняет состав стали. Это путь для стержневых структур, в строительстве. Увеличение теплопередачи теплообменных трубок приведет к снижению теплоотдачи и, следовательно, будет контрпродуктивным.
|
коэффициент надежности по нагрузке гидростатического давления, n1=1,05; |
||||
|
плотность нефти, н =900 кг/м3 ; |
||||
|
ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2; |
||||
|
Hмакс доп |
максимально допустимый уровень взлива нефти в резервуаре, 11.94м; Существует другой и элегантный способ. Таким образом, это генерация формы волны деформации. Если теплопередающая трубка вынуждена деформировать помещение до половины пополам, то емкость стабилизированной трубки будет 4 раза. И именно так мы применим и к другим стабилизированным частям времени. В теплообменниках резисторы используются для управления этими потоками для управления потоком в межтрубном пространстве разрыва. Для опасностей, возникающих в результате стабилизации строительного элемента, тип конструкции является решающим. В противном случае, ранее отображаемый стержень, иначе доска и, в противном случае, изогнутая оболочка, ведет себя. Необходимо понимать, что, Стержень способен достигать этой силы для достижения критического напряжения осевой силой. Только «теоретически» деформируется в этой силе неограниченно без изменения силы. Этими свойствами являются, например, используется для стационарных замен труб, где труба, расположенная между стабилизирующей способностью, переносится трубкой. Это свойство можно легко проверить экспериментально, как с помощью так называемых жестких и мягких машин. |
|||
|
Расстояние от днища до расчетного уровня, м |
||||
|
коэффициент надежности по нагрузке избыточного давления и вакуума, n2=1,2; |
||||
|
нормативная величина избыточного давления, кПа, принимается по таблице 2.0; |
||||
|
радиус стенки резервуара, 45.6/2=22.8м; Критическая сила - это минимальная сила, которую элемент способен приводить в любую деформацию. Точно так же имеются пластины с поперечным сечением с градиентом зависимости, которые даже «обжимаются» за критическим напряжением. Для органов давления и без давления решающей составляющей оболочки является оболочка, а затем оболочки снайпера. В случае перенапряжения деформации поверхности происходит косвенное избыточное давление, когда критическое значение этого избыточного давления достигается для стабилизации волн в виде волн. На рисунке 4 показана упругая деформация пластины основы, которая с обеих сторон была скручена с равных сторон и рухнула на 3 волны. На рисунке показана половина разрезанного клинка на полпути. Последовательность выполнялась с использованием метода конечных элементов. Поэтому очевидно, что будут возникать перекосы в виде всей волны волн по периметру. |
||||
|
коэффициент условий работы, jс =0,7 для нижнего пояса, jс =0,8 для остальных поясов; |
||||
|
расчетное сопротивление материала пояса стенки по пределу текучести, Па |
Расчетное сопротивление материала стенки резервуаров по пределу т е кучести, определяется по формуле:
В боковом направлении формируется одна из волн, обеспечивающих наблюдение округлости оболочки. Затем расстояние между этими «жесткими» слотами определяется также количеством составляющих периферийных волн. И снова, как и в случае стержня, много волн, здесь цепей, есть также критическое давление в стабилизирующем столкновении. Еще одна особенность эскадрильи воина в стабилизации заключается в том, что ради ядра искусства, кроме стержня и доски, происходит разрушающийся «катастрофический».
Форма «потеряна» по своей форме и в новой форме, ее выход против кругового кольца радикально ниже, и это так просто. В практических случаях украшение или его часть уничтожаются. Еще одна важная особенность стабилизации боеголовок состоит в том, что минимальные волны, отсчитываемые при колебании, равны 2. Одна волна - это смещение всего щита, как видно из рисунка.
Подставив значения, вычислим толщину стенки первого пояса:
Расчет толщины стенки второго и последующих поясов:
Значение минимальной толщины стенки для условий эксплуатации увеличивается на величину минусового допуска на прокат и округляется до ближайшего значения из сортаментного ряда листового проката. Полученное значение сравнивается с минимальной конструктивной толщиной стенки кс, определяемой по таблице 1.
В стабилизированном коллапсе он «переводит» мир бляшек в новую форму. Этот кроссовер не придумал множество причин для достижения критического давления, но во-первых, в зависимости от типа перенапряжения и некруглости курятника. В крайних случаях мы можем говорить о так называемых мягких машинах или о жесткой машине.
Это несогласие с экспериментально полученными значениями и значениями из теории затем покрывается многими принципами безопасности, как того требуют эти теоретические значения критических давлений. В литературе рассказывается о пещере. так называемый верх и низ между ними.
Таблица 1 - Конструктивная величина толщины стенки
В качестве номинальной толщины ном каждого пояса стенки выбирается значение большей из двух величин, округленное до ближайшего значения из сортаментного ряда листового проката.
Определим толщину стенки первого пояса:
Выбираем толщину проката 16мм - наиболее близкое значение к расчетной величине.
Так называемая «длинная» оболочка, которая является так называемым «ошеломляющим модулем гибкости материала», согласуется с устойчивостью кругового кольца, приводящей к 2 деформационным волнам, а так называемые «длинные» трубы напряжены при избыточном давлении. Формы текущих соотношений для критического давления оболочек ствола изложены в этих предложениях и могут быть ограничены различными математическими моделями.
Анализируя эти диаграммы, мы приходим к выводу, что размер критического и, следовательно, допустимого избыточного давления оказывает решающее влияние на размер кольца. Закручивая блок ниже этого предела, мы достигнем значительного увеличения критического избыточного давления с мощностью 2, 5. Поэтому повышение стабильности роликовой катушки не будет достигнуто за счет увеличения толщины стенки, как в «прочности», а путем сокращения длины катушки. Конечно, речь идет не о том, чтобы отрезать самую работу, а скорее о сокращении длин отдельных ящиков, имеющих круговой край по краям этих полей.
Для остальных поясов:
Max{11+0.8+1; 11}=12.8 мм
Выбираем толщину проката 14мм
Max{9+0.8+1; 11}=11 мм
Выбираем толщину проката 12мм
Max{7+0.8+1; 11}=11 мм
Выбираем толщину проката 12мм
Max{5+0.8+1; 11}=11 мм
Выбираем толщину проката 12мм
Max{11+0.8+1; 11}=12.8 мм
Выбираем толщину проката 12мм
2. Расчет стенки резервуара на устойчивость
Круглое лезвие в этих местах обеспечивается с помощью ключей, соединительных линий и / или других способов. В расчетах, основанных на методологиях, основанных на полных образцах, необходимо знать количество волн деформации. Для оценки числа волн деформации используются несколько формул или диаграмм. Фактический подсчет выполняется для нескольких из нескольких подсчетов волн, а самое низкое значение избыточного давления является правильным. Если диаграммы для оценки числа этих волн приведены в префиксе, он производит подсчет одного или двух волновых чисел.
Расчет на устойчивость проводится дважды: для принятой номинальной толщины стенки НОМ (толщина пояса стенки, соответствующая началу эксплуатации резервуара) и для расчетной толщины стенки i (толщина пояса стенки, соответствующая моменту окончания нормативного срока эксплуатации резервуара).
Расчетная толщина i определяется как разность принятой номинальной толщины НОМ, припуска на коррозию Сi и минусового допуска на толщину листа:
16-1-0,8=14,2(мм)
14-1-0,8=12,2(мм)
12-1-0,8=10,2(мм)
12-1-0,8=10,2(мм)
12-1-0,8=10,2(мм)
12-1-0,8=10,2(мм)
Выполняем расчет для нормативной толщины стенок.
Проверка устойчивости стенки резервуара производится по формуле:
Осевые напряжения определяются по минимальной толщине стенки пояса, кольцевые напряжения - по средней толщине стенки.
Расчетные осевые напряжения для резервуаров РВС
|
коэффициент сочетания нагрузок, принимаемый по СНиП 2.01.07-85, значение коэффициента 0,95 |
||||
|
коэффициент надежности по нагрузке от собственного веса, n3=1,05; |
||||
|
вес покрытия резервуара, Н; |
||||
|
вес вышележащих поясов стенки, Н; |
||||
|
Полное расчетное значение снеговой нагрузки на горизонтальную проекцию покрытия, Н; |
||||
|
расчетная толщина стенки i-го пояса резервуара, м. |
Вес вышележащих поясов стенки резервуара определяется по формуле:
Вычисляем вес вышележащих поясов стенки резервуара, 1 пояс для
Q1=2*3.14*30*76518*1.99*(0.016+0.014+0.012*4)=1351770Н=1.35 МН
Вес покрытия:
Qп=2*3.14*22,82*0.005*76518=1249000H=1,25 МН
Qсн=3.14*22,82*2400=3917514H =3.92MH
Площадь сечения первого пояса:
S1=2*3.14*22,8*0.016=2,29 м2
Осевые критические напряжения определяются по формуле:
Таблица 2 - Значение коэффициента С
|
R . ср |
||||||
Для 1 пояса
Коэффициент С=0,07, в соответствии с таблицей 2. .
