Проектирование вертикального цилиндрического резервуара для нефтепродуктов

scr1=68.69 кг/см²

s₁=P₁*r₂/2t_ст+g_F1*r*b*n_поясов= 0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*2= 25,06 кг/см²

s₂=P₂*r₂/t_min= 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/t_min=856/0.5= 1712; c=0.07

s₁=P₁*r₂/2t_ст+g_F1*r*b*n_поясов= 0.0205*856/2*0,5+1.1*0.00785*199*2= 20.67 кг/см²

s₂=P₂*r₂/t_min= 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 

M_Y=0.1*p*r²*t_ст

P=r*g_f2*H+P_изб*g_f3

P=0.00075*1.1*1592+0.22*1.2=1.57 кг/см²

M_Y=0.1*1.57*856*0.7= 94,1 кг*см

 кг/см²

для резервуаров высокого давления необходимо учитывать растягивающие усилия от Pизб и ветровой нагрузки s₁

p₁=( P_изб*g_f3+ g_f4*с₁*q_в)n_cg_f1^’*g_кр-g_f1^’*g_ст

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_/2t_ст-g_f1^’*g_кр-g_f1^’*g_ст =0.241*856/2*0.7-0.95*0.00785*199*8=

= 147,35- 8,31= 139,04 кг/см²

Суммарное напряжение s_s

s_s=s_M+s₁=1152.24-139.04= 1013,2 кг/см²<R_Y*g_C=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 R_wun=4200 кг/см²

R_wf=0.55 R_wun/g_wm=0.55*4200/1.25= 1848 кг/см²

1)Катет шва принимаем k_f=5мм  ;b_f=0.7

W_f=(b_f*k_f)²/6=(0.7*0.5)²/6= 0.0204 см³

2445,41 кг/см²< 1848*1*1 кг/см²

2)Катет шва принимаем k_f=6мм  ;b_f=0.7

W_f=(b_f*k_f)²/6=(0.7*0.6)²/6= 0,0294  см³

1716,20кг/см²<1848*1*1 кг/см²

Условие прочности металла  шва выполняется 

Производим  поверку крепления  стенки к днищу  на отрыв :

R_th=0.5*R_un/g_wm=0.5*2500/1.05= 1190,48 кг/см²

1716,20кг/см²> R_th*g_c= 1190,48 кг/см²

Условие не выполняется следовательно  увеличиваем катет  шва k_f=7мм

W_f=(b_f*k_f)²/6=(0.7*0.7)²/6= 0,0400см³

1275,56 кг/см²> R_th*g_c= 1190,48 кг/см²

Условие не выполняется следовательно  увеличиваем стенку до 8 мм

И катет шва до k_f=8мм

M_Y=0.1*p*r²*t_ст

M_Y=0.1*1.57*856*0.8= 107,51 кг*см 

p₁=( P_изб*g_f3+ g_f4*с₁*q_в)n_c-g_f1^’*g_кр-g_f1^’*g_ст

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_/2t_ст-g_f1^’*g_кр-g_f1^’*g_ст =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

W_f=(b_f*k_f)²/6=(0.7*0.8)²/6= 0,0523см³

1113,13 кг/см²< R_th*g_c= 1190,48 кг/см²

Условие прочности выполняется следовательно окончательно принимаем толщину нижнего листа стенки резервуара  8 мм и катет шва k_f=8мм 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Расчет  анкерного крепления  стенки

Подъемная сила N_п будет равна

N_П=g_f3*P_изб*p*r²=1.2*0.22*3.14*856²=  607409 кг

Удерживающая  сила N_уд

N_уд=g_f1(g_кровли+g_стенки+g_{окрайков})=0.9(8973+47027+1827,2)= 52045 кг

g_кровли=0.0039*p*r²=0.0039*3.14*856²= 8973 кг

g_стенки=0.007*7850*0.01*15.92*2*p*r= 47027 кг

g_{окрайков}=0.2* g_днища=0.2*9136= 1827,2 кг

g_днища=t_днища*p*(r+5)²₌0.5*3.14*(861)²*0.00785= 9136 кг 

N_{анкерн.болтов}= N_П- N_уд=607409-52045= 555364 кг

Количество  анкерных болтов при установке их через 1510 см

(10 град.) равно  36 штук

Усилие на один болт

N_{анк.болта}=N_{анк.болт.общ}/n_болтов=555364/36= 15427 кг

Применяем болты  нормальной точности  из стали марки  Вст3кп2

 с расчетным  сопротивлением стали  растяжению

145 мпа(1500 кг/см²)

Требуемая площадь анкерного  болта

A_{тр.болта.нт}=N_болта/R_болта=15427/1500=  10,3 см²

Диаметр болта принимаем 42 мм с А_б.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 l_w при катете шва 6 мм

 l_w= N_болта/4bf*k_f*R_wf=15427/4*0.6*0.9*1848= 3,9+1+4=8.9 см

При полуавтоматической сварке  проволокой СВ-08А с

R_wun=4200 кг/см² и R_wf=4200*0.55/1.25= 1848 кг/см²

В нижнем положении  и диаметре проволоки 1.4-2 мм

Коэффициент bf=0.9

Принимаем конструктивно h_ст=20 см 

Определяем  толщину накладной пластины из стали Вст3сп5

С R_Y=2400 кг/см² при l_{пластины}=120 мм

М_{пластины}= N_болта* l_{пластины}/4=15427*12/4= 46281 кг*см

W_тр= М_{пластины}/ R_Y=46281/2400= 19,28 cм³

Ширина  пластины b=180 мм

Толщина пластины = 2,54 см

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

Расчет  торосферической  кровли

Сбор  нагрузок

P¯= g_{кровли*}g_f1+(g_f5*P_СНЕГ+g_f3*P_{вакуума})*0.9=

=0.0039*1.05+(1.6*0.007+1.2*0.01)0.9=0,0250 кг/см² 

P­= -g_{кровли*}g_f1’+(g_f3*P_изб+g_f4*q_в*с₁)0.9=

=-0.0039*0.9+0.9(1.2*0.22+1.4*0.006*0.952)= 0,241 кг/см²

Проверка  средней части  оболочки по прочности

Предварительно  принимаем толщину листов кровли t_об=5мм 

s=0.241*856/2*0.5= 206,3 кг/см² <R_wy*g_c=2450 кг/см²