«Металлоконструкция вертикального цилиндрического резервуара» - Курсовая работа

Содержание

1. Введение .3

2. Компоновочная часть проекта.4

2.1. Определение рациональных размеров резервуара.4

2.2. Проектирование днища резервуара .6

2.3.Проектирование кровли .6

3. Расчет конструкции резервуара .7

3.1. Расчет стенки резервуара на прочность .7

3.2. Расчет стенки резервуара на устойчивость .9

3.2.1. Критические напряжения .9

3.2.2. Расчетные кольцевые напряжения .10

3.2.3. Расчетные меридиональные напряжения .11

3.3. Расчет сопряжения стенки с днищем .12

4. Расчет сферического покрытия резервуара .15

4.1. Расчет радиальной балки .15

4.2. Расчет опорного кольца .17

4.3. Расчет настила .19

4.4. Расчет поперечных балок .19

4.5. Расчет центрального щита .21

5. Список литературы .24

6. Приложение .25

Введение

Сварные листовые конструкции типа резервуаров являются основным видом хранилища для нефти, нефтепродуктов, воды. Они занимают значительное место в общем объеме монтажно-сварочных работ, выполняемых при сооружении современных промышленных объектов. Основными особенностями этих металлоконструкций являются значительные геометрические размеры – порядка десятков метров, большая, исчисляемая километрами протяженность сварных швов, к плотности и прочности которых предъявляются высокие требования, использование для изготовления всех основных элементов листовой стали сравнительно небольших величин[9].

Для хранения нефти применяют обычно вертикальные цилиндрические резервуары со стационарной крышей. При наполнении в резервуаре образуется избыточное давление (до 2кПа), а при опорожнении – вакуум (до 0.4кПа).

Проектируемый резервуар имеет объем 5500м3, который заполняется нефтью.

Выдержка из текста работы

2. Компоновочная часть проекта

2.1. Определение рациональных размеров резервуара.

Генеральными размерами резервуара являются его диаметр и высота вертикальной стенки. При заданном объеме эти величины связаны между собой отношением:

V=(πD^2)/4 H (1)

где V – объем резервуара, м3;

D – диаметр, м;

H – высота вертикальной стенки, м.

При объеме резервуара свыше 2000 м3 экономичнее переменная толщина стенки, в этом случае оптимальная высота стенки определяется[7]:

Hопт=√((γ_с1*R_ωy*∆)/(γ_f2*ρ*g))=15м (2)

где ∆=1,3 мм - приведенная толщина металла днища и кровли;

γ_с1=0,8 – коэффициент условий работы стенки при расчете на прочность;

Rwy – расчетное сопротивление для вертикального сварного шва стенки, МПа

Rwy=Ry при сварке с физическим контролем качества швов, в том числе монтажного замыкающего шва

Ry – расчетное сопротивление металла стенки, которое определяется по таблицам [4] в зависимости от марки стали, ГОСТа, толщины листов (∆).

Ρ=900кг/м3 – плотность нефти

γ_f2=1,1 – коэффициент надежности по нагрузке для гидростатического давления продуктов;

Выбрана марка стали ВСт3пс, которая обладает хорошей свариваемостью при удовлетворительной прочности, остальные механические характеристики также соответствуют району строительства. Для данной марки Ry=215МПа.

Полученная высота стенки должна быть скорректирована с учетом кратности пояса высоте листовой стали 1490мм (1500-2*5 – строжка кромок) при сварке встык и с учетом ограничения по высоте станов для рулонирования Н ≤ 12м.

Принимаем Н = 1,49*8 = 11,92м

Радиус резервуара

r=√(V/πH)=12,08м (3)

Длина развертки стенки

Lст=2πr=75,86м (4)

Длина развертки кратна длине листа после строжки 5990 мм, с учетом этого принимаем Lст = 12,75*5,99 = 76,37м

Окончательно принимаем радиус

r=Lст/2π=12,12м (5)

Диаметр D = 24,24 м

Окончательный объем резервуара

V=πr^2 H=5498м^3 (6)

Объем будет превышать заданный меньше 1%

Таблица 1. Техническая характеристика резервуара.

V,м3 H,м D,м R,м H/D Lст, м

5498 11,92 24,24 12,12 0,491 76,37

Заключение

Спроектирован вертикальный цилиндрический резервуар с купольной кровлей объёмом 5500 м^3.

Список литературы

1. ГОСТ 14771-76 Дуговая сварка в защитных газах. Соединения сварные.

2. ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные. Сортамент.

3. ГОСТ 8240-97 Швеллеры стальные горячекатаные. Сортамент.

4. СНиП II-23-81 Нормы проектирования. Стальные конструкции. Госстрой.-М.: Стройиздат, 1982.

5. ПБ 03-605-03. Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов.

6. Николаев Г.А., Куркин С.А., Винокуров В.А. Сварные конструкции. Технология изготовления. Автоматизация производства и проектирование сварных конструкций. М., «Высшая школа», 1983.

7. Металлические конструкции. Под ред. Беленя, изд.6-е, М.: Стройиздат, 1986

8. Методическое пособие к курсовому проекту «Сварные конструкции», часть 1. Общие методические указания./ В.А. Аникаев. – Ижевск: 1978.

9. Методическое пособие к курсовому проекту «Сварные конструкции», часть 4. Металлоконструкция вертикального цилиндрического резервуара./ В.А. Аникаев. – Ижевск: 1986.

10. Нехаев Г.А. Проектирование и расчет вертикальных цилиндрических резервуаров и газгольдеров низкого давления. Изд. АСВ, М.: 2005.