Резервуарами называются сосуды, предназначенные для хранения нефти, нефтепродуктов, сжиженных газов, воды, жидкого аммиака, кислот, технического спирта и других жидкостей.
В зависимости от положения в пространстве и геометрической формы резервуары делятся на цилиндрические (вертикальные, горизонтальные), сферические, каплевидные, траншейные и др.
По расположению относительно планировочного уровня строительной площадки различают надземные (на опорах), наземные, полуза- глубленные, подземные и подводные резервуары.
Резервуары могут быть постоянного и переменного объемов. Тип резервуара выбирают в зависимости от свойств хранимой жидкости, режима эксплуатации, климатических особенностей района строительства. Широкое распространение имеют вертикальные и горизонтальные цилиндрические резервуары как наиболее простые при изготовлении и монтаже. Резервуары со стационарной крышей являются сосудами низкого давления, в которых хранятся нефтепродукты при малой их оборачиваемости (10—12 раз в год). В этих резервуарах при наполнении жидкостью образуется избыточное давление в паровоздушной зоне (до 2 кПа), а при опорожнении — вакуум (до 0,25 кПа).
Для хранения нефти и легкоиспаряющнхся нефтепродуктов при большой оборачиваемости применяют резервуары с плавающей крышей и понтоном. В них практически отсутствуют избыточное давление и вакуум.
Резервуары повышенного давления (до 30 кПа) применяются для длительного хранения нефтепродуктов при их оборачиваемости не более 10—12 раз в год.
Для хранения больших объемов сжиженных газов применяют шаровые резервуары, для хранения бензина с высокой упругостью паров — каплевидные резервуары.
§ 2. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ РЕЗЕРВУАРЫ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ
Для хранения нефти и нефтепродуктов е низкой упругостью паров применяются обычно вертикальные цилиндрические резервуары постоянного объема со стационарной крышей. Они просты в изготовлении и монтаже и достаточно экономичны по расходу металла. Объем их колеблется в широких пределах — от 100 до 20 000 м3 (для хранения легковоспламеняющихся жидкостей, например бензина) и до 50 000 м3 (для хранения горючих жидкостей, например мазута). В дальнейшем по мере разработки противопожарных мероприятий пределы максимальных объемов могут быть увеличены.
Резервуары этого типа выполняются, как правило, наземными. Обычно их устанавливают на специально подготовленной песчаной подушке, покрытой гидрофобным слоем.
Основными элементами такого резервуара являются стенка (корпус), днище и крыша (покрытие), выполняемые из листовой стали (рис . 22.1). Эксплуатационное оборудование резервуара состоит из арматуры (устройства для налива, замера и выпуска жидкости, предохранительных клапанов) и приспособлений для очистки и осмотра (лестниц, светового и замерного люков, лазов).
По исследованиям В. Г. Шухова, заложившего основы современного резервуаростроения, конструктивные решения основных элементов резервуара в значительной степени зависят от его объема. Им были установлены оптимальные размеры вертикальных цилиндрических резервуаров постоянного объема, при которых расход металла будет наименьшим. Резервуар со стенкой постоянной толщины имеет минимальную массу, если суммарная масса днища и покрытия вдвое больше массы стенки, а значение оптимальной высоты резервуара определяется по формуле
Рис. 22.1. Вертикальный цилиндрический резервуар объемом 5000 »«' со стаиционарной конической крышей
/—днище, 2 — стенка резервуара; ? —крыша; 4 - центральная стойка. о — шахтная лестница
Опоры ВЛ рассчитывают на действие нагрузок при тред работы: нормальном (основное сочетание), монтажном (дополнительное сочетание) и аварийном (особое сочетание). Характерными нагрузками для опор ВЛ кроме ветровой и гололеда является обрыв одного или нескольких проводов одновременно.
Мри обрыве провода в одном из пролетов гирлянды, на которых подвешен этот провод, поворачиваются, провес проводов в соседних участках увеличивается и усилия в них резко падают. Это наряду с другими конструктивными мероприятиями обеспечивает сохранность проводов в других пролетах линии.
Но конструктивной форме опоры ВЛ представляют собой пространственные стержневые системы, усилия в которых определяют с использованием ЭВМ.
Элементы опор обычно выполняют из равнополочных уголков. При большой высоте опор оказывается выгодным применение труб. Если грани ствола превышают габариты транспортных средств, элементы конструкции приходится отправлять с завода россыпью, что хотя и обеспечивает высокий уровень использования железнодорожных платформ, но приводит к увеличению объема работ на монтаже. Конструкция бес- фасоночного узла, в котором два раскоса крепятся одним болтом (рис. 27.6), имеет преимущества перед другими, но использование такого решения возможно лишь при достаточной ширине полки уголка.
При небольших размерах поперечного сечения ствола (см. рис. 27.3 и 27.4) конструкции отправляют с завода секциями длиной до 8—10 м.