Осевое критическое напряжение в первом поясе:
Выполним расчеты для определения отношения осевого напряжения к критическому для остальных поясов, результаты показаны в таблице 3
Таблица 3. Осевые и критические напряжения при ном
|
Вес вышележащих поясов (МН) |
Осевое напряжение |
Осевое критическое напряжение |
|||||||
Расчетные кольцевые напряжения в стенке при расчете на устойчивость резервуара определяются по формуле:
799753 Па =0,80 МПа,
Средняя арифметическая толщина стенки равна
(0,016+0,014+0,012*4)/6=0,013 м
Критические кольцевые напряжения определяются по формуле:
Таблица 5 Проверка прочности стенки резервуара при
|
Номер пояса |
||||
Условие устойчивости выполняется, поскольку для всех поясов +<1
Проверим условие прочности при минимальной толщине, в конце срока эксплуатации.
Таблица 6
|
Вес вышележащих поясов (МН) |
Осевое напряжение |
Осевое критическое напряжение |
|||||||
Кольцевые напряжения:
928286Па=0,928МПа
Критические кольцевые напряжения:
Таблица 7 Проверка прочности стенки резервуара
|
Номер пояса |
||||
Условие прочности не выполняется, поскольку для нескольких слоев +>1 Требуется увеличить толщину слоев.
Выбираем значения 18, 16, 14, 14, 14, 14 мм.
Средняя толщина стенки: резервуар ветровой крыша лестница
(18+16+14*4)/6=15
693120 Па=0,693 Мпа
Таблица 8 Осевые и критические напряжения при увеличенной толщине поясов
|
Вес вышележащих поясов (МН) |
Осевое напряжение |
Осевое критическое напряжение |
|||||||
Таблица 9 Проверка прочности стенки резервуара при увеличенной толщине поясов
|
Номер пояса |
||||
<1 для всех поясов
Проверим условие прочности при минимальном допуске, в конце срока эксплуатации. Результаты расчетов в таблице 10.
Таблица 10
|
Вес вышележащих поясов (МН) |
Осевое напряжение |
Осевое критическое напряжение |
|||||||
Средняя толщина стенки:
(16.2+14.2+12.2*4)/6=13.2 мм
787626 Па=0,788 МПа
Таблица 11. Проверка прочности стенки резервуара при увеличенных, при наименьших допусках, в конце срока эксплуатации
|
Номер пояса |
||||
Условие прочности выполняется, поскольку +<1 для всех поясов
3. Расчет резервуара на опрокидывание
Резервуар должен быть устойчив к опрокидыванию при действии ветровой нагрузки.
Вычисляем опрокидывающий момент от ветровой нагрузки
М=(Рв*2*R*h)*h=(380*45,6*11,94)*11,94=2470342=2,47 МН*м
0,7*(1,35+1,96)*22,8=53МН*м
Условие устойчивости к опрокидыванию выполняется.
4. Расчет днища резервуара
Толщина элементов днища принимается равной 9 мм.
Толщина окрайки днища определяется по таблице Б 3.
Таблица Б 3 - Конструктивная величина окрайки днища
Первая стенка резервуара имеет толщину 18 мм, потому толщина окрайки 12 мм.
5. Расчет плавающей крыши резервуара
Толщина элементов плавающей крыши, контактирующих с продуктом, должна быть не менее 5 мм.
Плавающие крыши должны быть рассчитаны на плавучесть, остойчивость и непотопляемость при плотности нефти, равной 0,7 т/м3. (согласно ГОСТ Р 52910-2008)
Проверка плавучести плавающей крыши производится из условия, что все действующие нагрузки приложены в центре тяжести крыши, а выталкивающая сила приложена вертикально вверх в центре тяжести объема крыши, погруженного в жидкость.
Запас плавучести плавающих крыш должен быть не менее 2,0, т.е.:
Глубину погружения однодечной плавающей крыши определяем из условия:
|
коэффициент надежности по нагрузке собственного веса; |
||||
|
вес плавающей крыши вместе с катучей лестницей и оборудованием (водоспуск, затвор и др.); |
||||
|
полное расчетное значение снеговой нагрузки; |
||||
|
удельный вес хранимого продукта, при расчете плавучести ж= 0,7 т/м3; |
||||
|
объем жидкости, вытесненный коробами плавающей крыши; |
||||
|
объем жидкости, вытесненный центральной частью плавающей крыши. |
Полное расчетное значение снеговой нагрузки на плавающую крышу при расчете ее плавучести должно быть определено по формуле
0,65* 2400*3,14*520=2939040 Н=2,547 МН
2,76 H/D-0,07=2,76*11,94/45,6-0,07=0,65
Ветровая нагрузка на плавающую крышу при расчете ее плавучести определяется по формуле:
380*1632*0,2*1,4=173644 Н =1,74 МН
Глубина погружения - 3,22 м
Высота наружного купола плавающей крыши должна быть более чем в два раза больше поскольку, по условиям устойчивости, b/T>2
Чтобы выполнялось условие устойчивости, значение В должно быть больше Т*2=6,44м
Выбираем значение В=6,6м.
