Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Санкт-Петербургский Государственный
и испытаний сооружений
Пояснительная записка
к курсовому проекту на тему
Проектирование вертикального
цилиндрического резервуара для нефтепродуктов
Проект выполнил:
2000г
пункт 1.1 Определение геометрических размеров резервуара
где
с1=0.8 – коэффициент условий работы
f2=1.1 - коэффициент надежности по нагрузке для гидростатического давления
Rwy=2450 кг/см2 -расчетное сопротивление сварного стыкового шва (Rwy=Ry) для стали Вст3сп5-1 (лист 4-10 мм)
=1.1 см - приведенная толщина стенки и кровли (V=3400 м3)
=0.00075 кг/см3 - обьемный вес жидкости (бензин)
Принимаем предварительно максимальную высоту стенки резервуара hст=16.16 м, используем листы размером 2*8 м
Nлистов= hст/hлиста=16.16 /1.99=8.12 шт
Округляем количество листов по высоте до 8 шт. тогда окончательная высота стенки составит Hоконч= 15.92 м
Определяем радиус резервуара r2:
Определяем длину рулона
Lр=2**r2+0.2=2*3.14*8.25+0.2=52.01 м
Определяем количество листов в рулоне
Lр/lлиста=52.01/7.99=6.51 шт
Принимаем 6.75 шт , тогда LР=6.75*7.99=53.93 м, и уточняем значение радиуса резервуара r2
r2=LР-0.2/2*=(53.93-0.2)/(2*3.14)=8.56 м
Табл.1 Генеральные размеры резервуара
|
V,м3 |
Hст,м |
r2, м |
H/D |
Lстенки, м |
|
3662 |
1.99*8=15.92 |
8.56 |
0.92 |
53.73 |
cтр.2
Пункт 1.2 Определение толщины стенки резервуара.
Рис.1
Таблица 2. Определение толщины стенки резервуара
|
Номер сечения i |
Высота столба жидкости yi ,м |
*f2*yi кПа |
Pизб*f3кПа |
(2)+(3), кПа |
tвыч, cм |
tпрння-тое, мм |
tоконч, мм |
Марка стали |
|
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
1 |
15,92 |
131,34 |
26,4 |
157,74 |
0,69 |
7 |
Вст3сп5-1 |
|
|
2 |
13,93 |
114,92 |
26,4 |
141,32 |
0,62 |
7 |
Вст3сп5-1 |
|
|
3 |
11,94 |
98,50 |
26,4 |
124,9 |
0,55 |
6 |
Вст3сп5-1 |
|
|
4 |
9,95 |
82,08 |
26,4 |
108,48 |
0,47 |
5 |
Вст3сп5-1 |
|
|
5 |
7,96 |
65,67 |
26,4 |
92,07 |
0,40 |
4 |
Вст3сп5-1 |
|
|
6 |
5,97 |
49,25 |
26,4 |
75,65 |
0,33 |
4 |
Вст3сп5-1 |
|
|
7 |
3,98 |
32,83 |
26,4 |
59,23 |
0,26 |
4 |
Вст3сп5-1 |
|
|
8 |
1,99 |
16,41 |
26,4 |
42,81 |
0,19 |
4 |
Вст3сп5-1 |
Требуемая толщина стенки резервуара определяется по формуле:
где
=0,75т/м3 обьемный вес бензина
f2=1,1 коэффициент надежности по нагрузке для жидкости
Pизб=2,2*1 =2,2 т/м2 Избыточное давление паров бензина, соответствующее
2200 мм вод. столба
f3=1,2 коэффициент надежности по нагрузке для избыточного давления
r2=8,56м
Rwy=2450 кг/см2 -расчетное сопротивление сварного стыкового шва (Rwy=Ry) для стали Вст3сп5-1 (лист 4-10 мм)
с1=0.8 – коэффициент условий работы стенки резервуара
стр.3
Пункт1.3 Расчет стенки резервура на устойчивость
Определение критических напряжений:
а) мередиональных (cr1)
где с-коэффициент принимаемый по отнощению r2/tmin=856/0.4=2140; c=0.07
E=2*106 кг/см2
tmin=4 мм=0.4 см
б) кольцевых (cr2)
E=2*106 кг/см2
tcр=(4*4+2*7+6+5)/8 мм=5,125 см
h=Hст-0.33hvar=1592-0.33*796=1329,32 см
