Гост. ГОСТ минус 165. Утв и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 19 декабря 2017 г. N 2030ст
 Скачать 0.7 Mb.
|
Рисунок 2 - Технологическая схема расчета для мембранЧисленный анализ следует выполнять с учетом физической и геометрической нелинейности, при этом должно учитываться следующее: - возможное асимметричное поведение мембраны при тепловых нагрузках, вызываемых системой крепления в изоляции или железобетоне; - эквивалентные напряжения должны оцениваться с помощью теории Треска или теории фон Мизеса как при статическом, так и усталостном расчете; - по возможности деформация, вызываемая тепловой нагрузкой, должна использоваться в качестве предельного условия; - максимальные напряжения или деформации всегда должны рассчитываться по главным осям; - необходимо обратить внимание на моделирование (то есть определение размеров элементов) всех элементов мембраны; - необходимо добиться хорошей корреляции между результатами модельных исследований и результатами расчетных проверок. Мембрана должна рассчитываться на сейсмические воздействия. Модель должна включать конструкцию резервуара и жидкость, в том числе взаимодействие жидкости (конструкции). Система крепления мембраны в изоляции или железобетоне должна выдерживать все расчетные усилия, включая усилия от сейсмических воздействий. 5.2.2.2 Численный анализ 5.2.2.2.1 Кривая напряжений (деформаций) При численном анализе кривая напряжений (деформаций) должна быть определена с учетом следующих соображений: - она должна быть создана для выбранного материала; - часть кривой с участком, на котором происходит уменьшение напряжений (то есть появление на испытываемом образце шейки поперечного сужения) должна быть исключена; - коэффициент поперечной деформации η для упругого и пластического поведения материала будет разным. 5.2.2.2.2 Устойчивость при статической нагрузке Расчетом необходимо показать, что мембрана сохраняет свою форму при заданных статических нагрузках (коэффициент запаса по прочности 1,25 для давления жидкости). Деформация рифленых частей должна соответствовать пределам, установленным посредством кривой напряжений (деформаций). Необходимо использовать главные напряжения и деформации. 5.2.2.2.3 Нестабильное разрушение/нестабильность коробления Необходимо исключить потерю местной устойчивости. Примечание - Проверку местной устойчивости можно выполнять с помощью коэффициентов устойчивости. В таком случае можно принять следующие коэффициенты запаса: 1) моделирование с применением лазерного или эквивалентного метода измерения: SF = 2,0; 2) моделирование, основанное на идеальной форме: SF = 4,0. Температурную деформацию можно считать как устойчивое состояние, и коэффициент запаса определяется только от сжимающей силы. 5.2.2.2.4 Прогрессирующая деформация Необходимо обеспечить отсутствие прогрессирующей деформации в любой части мембраны как при температурных воздействиях, так и при нагрузках от давления жидкости. 5.2.2.2.5 Усталостное поведение 5.2.2.2.5.1 Общие положения Необходимо привести двухосное напряженное состояние к эквивалентному напряжению или деформации, рассчитанным с использованием главных значений напряжений или деформаций соответственно по критериям Треска или фон Мизеса. Примечание - Кривая усталости (кривая Веллера) часто определяется на основании испытания на усталость при одноосном напряженном состоянии. 5.2.2.2.5.2 Диапазон деформации Необходимо оценить амплитуду эквивалентных деформаций для всех цикличных нагрузок, включая их сочетания. Амплитуда эквивалентной деформации (  ) для указанных цикличных нагрузок рассчитывается исходя из условия плоского напряженного состояния, так как мембрана рассматривается как тонкий лист.Фактические напряжения и деформации определяются главными напряжениями σ1, σ2, σ3 или главными деформациями ε1, ε2, ε3 соответственно, принимаемыми в порядке σ1 > σ2 > σ3 и ε1 > ε2 > ε3 соответственно. Таким образом, в цикле нескольких нагрузок σ1, σ2, σ3 и ε1, ε2, ε3 должны располагаться соответствующим образом. Поскольку мембрана является тонким листом, принимается плоское напряженное состояние (  iϵ {1; 2; 3}, σi = 0). Необходимо отметить, что даже при σ1 = 0, εi ≠ 0 (iϵ {1; 2; 3}).Эквивалентная амплитуда деформации на основании критерия Треска рассчитывается следующим образом  ,(6) Эквивалентная амплитуда деформации по критерию фон Мизеса рассчитывается следующим образом  ,(7) Коэффициент С принимает следующие значения: - в пластической области, η = 0,5: С =  ;- в упругой области, η = 0,3: С = 0,544. 