Кренящий момент от снеговой нагрузки, действующий на плавающую крышу, при расчете ее остойчивости должен быть определен по формуле:
Кс = 0,34 H/D + 0,05=0,34*11,94/45,6+0,05=0,139
M=0,139*3,94*22,8=12,5 МН*м
6. Расчет понтона резервуара
Понтон должен быть рассчитан на плавучесть при нагрузке, равной его двойному весу, при плотности нефти, равной 0,7 т/м3. Запас плавучести понтонов должен быть не менее 2,0, т.е.:
|
коэффициент надежности по нагрузке собственного веса понтона; =1,1 |
||||
|
Вес понтона вместе с оборудованием 8950 кг |
||||
|
сила трения уплотняющего затвора о стенку; |
||||
|
нагрузка от веса конденсата на понтоне; принимаем равным весу понтона 8950кг |
||||
|
удельный вес хранимого продукта, при расчете = 0,7 т/м3; |
||||
|
объем вытесненного продукта. |
Понтон - это тонкостенный диск, плавающий на цилиндрических поплавках.
Диаметр резервуара 45,6м; диаметр понтона составляет 45,2м, его площадь 1605м
Чтобы понтон сохранял плавучесть, вес вытесненной жидкости должен уравновешивать нагрузку.
Вес вытесненной жидкости должен быть равен двойному весу понтона (принимается в расчет конденсат на понтоне, а также вес людей, которые могут находиться на понтоне..
700*V=1.1*8950+8950=18795 кг
Vl=18795/700=27(м3) - объем вытесненной жидкости.
Поплавки должны быть погружены в жидкость на треть своего диаметра, поэтому их суммарный объем не меньше 81 м3
700*V=1.1*8950+8950=18795 кг
V=18795/700=27(м3) - объем вытесненной жидкости.
Глубина погружения понтона Тр= V/S=27/360=0.075м
Если общая высота понтона h=0,5м, то высота надводной части
bp=0.5-0.075=0.425
При таких условиях выполняется условие плавучести/
7. Расчет конструкции кольцевой лестницы
Расчет производится в соответствии со СНиП 2.01.07-85*,СНиП II-23-81, СНиП II-7-81.
Конструкции кольцевой лестницы рассчитаны на временную нормативную нагрузку 450 кг. Ограждение рассчитано на горизонтальную нагрузку 90 кг.
Подкосы кольцевой лестницы рассчитываются на прочность и устойчивость.
7.1 Расчет подкоса на прочность производится по формуле:
Расчет подкоса на устойчивость производится по формуле:
Значение следует определять по формуле:
В качестве материала выбираем стальной уголок равнополочный
Определим длину подкоса. Ширина лестницы 70 см, длину подкоса вычисляем
(м2)=0,32 см2
Преобразуем формулу
Приблизительно можно записать:
Выбираем уголок L40*3 ГОСТ 8509-93
Для него радиус инерции составляет 1,23см, площадь А=2,35 см2
А*ц=2,35 *0,47=1,1см2
Условие прочности выполняется: А*ц=1,1>0.32 (cм2)
Для подкосов допустимо применить уголок L40*3 ГОСТ 8509-93.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Определение оптимальной высоты и диаметра резервуара, конструирование днища, стенок и крыши. Расчет стенки резервуара на прочность и устойчивость. Расчет сопряжения стенки с днищем. Этапы и технология монтажа вертикальных цилиндрических резервуаров.
курсовая работа , добавлен 02.07.2011
Климатическая характеристика района строительства. Монтаж резервуара полистовым способом. Расчет толщины стенки поясов, резервуара на опрокидывание и ребристо кольцевого купола резервуара. Установление габаритных размеров сферического покрытия.
курсовая работа , добавлен 09.06.2015
Определение толщины стенки резервуара. Расчет нагрузок, усилий, количества кольцевой арматуры. Величина предварительно напряжённой арматуры, определение потерь. Расчёт стенки по образованию трещин при действии изгибающих моментов в вертикальной плоскости.
задача , добавлен 25.03.2010
Устройство и назначение шаровых резервуаров. Характеристика материалов, применяемых для производства. Расчет толщины стенки резервуара, его стоек и сварных соединений. Заготовка и сборка конструкции. Особенности сварных швов и их расчет на прочность.
дипломная работа , добавлен 28.05.2016
Компоновка конструктивной схемы резервуара. Сбор нагрузок на покрытие сферического резервуара. Расчет толщины стенки резервуара. Обоснование конструкции трубопровода. Обоснование конструкции перехода через препятствие. Обоснование типа компенсатора.
