Шаров А.В. ТИ-3 Редакт (Готовая курсовая работа (балка)), страница 2

См. рис. 1(лист 1)

Общий вес цилиндрической части равен:

(10)

2 Расчет днища резервуара

2.1 Плоское днище резервуара, установленное на песчаное или бетонное основание, не несет рабочих усилий

Днище изготавливают из листов, сваренных внахлестку. В местах пересечений швов производят подшивку.

Принимаем толщину листов в средней части днища равной 6 мм, а на периферии равной 8 мм.

2.2 Определяем вес днища

(11)

где

– толщина листов в средней части. = 6 мм

– толщина листов на периферии. = 8 мм

r=R-G

где

R- радиус днища

G-высота листа (G=а)

а- 1000 мм

в- 1500 мм

r=16,5-1,5=15 (12)

r – радиус днища с толщиной листов r = 15 м

3 Расчет крыши резервуара

3.1 Листовое покрытие кровли рассматривается при расчёте на прочность, как пластина, опертая по контуру

Можно принять:

а = 0,5в; тогда

α =0,407

или

а = в; тогда

α =0,192

Принимаем размер ячейки а = в = 1000 мм => α =0,192

1000 мм – контур на который опирается лист

3.2 Определяем нагрузку на элемент

(13)

– нагрузка от веса снега

– нагрузка от веса человека

– нагрузка от собственного веса кровли

Принимаем = 1000 Н/м , следовательно на наш элемент действует

Нагрузка от веса человека

P – вес человека ( ≈ 850 Н)

Нагрузка от собственного веса кровли

(14)

где

j – плотность стали 76000

S – толщина листов кровли (0,5см = 0,005м)

3.3 Определяем допустимые напряжения в пластине

(15)

где

R = 315 МПа

m – коэффициент перегрузки для силовой нагрузки на кровлю.(0,8)

n = 1,4

3.4 Определяем расчетные напряжения в пластине

(16)

где

q – общая нагрузка на кровлю

а – размер ячейки

S – толщина листов кровли

4 Расчет балки на прочность и жесткость

4.1 Определение веса листового покрытия резервуара

(17)

где

r – радиус кольца (см. рис. 1)

R – радиус резервуара

S – толщина листов перекрытия

j – плотность металла

Вся кровля состоит из щитов – 15 штук (рис. 2а). Каждый щит имеет свой каркас, который состоит из радиальных и поперечных балок. В качестве элемента каркаса принимаем: швеллер № 18 и уголок с размером полки 80 мм.

Принимаем размеры листа покрытия 1000 х 2000 мм. Размеры ячейки принимаются те же, что и при расчете напряжений (пункт 3.1).

4.2 Определение веса каркаса покрытия резервуара

(18)

где

Q₃- общий вес каркаса кровли и листов

Q₂- общий вес уголка

Q₁- общий вес радиальных балок

Q_кр- веса листового покрытия резервуара(323 кН)

1 метр швеллера № 18 весит 170 Н.

1 метр уголка 80 х 80 весит 95 Н.

30 – количество радиальных балок ( 15 щитов x 2 балки)

Длина радиальной балки: м

Длина радиальных балок: L = 16,18·30 = 485,4 м.

Общий вес радиальных балок: = L·170 = 82,5 кН.

Общая длинна уголков используемая для изготовления каркаса одного щита = 10м. Тогда на изготовление 15 щитов понадобится 150м уголка.

Общая длина уголка используется для изготовления каркаса щитов ≈ 150 м.

Общий вес уголка: = 150·95 = 213 кН (для всей кровли).

Вес поперечной балки: = 8,3·170 = 1,4кН · 15 = 21 кН.

Общий вес каркаса кровли и листов: Q_Σ = 21 + 213 + 79.2+ 323 = 636.2 кН.

4.3 Определение вертикальных нагрузок на кровлю от веса снега и людей

Снеговая нагрузка равна 981

Нагрузка от снега на кровлю площадью 853.865 равна:

= 853.865·981 = 837 кН.