Каждая секция должна иметь не менее двух диафрагм, необходимых для обеспечения пространственной жесткости конструкции. Диафрагмы устанавливают также в местах переломов поясов и крепления оттяжек.
Расчет элементов стальных конструкций и соединений должен выполняться в соответствии с главой СНиП II-23-81, в которой имеются дополнительные требования по проектированию опор воздушных линий электропередачи, учитывающие особенности работы этих конструкций.
Необходимым условием для конструкций, работающих под открытым небом, является защита их от атмосферной коррозии. Периодическая окраска конструкции на трассе — трудоемкая и дорогостоящая операция. Более эффективно применять оцинкованные конструкции. Имеющееся на специализированных заводах оборудование позволяет проводить цинкование целых секций сварных решетчатых конструкций размером 1,5X1,5X9 м. Монтаж оцинкованных конструкций выполняется на оцинкованных болтах.
Весьма перспективно для опор ВЛ электропередачи использование коррозионно-стойких алюминиевых сплавов [4J. Особенно целесообразным оказывается применение алюминиевых опор на линиях, прокладываемых в труднодоступных районах, с использованием вертолетов для транспортирования и монтажа алюминиевых конструкций, более легких, чем стальные. Опыт строительства таких линий имеется.
Бункерами и силоеами называют емкости, предназначенные для хранения и перегрузки сыпучих материалов (рис. 24.1). Хранилища, в которых высота стенки не превосходит полуторного наименьшего поперечного размера, называют бункерами. Более высокие хранилища называют силосамн. Силосы применяют исключительно круглыми в плане. Бункеры отличаются большим разнообразием конструктивных решений. Они подразделяются на пирамидально-призматические, лотково-призматические, гибкие (параболические), гибкие с жесткими разгрузочными воронками, конусно-цилиндрические.
Бункера могут находиться как внутри здания, так и на открытом воздухе. Загружают бункера механическим или пневматическим способом через отверстия в верхнем перекрытии. Разгрузка производится под действием xiaccbi сыпучего материала при открывании выпускных отверстий. Для улучшения условий разгрузки бункера и силосы заканчиваются снизу суживающейся частью, называемой воронкой. Наименьший угол наклона стенки воронки к горизонту на 5—10° превышает угол естественного откоса сыпучего материала.
В зависимости от вида разгрузочного устройства и механических характеристик сыпучего материала выпускные отверстия бункеров и си- лосои могут иметь круглую, квадратную, прямоугольную или вытянутую щелевую форму в плане. Размер выпускного отверстия
о0-*(& + 80)1йф, (24.1)
где Оо — сторона квадрата или диаметр D выпускного отверстия, мм; 2.4...2.6 — опытный коэффициент; b — максимальный размер кусков сыпучего материала, нм; ip — угол естественного откоса сыпучего материала, град.
Размеры выпускных отверстий Оо изменяются от 300 (для сухого песка) до 1500 мм (для крупной рулы, скрапа, угля-плитняка).
В бункерах, предназначенных для хранения твердых кусковых материалов, внутреннюю поверхность наклонных стенок футеруют, чтобы предохранить стенки от истирания и образования вмятин при ударах. Тип футеровки зависит от истирающих свойств сыпучего материала. Так. бункера для руды и скрапа футеруют листовой марганцовистой сталью марки 30Г2 толщиной 6—10 мм. Иногда применяют деревянную футеровку.
Основные несущие конструкции бункеров с плоскими стенкам» и сило- сон изготовляют из углеродистой стали, а гибких бункеров — из низколегированной. Конструкции бункеров и си- лосои выполняются сварными с соединением элементов встык. Соединения внахлестку допускаются только как монтажные. В некоторых случаях монтажные соединения делают болтовыми.
§ 2. БУНКЕРА С ПЛОСКИМИ СТЕНКАМИ
1. Конструктивные особенности
Бункера с плоскими стенками являются жесткими конструкциями, так как сохраняют постоянную геометрическую форму в процессе загружения
Рис. M.l. Сч*« буикгрк (о) и снпиеа (Й) / — *ерхк«« чвсть (ярнвиатичссквх ялн цилиилри'.кта); ? — юроикл (пнримк* лвлиияа ИЛИ ионическая); J — выпускное отверстие
и разгрузки. Но конструктивной форме они разделяются на пирамидально-призматические и лотково-призматические. Они состоят из верхней призматической части и нижней части (воронки), имеющей форму усеченной пирамиды или лотка большой протяженности.
Вертикальные стенки образуются, как правило, бункерными несущими балками н имеют горизонтальные н вертикальные ребра жесткости. Обшивка воронки укрепляется обычно только горизонтальными ребрами жесткости (рис. 24.2).
Бункера опираются на колонны через бункерные балки. Бункерные балки с колоннами образуют поперечные рамы. Неизменяемость формы сооружения в продольном направлении бункерной эстакады обеспечивается продольными СВЯЗЯМ)!.
2. Основные положения расчета
Бункера с плоскими стенками рассчитывают на воздействие нагрузок: от веса конструкций 1 — 1,2 кН/м2, снеговой, ветровой нагрузок, временных нагрузок на перекрытие до 4 кН/м2, а также от давления сыпучего материала. Нагрузки от ветра и снега принимают по СНиП 11-6-74.
При расчете принимают следующие коэффициенты перегрузки: от веса конструкций «, = 1.1; от давления сыпучего материала л»*1,3; от вето а л3«=1,2.
Коэффициент условии работы дли обшивки и бункерных балок принимается равным т=0,8, для остальных конструкций у=1.
Расчет производится раздельно для призматической (коробки) и пирамидальной или лотковой (воронки) части бункера. Плоские стенки бункеров рассчитывают как пластинки, которые под воздействием равномерно распределенного давления сыпучего материала находятся в состоянии цилиндрического изгиба. Предполагается, что пластинки шарнирно прикреплены к ребрам жесткости. Изгибающий момент в середине пролета пластинки равен;
м мб - 4п2 Р* Р iV/n3 (jV + SE), (24.2)
гас М6 — изгибающий момент для простой балки в середине пролета; V — продольное растягивающее (цепное) усилие и обшивке, определяемое но формуле
I — расстояние между ребрами жесткости; St-n7Ef‘/12(1—v^P.
Вертикальное qu и горизонтальное Р“ нормативные давления сыпучего материала в бункерах определяют по формулам:
Я” = W Р" = *ТУ-
|
124.4)
|
Аналогично в силосах
|
|
Я" - гУ'Нто k> Р“«грг//1р,
|
(24.5)
|
где у. 1т,— уд вес и коэффициент трения сыпучего материала; *=tgs(4S°—<(-/2) — отношение горизонтального давления к вертикальному; ц. — угол естественного откоса сыпучего материала; г—Л/и — гидравлический радиус; А. и — соответственно площадь
и периметр поперечного сечения силоса; г*1— е ’ —коэффициент, который определяется по [5. табл. 23.31; У—расстояние от верха сыпучего материала до рассматриваемого сечения.
При расчете стенок воронки по формуле (24.3) вместо Р" подставляются значения нормативного давления сыпучего материала, направленного перпендикулярно наклонной поверхности воронки:
= (cos’ a ф ft sin* о)
где в" берется по формуле (24.4).
Прочность обшивки проверяется по формуле
о - N!t ± Minax/W = S/t ± 6AW«* * yR. (24.7)
где \Г=!,1й— момент сопротивления полосок в обшивке шириной 1 см; у=0.8.
Для участков в верхней части бункера необходимо учитывать напряжения в обшивке, развивающиеся от усилия ,VBV,
о г. N/l ф Nt9!t ± уR. (24.8)
где .V.»“jVsyVJ2{а,+b,); a,. bv — размеры в плане бункерной воронки на уровне у. м;
V9 - (V3) К 6» + + а0) <*, + bj + о, 6,| ф Л, ab;
hi, а, Ь — высота и размеры в плане призматической части бункера; Л,—высота воронки с материалом.
Максимальные значения прогиба пластинки определяют по формуле 4л, 1 ,
Горизонтальные ребра жесткости пирамидальной части бункера выполняют из уголков, приваренных пером к обшивке с наружной стороны. Полка уголка может располагаться горизонтально, однако предпочтительнее располагать ее перпендикулярно поверхности обшивки.
Рис. MS. Расития* схема буиагрчой балки
а acDciuyuiUKc iijipyjKK. Г, — ||рИЛОЖ.’*(К *1ркка.1Ь- иых и ropiiioiita.ltliux и*- грулок: о — расчетная схе
ма балки при работе на вертикальные нлгруанн; t — pjoentai схема состой балки при работе на гори 1<жт*.|ьиыс и*|ру(»«; О — вариант расчетной Схемы вертгаахьпой стевкл балкл
так как в этом случае упрощается технология сварки и уменьшается крутящий ребро момент.
Ребра рассчитывают на поперечный изгиб и пролольную силу. Прочность ребра как для сжато-изогнутого стержня проверяют по формуле а -- Л/Лр Ч- М/И'р < YR. (24.9)
где c/p-niP" (ft. +Л.*,)/2»1п а; yl; Nq№\ Л>. (Рр - соответственно площадь и момент сопротивлснин ребра с прилегающей к нему частью обшивки шириной. равной 30?
Прогиб проверяется по формуле прогиба балки с защемленными концами
Бункерные балки рассчитывают как однопролетные шарнирно опертые на действие вертикальной и горизонтальной нагрузок от конструкций, давления сыпучих материалов и временных нагрузок на перекрытие (рис. 24.3). Принимается, что на вертикальные и горизонтальные нагрузки в основном работают только пояса балки. Стенка балки в заполненном бункере работает на распор от засыпки как пластинка, опертая на пояса балки, а также на горизонтальные и вертикальные ребра жесткости. |
Скачать 75.83 Kb.