1 технологическая часть

1.7.3 Статический расчет
В сварных конструкциях резервуара нижний узел заделан и в связи с этим в нем возникает напряженное состояние, требующее специальных исследований и расчета, способ которого разработан М.К. Сафаряном и М.Н. Ручимским.
Данные для расчета
Емкость резервуара 5000 м³
Диаметр резервуара d 20920 мм
Высота резервуара Н 14900 мм
Толщина стенки первого пояса 8 мм
Толщина окрайков днища 10мм
Модуль упругости стали 2,1∙10⁵ МПа
Коэффициент Пуассона для стали 0,3
Нагрузка на единицу длины окружности:
, (1.6)
и — вес стенок и покрытия резервуара; — диаметр резервуара.
кН/м.
Равномерно распределенное гидростатическое давление:
МПа. (1.7)
Определим основные характеристики резервуара.
Цилиндрическая жесткость стенки
, (1.8)
— модуль упругости; — коэффициент Пуассона для стали.
Н∙м.
, (1.9)
Н∙м.
Цилиндрическая жесткость днища:
, (1.10)
Н∙м.
Коэффициент деформации стенки:
, (1.11)
.
Коэффициент постели основания может принимать значения 3÷20 кг/см³ (принимаем = 5 кг/см³ = 5.104 Н/м³). Тогда коэффициент деформации днища:
,
.
Перемещение стенки:
, (1.13)
, (1.14)
, (1.15)
, — цилиндрическая жесткость и коэффициент деформации стенки соответственно.
(1.16)
(1.17)
— коэффициент постели стенки; — удельный вес продукта. = 9,10^-4.
,
,
,
,

Определим перемещение днища.
Расстояние от наружной стенки до края днища с = 50 мм. Предварительно, при помощи таблиц (А. А. Уманский "Специальный курс строительной механики"), находим значение функций при аргументе
:
;
;
;
.
Перемещение днища:
, (1.18)
1/кг,
, (1.19)
,
, (1.20)
,
где — коэффициент постели песчаного основания. Решим канонические уравнения:
, (1.21)

, (1.22)
.
Решим систему уравнений
(1.23)
Откуда получим:
кН/м; кН/м.
Максимальные напряжения изгиба в середине стены равны:
, (1.24)
МПа (1.25)
Рассчитанные напряжения оказались ниже предельно допустимых, толщины листов первого пояса являются достаточными.
При этом необходимо учесть, что кроме этих напряжений, действующих в вертикальной плоскости, действуют кольцевые напряжения, которые достигают своего максимума на расстоянии 300-400 мм от узла и затем уменьшаются к узлу до нуля.
Анализ показывает, что и с учетом этих напряжений общее напряженное состояние нижнего узла будет в допустимых пределах, если нет других концентратов напряжений в виде дефектов сварных швов и пр.