hvar=1.99*4=796 см
Сбор продольных сжимающих нагрузок
P2=(PВАК*F3+qВ*с2*F4)*nc=(0.01*1.2+0.006*0.5*1.4)*0.9= 0,01458 кг
2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2
PВАК=100 мм.вод.ст=1 кПа=0.01 кг/см2 F3=1.2
qВ=0.6 кПа =0.006 кг/см2 (V район по ветру) с2=0.5 F4=1.4 nc=0.9
Сбор кольцевых сжимающих нагрузок
P1=gкров*F1+(Pснег*F5+Pвак*F3-qВ*с1*F1)*nc=0.0039*1.1+
+(1.6*0.007+0.01*1.2-0.006*0.952*0.9)*0.9= 0,0205кг
PВАК=100 мм.вод.ст=1 кПа=0.01 кг/см2 F3=1.2
gкровли=(0.35-0.30)/(5000-3000)*3662+0.3=0,39 кН/м 2=0.0039 кг/см2 F1=1.1
Pснег= 0.7 кПа=0.007 кг/см2 (II снеговой район) F5=1.6
qВ=0.6 кПа=0.006 кг/см2 (V район по ветру)
с1=0.6*H/D+0.4=0.6*0.92+0.4=0,952 ‘F4=0.94
1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*4= 28,80 кг/см2
=7.85 т/м3=7850кг/м3=7850/(100*100*100)= 0,00785 кг/см3
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2 <=c2=1
28.80/68.69+31.20/10.90= 0,41+ 2,86= 3.27>1
Требуется установка ребер (колец) жесткости. Устанавливаем одно ребро жесткости на отметке 7.96м (середина высоты резервуара), тогда ;
cr1=68.69 кг/см2
1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0298*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*4= 28,80 кг/см2
2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2 <=c2=1
28.80/68.69+31.20/12.55= 0,41+ 2,48=2.85>1
Требуется установка дополнителных ребер (колец) жесткости. Устанавливаем два кольца жесткости на отметках 5.97м и 9.95 м , тогда ;
cr1=68.69 кг/см2
1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*3= 26,62 кг/см2
2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2 <=c2=1
26.62/68.69+31.20/16.73= 0,39+ 1,86=2.25>1
Требуется установка дополнителных ребер (колец) жесткости. Устанавливаем три кольца жесткости на отметках 3.98 м и 7.96 и 11.94 м , тогда ;
cr1=68.69 кг/см2
1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0205*856/2*0,4+1.1*0.00785*199*2= 25,06 кг/см2
2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.4= 31,20 кг/см2
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2 <=c2=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/tmin=856/0.5= 1712; c=0.07
1=P1*r2/2tст+F1**b*nпоясов= 0.0205*856/2*0,5+1.1*0.00785*199*2= 20.67 кг/см2
2=P2*r2/tmin= 0,01458*856/0.5= 24,96 кг/см2
Проверка устойчивости
Условие устойчивости стенки
1/cr1+2/cr2 <=c2=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
MY=0.1*p*r2*tст
P=*f2*H+Pизб*f3
P=0.00075*1.1*1592+0.22*1.2=1.57 кг/см2
MY=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 1
p1=( Pизб*f3+ f4*с1*qв)ncf1’*gкр-f1’*gст
p1=(0.22*1.2+1.4*0.952*0.006)0.9-0.95*0.0039=0,244-0,00371= 0,241
1=P1*r2/2tст-f1’*gкр-f1’*gст =0.241*856/2*0.7-0.95*0.00785*199*8=
= 147,35- 8,31= 139,04 кг/см2
Суммарное напряжение s
s=M+1=1152.24-139.04= 1013,2 кг/см2<RY*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 Rwun=4200 кг/см2
Rwf=0.55 Rwun/wm=0.55*4200/1.25= 1848 кг/см2
1)Катет шва принимаем kf=5мм ;f=0.7
Wf=(f*kf)2/6=(0.7*0.5)2/6= 0.0204 см3
2445,41 кг/см2< 1848*1*1 кг/см2
2)Катет шва принимаем kf=6мм ;f=0.7
Wf=(f*kf)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 :
Rth=0.5*Run/wm=0.5*2500/1.05= 1190,48 кг/см2
1716,20кг/см2> Rth*c= 1190,48 кг/см2
Условие не выполняется следовательно увеличиваем катет шва kf=7мм
Wf=(f*kf)2/6=(0.7*0.7)2/6= 0,0400см3
1275,56 кг/см2> Rth*c= 1190,48 кг/см2
Условие не выполняется следовательно увеличиваем стенку до 8 мм
И катет шва до kf=8мм
MY=0.1*p*r2*tст
MY=0.1*1.57*856*0.8= 107,51 кг*см
p1=( Pизб*f3+ f4*с1*qв)nc-f1’*gкр-f1’*gст
p1=(0.22*1.2+1.4*0.952*0.006)0.9-0.95*0.0039=0,244-0,00371= 0,241
1=P1*r2/2tст-f1’*gкр-f1’*gст =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
Wf=(f*kf)2/6=(0.7*0.8)2/6= 0,0523см3
1113,13 кг/см2< Rth*c= 1190,48 кг/см2
Условие прочности выполняется следовательно окончательно принимаем толщину нижнего листа стенки резервуара 8 мм и катет шва kf=8мм
Расчет анкерного крепления стенки
Подъемная сила Nп будет равна
NП=f3*Pизб**r2=1.2*0.22*3.14*8562= 607409 кг
Удерживающая сила Nуд
Nуд=f1(gкровли+gстенки+gокрайков)=0.9(8973+47027+1827,2)= 52045 кг
gкровли=0.0039**r2=0.0039*3.14*8562= 8973 кг
gстенки=0.007*7850*0.01*15.92*2**r= 47027 кг
gокрайков=0.2* gднища=0.2*9136= 1827,2 кг
gднища=tднища**(r+5)2=0.5*3.14*(861)2*0.00785= 9136 кг
Nанкерн.болтов= NП- Nуд=607409-52045= 555364 кг
Количество анкерных болтов при установке их через 1510 см
(10 град.) равно 36 штук
Усилие на один болт
Nанк.болта=Nанк.болт.общ/nболтов=555364/36= 15427 кг
Применяем болты нормальной точности из стали марки Вст3кп2
с расчетным сопротивлением стали растяжению
145 мпа(1500 кг/см2)
Aтр.болта.нт=Nболта/Rболта=15427/1500= 10,3 см2
Диаметр болта принимаем 42 мм с Аб.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 lw при катете шва 6 мм
lw= Nболта/4f*kf*Rwf=15427/4*0.6*0.9*1848= 3,9+1+4=8.9 см
При полуавтоматической сварке проволокой СВ-08А с
Rwun=4200 кг/см2 и Rwf=4200*0.55/1.25= 1848 кг/см2
В нижнем положении и диаметре проволоки 1.4-2 мм
Коэффициент f=0.9
Принимаем конструктивно hст=20 см
Определяем толщину накладной пластины из стали Вст3сп5
С RY=2400 кг/см2 при lпластины=120 мм
Мпластины= Nболта* lпластины/4=15427*12/4= 46281 кг*см
Wтр= Мпластины/ RY=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
Сбор нагрузок
P= gкровли*f1+(f5*PСНЕГ+f3*Pвакуума)*0.9=
=0.0039*1.05+(1.6*0.007+1.2*0.01)0.9=0,0250 кг/см2
P= -gкровли*f1’+(f3*Pизб+f4*qв*с1)0.9=
=-0.0039*0.9+0.9(1.2*0.22+1.4*0.006*0.952)= 0,241 кг/см2
Предварительно принимаем толщину листов кровли tоб=5мм
=0.241*856/2*0.5= 206,3 кг/см2 Rwy*c=2450 кг/см2
прочность в средней части кровли обеспечена
CR=0.1*2100000*0.5/856 =122,7 кг/см2
=0.025*856/2*0.5= 21,4 кг/см2 CR=122,7 кг/см2
Устойчивость в средней части кровли обеспечена
P=0,241 кг/см2 1/4*1.21*(0.52/8562-2*333.842)= 0,3025*2100000* *4,90e-7= 0,311 кг/см2
Устойчивость оболочки в месте примыкания кровли к стенке обеспечена.
Окончательно принимаем толщину листов кровли tоб=5мм