|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() ![]() |
![]() ![]() |
![]() ![]() |
![]() ![]() |
![]() ![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
УДК 624.953:624.046.03 Учет ветровой нагрузки в инженерных оценках устойчивости стальных вертикальных цилиндрических резервуаров /Егоров Е.А., к.т.н., доц., Федоряка Ю.В. аспирант (ПГАСиА, Украина)/.
Розглядається стійкість сталевих вертикальних циліндричних резервуарів при дії вітрового навантаження. Приводяться результати виконаних досліджень, надаються рекомендації щодо застосування їх в інженерній практиці.
Рассматривается устойчивость стальных вертикальных цилиндрических резервуаров при действии ветровой нагрузки. Приводятся результаты проведенных исследований, даются рекомендации по использованию их в инженерной практике.
The stability of steel vertical cylindrical tanks at wind load is considered. The results of the fulfilled investigations and the recommendations about using them in design practice are given.
1. ВВЕДЕНИЕ В практике эксплуатации стальных вертикальных цилиндрических резервуаров - наиболее распространенных нефтехранилищ наземного типа, случаи ярко выраженной потери устойчивости практически не имеют места, если не считать аварий, связанных с грубыми нарушениями режимов эксплуатации. По-видимому, именно этим объясняется тот факт, что в отечественной литературе сравнительно мало места уделяется проблеме устойчивости упомянутых сооружений. То же относится и к нормативным документам, касающимся контроля технического состояния резервуаров, находящихся в эксплуатации [1-3]. Вместе с тем с позиций общих представлений теории оболочек проблема устойчивости должна быть и на самом деле является для резервуаров весьма актуальной, поскольку, с одной стороны, имеется целый комплекс сжимающих нагрузок (собственный вес конструкций, ветер, снег, вакуум), с другой стороны, резервуары рассматриваемого вида представляют собой очень тонкостенные оболочки, устойчивость которых в классическом понимании является очень низкой, и может изменяться в широких пределах в зависимости от качества геометрии. Нужно также учесть, что в новом нормативном документе [4] существенно увеличены ветровая и снеговая нагрузки. Это создает целый ряд дополнительных проблем для инженерной практики, особенно с позиций оценки технического состояния резервуаров, уже находящихся в эксплуатации. С учетом всего вышесказанного любые уточнения расчетных оценок устойчивости резервуаров становятся весьма актуальными.
2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ Нами рассматривались и исследовались теоретические аспекты проблемы устойчивости цилиндрических резервуаров при действии ветровой нагрузки.
В инженерной практике при
проверке устойчивости ветровую нагрузку принято представлять в виде
эквивалентного вакуума
где
Считая, что коэффициент
приведения
здесь
В действующих нормах [5]
В Еврокоде [7] значения
где
В (3) значения
Учитывая указанные выше обстоятельства, была поставлена задача определить критическую нагрузку для резервуаров с различными геометрическими параметрами при действии фактического (без приведения к равномерному) давления ветрового типа, которое в принципе может изменяться по любому, характерному для ветровой нагрузки, закону.
3. СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ
Исследования проводились
по результатам решения линейной (бифуркационной) и нелинейной (задача
определения предельной нагрузки) задач устойчивости для оболочек, параметры
которых соответствовали диапазону параметров типовых решений стальных
вертикальных цилиндрических резервуаров:
шарнирного опирания и жесткой заделки. Решения осуществлялись с использованием программного комплекса «Лира 9.2». В данной статье рассматриваются некоторые результаты, полученные для ветрового давления, распределение которого принято согласно действующим строительным нормам [4].
В табл. 1 приведены
значения критических
Таблица 1
Значения
критических параметров ветрового давления
Из данных таблицы следует,
что величина
Полученные значения
критических и предельных нагрузок позволили определить коэффициент
приведения
Рис. 1.
Значения коэффициента
а)
а)
б)
в)
Вид приведенных графиков
(рис. 1, б, в) отличается от графиков, приведенных в
[8].
Это вызвано тем, что при определении
Из графиков видно, что для
рассматриваемых оболочек коэффициент
Сравнение полученных
значений
Сопоставляя полученные
значения со значением
Таблица 2
Значения
коэффициента
Проведенные исследования позволяют в целом ряде случаев в существенной мере уточнить устойчивость стальных резервуаров. Это неоднократно использовалось нами при проведении диагностических оценок технического состояния стальных резервуаров. На основе таких оценок выявлялись имеющиеся резервы устойчивости либо делался вывод о необходимости усиления конструктивных элементов резервуаров. На рис. 2 показано усиление резервуара объемом 10 тыс. м3, выполненное по нашим рекомендациям
Рис. 2. Усиление резервуара объемом 10 тыс. м3.
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом,
выполненные исследования показали, что коэффициент приведения
При проведении инженерных
расчетов стальных резервуаров на устойчивость рекомендуется применять
коэффициент
ЛИТЕРАТУРА: 1. Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту. Госкомнефтепродукт СССР, утверждено 26.12.1986 г. 2. Руководство по обследованию и дефектоскопии стальных вертикальных резервуаров (РД-95). Госкомнефтепродукт России. – Астрахань, 1995. – 145 с.. 3. Инструкция по техническому надзору, методам ревизии и отбраковке трубчатых печей, резервуаров, сосудов и аппаратов нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.- ИТН-93. – Волгоград, 1995. – 189 с. 4. ДБН В.1.2:2006 Нагрузки и воздействия. Нормы проектирования / Минстрой Украины. – Киев, 2006. – 60 с. 5. ВБН В 2.2-58.2-94. Резервуари вертикальні сталеві для зберігання нафти і нафтопродуктів з тиском насичених парів не вище 93,3 кПа / Державний Комітет України по нафті і газу. – Київ, 1994. – 95 с. 6. Кінаш Р.І., Копилов О.Є. Аеродинамічні дослідження тандему з двох колових циліндрів // Теорія і практика будівництва: Вісник НУ „ЛП”.-Львів: НУ „ЛП”.- 2002.-№441.-С.85-94. 7. CEN/TC 250/SC3/PT4 Eurocode 3: Design of steel structures. Part 1-6: General Rules: Supplementary Rules for Shell Structures. – Brussels: Centr. Secr., 1999. – 83 p. 8. Е.А. Егоров, Ю.В. Федоряка Исследование вопросов устойчивости стальных вертикальных цилиндрических резервуаров // Металлические конструкции. – 2006. – Т. 9, №1. – с.89-97.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||