курсовая работа , добавлен 09.11.2013
Расчет рам на прочность и жесткость. Построение эпюр внутренних силовых факторов, возникающих в элементах рам от действия нагрузки. Расчет стержня на устойчивость, его поперечного сечения. Определение перемещения сечения для рамы методом Верещагина.
реферат , добавлен 10.06.2015
Расчет на устойчивость трубопровода на водном переходе через реку; определение тягового усилия, подбор троса и тягового механизма. Расчет толщины стенки трубопровода, проверка на прочность в продольном направлении и на отсутствие пластических деформаций.
курсовая работа , добавлен 25.10.2012
Описание геометрической схемы конструкции птичника. Расчет рамы, ветровой нагрузки, проверка прочности биссектрисного сечения, конструктивный расчет. Проверка сечения арки на скалывание по клеевому шву. Меры защиты конструкций от загнивания и возгорания.
курсовая работа , добавлен 02.10.2010
Выбор конструктивной схемы и общая компоновка здания. Конструирование деревянных трехшарнирных гнутоклеёных рам. Сбор нагрузок на покрытие от собственного веса и снега. Расчет прогона на прочность. Статический расчет, усилия в раме от ветровой нагрузки.
курсовая работа , добавлен 04.03.2016
Расчет и конструирование подкрановой балки. Нагрузки на подкрановую балку. Определение расчетных усилий. Подбор сечений верхней и нижней частей колонн. Установление размеров сечений колонны с проверкой на прочность, устойчивость и местную устойчивость.
Общие сведения, классификация и назначение резервуаров.
Резервуарами называют сосуды, предназначенные для приёма, хранения, технологической обработки и отпуска нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, жидкого аммиака, технического спирта и других жидкостей.
В зависимости от положения в пространстве и геометрической формы резервуары делят на: вертикальные цилиндрические; горизонтальные цилиндрические; сферические; каплевидные; торовые; траншейные.
По расположению относительно планировочного уровня строительной площадки различают: надземные (на опорах); наземные; полузаглублённые и подземные резервуары.
Тип резервуаров выбирают в зависимости от свойств хранимой жидкости, режима эксплуатации, климатических особенностей района строительства.
Наибольшее удельное значение в числе хранимых жидкостей имеют нефть и продукты её переработки. Во время хранения происходит испарение и потеря наиболее летучих, самых ценных компонентов. Кроме прямых убытков это явление оказывает вредное воздействие на окружающую среду. Потери нефтепродуктов происходят главным образом вследствие больших и малых дыханий резервуаров.
Малые дыхания возникают вследствие колебаний температуры нефтепродуктов и газовой смеси над их поверхностью (в газовой подушке), а также колебаний атмосферного давления. Когда давление в газовой подушке становится ниже атмосферного, в резервуаре образуется вакуум, что может привести к потере устойчивости корпуса. Во избежание этого предусматривают дыхательный клапан, через который атмосферный воздух попадает в резервуар. При повышении температуры увеличивается внутреннее давление и вместе с ним - опасность разрушения резервуара. Для защиты резервуара от разрыва предусматривают предохранительный клапан, через который газовоздушная смесь, наполненная парами хранимого продукта, выбрасывается в атмосферу. Чем ниже давление, при котором срабатывает клапан, тем больше потери хранимого продукта, но меньше стоимость резервуара вследствие простоты его конструкции и малой толщины стенки корпуса. Годовые потери от малых дыханий составляют в среднем 0,5 ¸ 1% хранимого продукта.
Большие дыхания происходят при наполнении и при опорожнении резервуара. При опорожнении в резервуар засасывается атмосферный воздух, при наполнении воздух вместе с парами продукта выбрасывается в атмосферу. В среднем потери при заполнении резервуара бензином составляют в зимнее время 0,35 кг/м 3 ёмкости, в летнее время – 0,55 кг/м 3 ёмкости за один цикл. Определяющее влияние на потери при больших дыханиях имеет число циклов наполнения-опорожнения в год (оборачиваемость резервуара). Это число зависит от назначения нефтехранилищ (перевалочные или распределительные) и колеблется в пределах от 12 до 96 циклов в год.
Потери нефтепродуктов можно существенно снизить или даже совсем ликвидировать, увеличив расчётное избыточное давление в резервуаре или ликвидировав газовою подушку, отделив воздушное пространство от жидкости путём устройства плавающей крыши или понтона.
Для хранения сырой нефти с низки потенциалом бензина, отбензиненной нефти, керосина, дизельного топлива, мазута, и тёмных нефтепродуктов применяют резервуары, рассчитанные в газовом пространстве до 2 кПа. Для хранения бензина и сырой нефти с высоким потенциалом бензина применяют резервуары повышенного давления – до 70 кПа, или резервуары с плавающими крышами (понтонами).
