Пр5. ПР №5 Багаутдинов В. Э. БСТ-18-01. Расчет плавающей крыши резервуара

• Название: Расчет плавающей крыши резервуара
• Дата: 07.11.2022
• Размер: 23.87 Kb.
• Имя файла: ПР №5 Багаутдинов В. Э. БСТ-18-01.docx
• Тип: Документы; #775193

РАСЧЕТ ПЛАВАЮЩЕЙ КРЫШИ РЕЗЕРВУАРА

Произведем расчет на плавучесть и остойчивость плавающей крыши РВСПК - 50000.

5.1 Характеристики плавающей крыши:

Плавающая крыша – двудечная с герметичными радиальными коробами, удерживающими крышу на поверхности, с внутренним диаметром D, высотой стенки Н.

Площадь всей ПК:



где - радиус плавающей крыши.

5.2 Нагрузки на плавающую крышу

Вес ПК со всеми элементами (катучая лестница, затвор, водоспуск) выбираем из проекта.



где – коэффициент надежности по нагрузке собственного веса, ;

– масса крыши с катучей лестницей, затвором и водоспуском, .



Сила трения затвора о стенку:



где – коэффициент трения;

– диаметр плавающей крыши.



5.3 Расчет плавучести и остойчивости плавающей крыши

Плавучесть рассчитывается при плотности продукта 0,7 т/м³.

5.5.1 Расчетное сочетание №1.

Сочетание нагрузок собственный вес ПК и равномерно расположенный снег на крыше.

Величина действующей на крышу полной снеговой нагрузки вычисляется по формуле:



где µ - коэффициент перехода от веса снегового покрова земли к снеговой нагрузке на покрытии µ=1,0;

– нормативное значение веса снегового покрова на единицу площади горизонтальной поверхности земли для своего снегового района, 2,5 кПа.



При равномерной снеговой нагрузке погружение ПК равномерное:



где – удельный вес хранимого продукта, .



Погружение от собственного веса:



где – вес плавающей крыши со всеми элементами;

– удельный вес хранимого продукта, кН/м³;

– площадь всей плавающей крыши.



Полное погружение ПК от собственного веса и равномерной снеговой нагрузки:



Превышение борта над продуктом:



где b – высота борта крыши,


5.5.2 Расчетное сочетание №2.

Сочетание нагрузок собственный вес ПК и неравномерно расположенный снег на крыше.

Распределение неравномерной снеговой нагрузки по поверхности плавающей крыши принимается:











где – высота стенки резервуара;

– диаметр резервуара.

Снеговой мешок, расположенный на участке с имеет клиновидную форму.

Площадь ПК с :



Площадь секторов по краю ПК:



Неравномерную снеговую нагрузку можно представить, как сумму равномерной в середине и по периметру, не создающую кренящего момента и неравномерную сверху, снизу и слева и справа, создающую кренящий момент.

Равномерное погружение ПК от снега с и .

Вес снега на ПК с середины, где и по краям, где :



Неравномерное погружение (с учетом кренящего момента) ПК от снега на участках с , и .









При расчете на остойчивость примем, что погруженный объем плавающей крыши не изменяется при неравномерной нагрузке, а только изменит форму и будет равен погруженному объему при такой же нагрузке, но приложенной равномерно. Примем, что расположение центра тяжести плавающей крыши находится на пересечении оси симметрии и мембраны ПК.

При воздействии неравномерной нагрузки возникает момент, стремящийся повернуть ПК. Погруженный объем изменил форму, центр тяжести погруженного объема сместился в сторону наклона.

Вытесненный объем продукта:



где – вес снега на плавающей крыше;

– вес плавающей крыши со всеми элементами;

– удельный вес хранимого продукта, кг/м³.

Данный объем можно разделить на объем цилиндра высотой h и цилиндрического клина высотой h₁ с основанием, равным площади ПК.

Объем цилиндра высотой h создан весом самой плавающей крыши, снеговой нагрузки G1, приложенными в центре и суммой нагрузок G_5сн кН на расстоянии 22,855 м, создающем момент, и уравниваемой частью нагрузки G_2сн на расстоянии 23, 906 м:



Сумма нагрузок и :



Высота цилиндра:



Вытесненный объем от кренящих нагрузок:



Высота цилиндрического клина:



Погружение, равное объему цилиндрического клина:



Полное погружение ПК:

– в нижней части ПК;

– в верхней части ПК.

Превышение борта над продуктом:

– в нижней и верхней частях ПК,

– в нижней части ПК,

– в верхней части ПК,

Условие выполняется в обоих случаях.

Крен ПК при действии кренящего момента (неравномерной снеговой нагрузки):







Направляющая находится на радиусе r=29,063 м. Патрубок для направляющей диаметром d_n=890 мм толщиной t=5 мм, направляющая из трубы 530х9 мм. Зазор 175 мм.

Перемещения образующей патрубка направляющей ПК по горизонтали составляют:



Перемещения по горизонтали верхней точки ПК к стенке:



Т.к горизонтальное смещение не большое, заклинивание ПК не произойдет.
5.5.3 Расчетное сочетание №3 (при отсутствии аварийного дренажа)

При 250 мм осадков погружение ПК равномерное:



где – удельный вес воды.

Превышение борта над продуктом:





Условие выполняется.
5.5.4 Расчетное сочетание №4

Вытесненный объем продукта от собственного веса ПК и равномерно расположенного снега:



В первом приближении, учитывая равномерное погружение от веса снега и ПК, погружение:



Момент устойчивости плавающего тела:



где G – вес тела, равный весу вытесненной жидкости.



где Н – метацентрическая высота;

θ - угол крена.

Метацентрическая высота при малых углах крена:



где J – момент инерции площади плавания относительно оси качания;

V – объем тела, погруженного в жидкость;

d – превышение центра тяжести тела над центром водоизмещения при равновесии.

Момент инерции:



Расстояние до центра тяжести затопленного отсека:





где l₃₀ – длина затопленного отсека, м;

Погружение от крена (высота цилиндрического клина):



Объем незатопленной части цилиндрического клина:



Объем незатопленной части цилиндра:



Высота погруженного цилиндра:



Общее погружение от собственного веса, снега и потери герметичности двух смежных коробов:



Превышение борта над продуктом:

над продуктом.

над продуктом.