5.2.2.2.5.3 Кривая усталости (кривая Веллера) При выборе расчетной кривой усталости (кривая Веллера) необходимо учитывать тот факт, что мембрана подвержена низкоцикличной усталости при низкой температуре и что она подвергается местами пластическим деформациям. При отсутствии кривой усталости, полученной по результатам усталостных испытаний на самих элементах мембраны, кривой усталости, используемой при оценке усталостного поведения, должна быть кривая для избранного материала, которая должна быть представлена на утверждение заказчиком. В качестве метода суммирования повреждений для определения усталостного сопротивления используется закон Майнера. Примечание 1 - Примеры кривых усталости смотрите в "Рекомендуемой практике для СПГ в наземных хранилищах", [4]. Примечание 2 - Кривые усталости часто основываются на следующих положениях: - "кривая наилучшего приближения". Она основывается на статистической интерпретации экспериментальных результатов испытаний на усталость. Эта интерпретация дает средние экспериментальные кривые; - "расчетная кривая". Она основывается на "кривой наилучшего приближения", включающей поправочный коэффициент, определяемый как наименее благоприятное из значений напряжения, деленное на два или число циклов, деленное на 20. Эти коэффициенты нельзя считать коэффициентами запаса, однако они должны учитываться как коэффициенты неопределенности, охватывающие разброс данных и пренебрегаемые эффекты (то есть шероховатость, результаты обработки и т.п.). Эти коэффициенты не учитывают локальные неоднородности (то есть коэффициент концентрации напряжений), и, следовательно, важно учесть этот эффект в расчетной интенсивности напряжения. Примечание 3 - На практике усталостное разрушение обычно возникает в местах концентрации напряжений. Поэтому эти эффекты следует оценить для всех условий, используя соответствующие коэффициенты концентрации напряжений, определенные в теоретических, экспериментальных исследованиях, расчетном анализе напряжений с конечным числом элементов. 5.2.2.2.6 Устойчивость при сейсмической нагрузке Железобетонный внешний резервуар должен выдерживать сейсмические нагрузки землетрясений рабочего уровня и максимального расчетного уровня в условиях эксплуатации. Для землетрясения рабочего уровня необходимо показать что: - мембрана и анкеры в состоянии воспринимать сейсмические воздействия; - давление на мембрану является приемлемым; - давление на изоляцию является приемлемым. Для землетрясения максимального расчетного уровня внешний резервуар с системой защиты днища (уголков) должен быть в состоянии удерживать жидкость. Примечание - Мембрана может быть разрушена. 5.2.2.3 Испытание методом моделирования 5.2.2.3.1 Общие положения При использовании моделирования испытания выполняются на всех элементах системы. Каждый элемент должен испытываться в его полном размерном виде. Примечание - Испытание можно выполнять при комнатной температуре. Количество образцов для испытания должно быть таковым, чтобы обеспечить достоверность результатов. Размещение измерительных устройств определяется расчетным анализом, методами "фотоупругости" и т.п. Датчики деформаций следует закреплять на клеях, обеспечивающих надежность закрепления на поверхности заданного материала в выбранном их расположении. Кроме того, они должны позволять рассчитывать напряжение (деформации) по главным площадкам *. ────────────────────────────── * На главных площадках напряжение сдвига равно нулю. ────────────────────────────── Расчет эквивалентного напряжения или деформации всегда должен определяться по главным направлениям. Соответственно, амплитуда эквивалентной деформации на основании критерия Треска рассчитывается следующим образом  ,(8) Амплитуда эквивалентных деформаций на основании критерия фон Мизеса рассчитывается по формуле (7). Значения коэффициента С: - в пластичной области, η = 0,5: С = ;- в упругой области, η = 0,3: С = 0,544. 5.2.2.3.2 Устойчивость при статическом нагружении Необходимо показать отсутствие коллапсирующего разрушения в мембране. Если мембрана рассчитывается на заданные нагрузки, при расчете должен приниматься коэффициент запаса по несущей способности 1,25. 5.2.2.3.3 Прогрессирующая деформация При действии циклической нагрузки, моделирующей действительные условия эксплуатации, необходимо показать, что все элементы мембраны остаются устойчивыми, без возникновения прогрессирующей деформации после десяти циклов. 5.2.2.3.4 Усталостное поведение Все элементы мембраны резервуара-хранилища должны быть испытаны на усталость посредством: - циклического изменения температурного режима; - циклического изменения гидростатического давления (для полноценного моделирования рабочих условий мембраны все элементы, испытываемые под циклическим давлением, должны быть предварительно загружены до значения, соответствующего как минимум максимальному относительному удлинению). "Кривая наилучшего приближения" должна основываться на статистической интерпретации согласно описанию в предложенном стандарте ИСО "Рекомендации по усталостному расчету сварных соединений и элементов", май 1996 г., экспериментальных результатов определения усталости. Данная интерпретация дает срединные экспериментальные кривые. Экспериментальные результаты усталостных испытаний должны основываться на главных значениях напряжения или деформаций. "Расчетная кривая" определяется по кривой "максимальных приближений", принимая уровень доверительной вероятности γ = 75 %, а вероятность неразрушения р = 95 %. Расчетные точки должны основываться на следующем расчете расчетная точка = m-kσ, где m - среднее значение совокупности результатов испытаний; σ - стандартно погрешности совокупности; k - коэффициент, определяемый из таблицы 7. Примечание - Данный подход также представлен в приложении В. В качестве метода суммирования повреждений для определения усталостного сопротивления используется закон Майнера. |