Для хранения больших объёмов сжиженных газов применяют горизонтальные цилиндрические и сферические резервуары.
3. Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления.
Вертикальные цилиндрические резервуары (рис.2.1) используют при избыточном давлении в паровоздушной зоне до 2 кПа и вакууме до 0,25 кПа.
Рис. 2.1. Фасад и разрез резервуара вместимостью 5000 м 3 .
Эти резервуары имеют плоские днища, изготовленные из стальных листов толщиной 4¸6 мм, и стенки в виде ряда поясов, толщина которых увеличивается пропорционально росту давления жидкости по мере приближения к днищу. Тип крыши зависит как от вместимости резервуара, так и от величины внутреннего давления под крышей. На практике наиболее часто применяют конические, сферические и плавающие крыши. Реже используют висячие (шатровые), складчатые крыши.
Вместимость вертикальных цилиндрических резервуаров колеблется от 100 до 120000 м 3 и увеличивается по мере разработки противопожарных мероприятий.
При определении оптимальных размеров резервуаров (высоты и диаметра) за критерий оптимальности обычно принимают удельный расход стали, приходящийся на 1 м 3 их полезного объема.
Суммарная масса резервуара складывается из масс днища, крыши и стенки. Она получается минимальной, если масса днища и крыши равна массе стенки.
В этом случае
, (2.1)
где - высота резервуара; - удельный вес хранимой жидкости, - расчетное сопротивление сварного шва; m = 0,8 - коэффициент условий работы, n - коэффициент надежности по нагрузке от гидростатического давления жидкости; - сумма приведенных толщин крыши и днища, зависящих от объема резервуара (табл. 2.1).
Таблица 2.1. Приведенные толщины для резервуаров
Более совершенным решением при оптимизации параметров резервуаров является решение на основе приведенных затрат по изготовлению и монтажу конструкций резервуаров. При оптимизации параметров резервуаров по приведенным затратам высота резервуара несколько снижается, а диаметр увеличивается по сравнению с оптимизацией по расходу металла.
При назначении высоты стенки и диаметра резервуара учитывают условие кратности высоты резервуара ширине листов, а длины окружности - длине листов. Наиболее часто в резервуарах применяют листы размерами 1500 х 6000; 1800 х 8000; 2000 х 8000 мм, следовательно, высоту резервуаров следует принимать кратной 1490, 1790 или 1990 мм в зависимости от принятого типоразмера листов, а длину окружности - кратной соответственно 5990 или 7990 мм (с учетом строжки листов). Разрешается принимать длину окружности, кратной половине длины листов.
Высота резервуаров, изготовляемых способом рулонирования, обычно не превышает 9 м при V £1500 м 3 ,12 м при V £5000 м 3 и 18 м при больших объемах.
3.1. Основания и днища резервуаров
Вертикальные цилиндрические резервуары располагают на достаточно простых песчаных основаниях ввиду незначительности передаваемого на них давления. Обычно вначале удаляют растительный слой, засыпают площадку насыпным грунтом и уплотняют его катками. Поверх насыпного грунта укладывают и уплотняют песчаную подушку, выравнивают ее, организуя уклон от центра к периферии для стока и последующего удаления подтоварной воды и отстоя. Уклон выполняют равным 1:50 для резервуаров вместимостью 10¸20 тыс. м 3 ,1:75 - для объемов 30¸40 тыс. м 3 и 1:100 для объемов более 50 тыс. м 3 . Диаметр подушки должен быть на 1,5¸2,0 м больше диаметра днища резервуара. Между днищем резервуара и песчаной подушкой располагают гидроизоляционный (гидрофобный) слой толщиной около 100 мм. Обычно это смесь песка с жидким битумом, мазутом или нефтью.
Для резервуаров вместимостью 10000 м 3 и более по периметру основания устраивают железобетонное кольцо.
На скальных грунтах устройство оснований иногда сводится к выравниванию площадки и подсыпки песчаной подушки.
Вокруг резервуара предусматривается устройство ограждений в виде грунтовых валов, железобетонных или металлических стенок. Их назначение - удержать хранимый продукт при вытекании из резервуара в аварийных случаях.
Днища резервуаров испытывают незначительные напряжения от давления жидкости, поэтому толщину их принимают по технологическим соображениям удобства и надежности выполнения сварных соединений и сопротивляемости коррозии.
Днище резервуара состоит из четного числа полотен (для возможности создания уклона), каждое из которых обычно не превышает 12 м по ширине.