Нагрузка от бригады из четырёх человек равна 3,9 кН

4.4 Определение общей нагрузки на кровлю и на одну балку каркаса

Общая нагрузка на кровлю.

(19)

где

q_c- нагрузка на кровлю от снега (837 кН)

q_s- нагрузка на кровлю от бригады из четырёх человек (3,9 кН)

q_Σ- общий вес каркаса кровли и листов (636.2)

= 837 + 3,9 + 636.2 = 1477.1 кН.

Нагрузка на одну балку.

кН (20)

Нагрузка на один метр составляет.

4.5 Расчет балки на прочность и жесткость

Линии влияния строгие для x = (0,1 – 0,5)l (см. рис. 3)

Построение линии влияния изгибающего момента.

(21)

где

l – длина балки 1618

q – равномерно распределенная нагрузка. (см. пункт 4.5)

q = 3,2 кН/м

Построение линии влияния от поперечной силы P

(22)

Балка должна удовлетворять требования норм жесткости:

, (23)

где

l – длина балки.

– максимальный прогиб балки.

(24)

где

E – площадь Юнга ( )

J – момент инерции балки ( или )

;

Балка удовлетворяет нормам жесткости.

5 Расчет стойки

5.1 Нагрузка на стойку составляет около 33% всей вертикальной нагрузки

N = *0.33 кН (25)

N = 1477,1*0.33 = 487,44 кН

5.2 Расчет стойки, работающей при сжатии, производиться из условий

(26)

где

N – нагрузка на стойку .

J – площадь поперечного сечения стойки.

φ– коэффициент, зависящий от гибкости сжатого элемента.

(27)

где

l – длина стойки l = 13,3 м

r – радиус инерции поперечного сечения стойки.

(28)

где

J – момент инерции стойки.

В качестве стойки принимаем трубу по ГОСТ 8732-78 720х8х13300

Определяем момент инерции трубы.

(29)

D – максимальный диаметр трубы 720 мм.

(30)

Площадь поперечного сечения трубы равна:

(31)

(32)

По таблицам определяем φ.

φ(λ) = 0,547

(33)

где

R- расчетное соединение в сварном шве

m- коэффициент условия работы

n- 1,1 – коэффициент перезагрузки для гидростатического давления.

6 Сборка элементов цилиндрического резервуара и монтаж резервуара в целом

6.1 Изготовление цилиндрической части

Подготовка листов начинается с правки их на многоваликовых правильных вальцах. Для сварки стыковых соединений продольные кровли листов подвергаются обработки обработке на кромкострогательном станке. Торцевые кромки, как для стыковых, так и нахлесточных соединений обрезают на гильотинных ножницах.

Листы раскладывают в определенной последовательности (рис. 1). Плотная сборка закрепляется прихватками.

Листы, собираемые нахлесточными соединениями, имеют риски, совмещаемые с рисками продольных осей поясов на настиле стенда. 1, 2, 3, пояса собираются для сварки в стык, а 4, 5, 6, 7, 8 – в нахлестку. Сборка осуществляется сварочными тракторами.

Наворачивание полотнища производят на каркас, используемый в дальнейшем в качестве конструкционного элемента, например опорную стойку.

6.2 Изготовление днища резервуара

Днище изготавливают на заводе в виде сварных полотнищ. Листы днища свариваются в стык.

На место монтажа оно доставляется в виде рулонов. После раскатки элементов днища место соединения элементов свариваются нахлестку.

6.3 Изготовления элементов перекрытия резервуара

Широкое распространение получила кровля, собираемая из отдельных, поставляемых с завода, щитов , размер которых определяется габаритом железнодорожного подвижного состава.

Порядок сборки щитов следующий:

На кондукторе вплотную к ограничителям и в притык один к другому выкладывают листы настила о соединяют их между собой прихватками.

Поверх настила кровли накладывают элементы каркаса щита, размещая их над стыками настила кровли.

Все элементы каркаса соединяют прихватками. Настил кровли прихватывают к каркасупрерывистыми швами.

6.4 Монтаж резервуар

Монтаж вертикальных цилиндрических резервуаров из рулонированных элементов -

выполняется следующим образом: