Конструкция и расчет покрытия резервуара

Стальная каркасная коническая крыша устанавливается на резервуары диаметром от 10 до 25 м. Угол наклона образующей крыши к горизонтальной поверхности выполняется с уклоном от 1:12 (4,76º) до 1:6 (9,46º). Крепление настила крыши по периметру осуществляется через обвязочный элемент жесткости. Покрытие состоит из плоских трапецеидальных щитов заводского изготовления, опирающихся по периметру стенки резервуара и на центральную стойку через центральное кольцо.

Покрытие резервуара проектируется в виде щитов, состоящих из листов толщиной t = 4 мм, уложенных на каркас из двутавра, швеллеров и уголков. Щиты опираются на верхнее кольцо центральной стойки и корпус резервуара. Щит представляет собой трапецеидальную раму с основными радиальными ребрами из прокатных двутавров. В кольцевом направлении располагают поперечные ребра из мелких номеров прокатного швеллера.

К нагрузкам на покрытие относят:

· собственный вес настила и ребер;

· вакуум;

· снег.

Расчету подлежат элементы щита:

· настил;

· поперечные ребра;

· радиальные ребра.

Расчетной схемой настила является тонкая оболочка, работающая только на растяжение и опирающаяся на поперечные ребра. Расчетным пролетом настила будет шаг поперечных ребер щита. Сечение настила проверяют по жесткости, принимая значение предельного относительного прогиба и по прочности.

Необходимо, для начала произвести сбор нагрузок. Определяем нормативные и расчетные нагрузки на щит покрытия.

Нормативные нагрузки на щит покрытия:

(1.34)

где - собственный вес радиальных балок и опорных ребер жесткости, 0,33 кН/м²;

- собственный вес радиальных балок и поперечных ребер, 0,16 кН/м²;

- собственный вес от вакуума, 0,2 кН/м²;

- снеговая нагрузка, 1,2 кН/м²;

- коэффициент сочетания нагрузок, 0,9.

Отметим, что суммарная нормативная нагрузка на щит равна

Расчет настила

Настил принимается приваренным к радиальным ребрам щитов электродам типа Э42. Предельный относительный прогиб настила рассчитывается по формуле:

(1.35)

где - наибольший пролет настила;

- поперечное сечение ребра.

Принимая толщину настила по условиям эксплуатации, по

формуле А. Л. Телояна определяют наибольший пролет настила :

(1.36)

где - нормативная погонная нагрузка на полосу настила единичной ширины;

- толщина настила;

- коэффициент, учитывающий сопротивление материала упругой деформации, а также поперечной и продольной относительной деформации.

Коэффициент рассчитывается по формуле:

(1.37)

где E – модуль упругости стали;

- коэффициент Пуассона.

Расчетная величина собственного веса настила определяется:

(1.38)

Расчетный вес снегового покрова рассчитывают по формуле:

(1.39)

где и - то же то и в формуле (4).

Нормативная погонная нагрузка на полосу настила единичной ширины по формуле:

	(1.40)

Тогда по формуле (44):

По конструктивным соображениям принимаем расстояние между поперечными ребрами щита, что является пролетом настила a, равным 1,5 м.

Проверим настил покрытия на прочность по формуле:

(1.41)

где - распор;

- опорный момент;

и - тоже, что и в формуле (3).

Нагрузка на расчетную полоску настила за вычетом собственного веса радиальных и поперечных ребер жесткости щитов:

(1.42)

Примем стрелку прогиба настила:

(1.42)

где a - шаг поперечных ребер жесткости щита.

Распор:

(1.43)

Коэффициент K:

(1.44)

Опорный момент определяется по формуле:

(1.45)

Проверка настила на прочность по формуле (50):

(1.46)

Прочность настила обеспечена [20].