Полотна сваривают из листов размерами 1500 х 6000 мм или 2000 х 8000 мм толщиной 5 мм при вместимости до 10000 м 3 и толщиной 6 мм при больших объемах. Сборку и сварку полотен на заводах выполняют на механизированных станах, где плоскую большеразмерную заготовку сворачивают в многослойный габаритный рулон, удобный для перевозки к месту монтажа по железной дороге. Из этого условия масса рулона не должна превышать 60 т.
Соединение листов полотнищ производят двусторонней автоматической сваркой плотнопрочными швами с полным проваром по толщине свариваемого металла. Присадочные материалы должны обеспечивать равнопрочность сварного шва встык основному металлу. Поперечные стыки полотен днища обычно совмещают в прямую линию. В случаях, когда применяют разбежку всех или части поперечных стыков, величина последней должна быть не менее 500 мм.
В резервуарах малого объема допускаются нахлесточные соединения листов по длинным кромкам с перекрытием 30¸60 мм, а для толщин 4¸5 мм - по всем кромкам, при условии подгибки листов в местах тройной нахлестки.
На монтаже изготовленные и рулонированные на заводе полотна днища накатывают на подготовленное основание, освобождают от закрепления и разворачивают в проектное положение. Полотна днища соединяют внахлест, минимальная величина нахлеста - 30 мм.
Крайние листы (окрайки), составляющие периферийную часть днища, начиная с резервуаров объемом 2000 м 3 , делают на 2¸3 мм толще листов средней части днища, что связано с восприятием окрайками значительных краевых усилий. Расстояние от края днища (окраек) до стыков с более тонкими листами центральной части полотен должно быть не менее 1000 мм. В резервуарах вместимостью более 5000 м 3 окрайки делают значительной толщины, более 10¸12 мм (примерно 0,35¸0,5 t w ), что не позволяет равномерно сворачивать полотнища в рулон. Поэтому толстые окрайки днища поставляют из отдельных листов сегментной формы и приваривают к основным полотнам внахлест. Соединения окраек между собой выполняют стыковыми швами на остающихся подкладках (рис.2.2).
Рис.2.2. Днища резервуаров вместимостью 5000 м 3 (слева) и 10000 м 3 (справа).
В случае полистовой сборки днища все листы соединяют между собой внахлестку односторонними швами.
3.2. Стенки резервуаров.
Цилиндрические стенки резервуаров состоят из ряда поясов высотой, равной применяемой ширине листов (1500, 1800 или 2000 мм). В резервуарах малой вместимости при толщине листов 4 мм сопряжение поясов может осуществляться внахлестку как при изготовлении на заводе, так и на монтаже. Начиная с резервуаров вместимостью 800 м 3 толщина листов для нижних поясов постепенно увеличивается, что отражает увеличение воспринимаемых нагрузок от столба жидкости. В этом случае все соединения листов выполняют встык.
Стенки резервуаров, как правило, изготовляют на специализированных заводах и поставляют в виде полотнищ, свернутых в габаритный рулон, удобный для перевозки к месту монтажа по железной дороге.
Стенки в одном рулоне поставляют для резервуаров объемом до 5000 м 3 . Полотнища стенок резервуаров большой вместимостью поставляют в виде нескольких рулонов, масса которых определяется грузоподъемностью обычных четырехосных железнодорожных платформ (60 т).
Рис. 2.3. Полотнище стенки резервуара вместимостью 10000 м 3 .
На рис. 2.3 представлена стенка резервуара вместимостью 10000 м 3 . Стенка состоит из двух одинаковых полотнищ. Длина полотнища дана с припуском 140 мм для образования монтажных стыков. Монтажные швы стенки варят встык электродами типа Э50А с контролем проникающим излучением по всей длине.
В резервуарах значительных объемов расчетная толщина нижних поясов стенки в случае применения малоуглеродистых сталей оказывается столь велика, что исключает применение рулонирования полотнищ. В этом случае оказывается целесообразным использование в нижних поясах стенок высокопрочной стали (полотна стенок, свернутые в рулон, разворачиваются без заметных пластических деформаций, если толщина стенки не превышает 18 мм).
Чтобы использовать метод рулонирования для резервуаров больших объемов с расчетной толщиной стенки большей, чем допустимо техническим пределом, нижние пояса стенок можно усилить бандажами, сделать двухслойную стенку или создать предварительное напряжение обратного знака путем обмотки стенки высокопрочной проволокой.
Бандажи изготовляют из отдельных свальцованных листов, сваренных между собой по коротким сторонам. Их приваривают к усиливаемым поясам стенки понизу и поверху швом с катетом 4 мм.
Наружный слой двухслойной стенки выполняют в виде нескольких полотнищ, соединяемых между собой монтажными швами на подкладках. Наружная оболочка приподнята над уровнем днища на высоту 100 мм. Зазор между оболочками порядка 50 мм заполняют бетоном, передающим напряжение от внутренней стенки к наружной.
Резервуары вместимостью 10000¸20000 м 3 рулонной сборки показали себя в эксплуатации вполне надежными. В резервуарах вместимостью 50000 м 3 и более наблюдается угловатость монтажного стыка, сопровождающаяся пластической деформацией металла и опасностью развития малоцикловой усталости. По этой причине, а также в случае отсутствия надлежащего оборудования, сложностях транспортировки или при наличии других веских причин стенки резервуаров монтируют методом полистовой сборки. Стенку резервуара изготовляют и монтируют из свальцованных листов одинаковой длины с разделанными на заводе кромками. Разделка V-образная, Х-образная и К-образная, в зависимости от положения шва в пространстве и его толщины (рис. 2.4).
Рис. 2.4. Развертка стенки полистовой сборки резервуара вместимостью 50000 м 3 .
При монтаже замыкающий лист каждого пояса обрезают по месту. Расстояние между вертикальными стыками стенки и стыками окраек днища должно быть не менее 200 мм. Сварные швы стенки плотнопрочные с полным проваром по толщине свариваемого металла с применением повышенных способов контроля качества швов.
3.3. Общие положения расчета элементов вертикальных цилиндрических резервуаров
Несущие конструкции вертикальных цилиндрических резервуаров рассчитывают по предельным состояниям в соответствии со строительными нормами и правилами СНиП II 23-81 «Стальные конструкции. Нормы проектирования», СНиП III 18-75 «Металлические конструкции. Правила производства и приёмки работ», с учетом дополнительных требований по СНиП 2.09.03-85 «Сооружение промышленных предприятий». В соответствии с ним стенки и окрайки днищ резервуаров вместимостью 10 тыс. м 3 и более, фасовки крыш резервуаров отнесены к 1-й группе конструкций. Ко 2-й группе отнесены стенки и окрайки днищ резервуаров вместимостью менее 10 тыс. м 3 , покрытия, опорные кольца покрытия и кольца жесткости, центральные части днищ, понтона и плавающие крыши резервуаров всех вместимостей.
Дополнительно также принимают коэффициенты условий работы m равными: для стенок вертикальных цилиндрических резервуаров при расчете на прочность (нижний пояс - 0,7, остальные пояса - 0,8); для сопряжения стенки с днищем - 1,2; для стенки резервуаров при расчете на устойчивость - 1; для сферических и конических покрытий распорной конструкции при расчете по безмоментной теории - 0,9.
Коэффициенты надежности по нагрузке n принимают равными: от избыточного давления и вакуума - 1,2; от гидростатического давления жидкости - 1,1; от ветровой нагрузки на вертикальную поверхность цилиндрических резервуаров при расчете на устойчивость - 0,5 (при этом ветровую нагрузку условно принимают равномерно распределенной по окружности); от снеговой нагрузки на сферические крыши резервуаров - 0,7.
Названные нормы не распространяются на проектирование резервуаров: для нефтепродуктов с упругостью паров выше 93,6 кПа при температуре +20°С; для нефтепродуктов, хранящихся под внутренним рабочим давлением выше атмосферного на 70 кПа.
Стенка корпуса является несущим элементом резервуара и рассчитывается по методу предельных состояний в соответствии с требованиями СНиП II-23-81. Нормативные нагрузки, действующие на стенку резервуара, а также коэффициенты перегрузки принимают в соответствии со СНиП II-6-74. Кроме этого, принимают дополнительные коэффициенты перегрузок и условий работы, не содержащиеся в СНиП: для избыточного давления и вакуума n 2 =1,2; при расчете подъема стенки резервуара от избыточного давления и отсоса от ветровой нагрузки n 3 = 0,9; при расчете стенок на прочность = 0,8; при расчете стенок на устойчивость =1; при расчете сопряжения стенок с днищем и других зон краевого эффекта =1,6.
Стенку резервуара рассчитывают на прочность по безмоментной теории как цилиндрическую оболочку, работающую на растяжение от действия гидростатического давления жидкости и избыточного давления газа. Расчетное давление на глубине х от днища резервуара (рис. 22.5) равно:
где n 1 = 1,1 - коэффициент перегрузки для гидростатического давления; n 2 = 1,2 - коэффициент перегрузки для избыточного давления в паровоздушной смеси p и ; - удельный вес жидкости.
В цилиндрической оболочке кольцевые напряжения в 2 раза больше меридиональных, поэтому, исходя из этого, можно определить толщину цилиндрической стенки корпуса резервуара на расстояниях х от днища:
(22.4)
Прогиб стенки (радиальное перемещение) определяется по нормативному давлению
где - коэффициент постели.
Похожие статьи
