KONSTRUKCJE METALOWE II/2

o

Wykład KM II.4 – Zbiorniki walcowe

pionowe na ciecze

KONSTRUKCJE Z BLACH

• Silosy/zasobniki: PN-EN 1993-4-1
• Zbiorniki: PN-EN 1993-4-2
• Rurociągi: PN-EN 1993-4-3
• Kominy: PN-EN 1993-3-2
• Wieże powłokowe: PN-EN 1993-3-1
• Inne np. galerie transporterowe

KONSTRUKCJE Z BLACH – silosy

• Silosy

KONSTRUKCJE Z BLACH - zbiorniki

• Zbiorniki jednopłaszczowe

KONSTRUKCJE Z BLACH - zbiorniki

KONSTRUKCJE Z BLACH - rurociągi

KONSTRUKCJE Z BLACH - kominy

KONSTRUKCJE Z BLACH – wieże

powłokowe

Analiza statyczna powłok

Typ analizy

Teoria

powłok

Model

materiału

Geometria

membranowa

MTA

błonowa

nie ma

zastosowania

idealna

liniowa

sprężysta

LA

liniowa

liniowy

idealna

bifurkacyjna

lin. spr.

LBA

liniowa

liniowy

idealna

spr. geometr.

nieliniowa

GNA

nieliniowa

liniowy

idealna

fizykalnie

nieliniowa

MNA

liniowa

nieliniowy

idealna

geom i fizyk.

nieliniowa

GMNA

nieliniowa

nieliniowy

idealna

geom. nielin.

z imperf.

GNIA

nieliniowa

liniowy

z

imperfekcjami

geom. i fiz.

nielin.

z imperf.

GMNIA

nieliniowa

nieliniowy

z

imperfekcjami

Analiza statyczna powłok

Oznaczenia obciążeń, osi współrzędnych i naprężeń

membranowych:

Oznaczenia kierunków, odkształceń i naprężeń

postaciowych:

Analiza statyczna powłok

• Wytężenie przekroju powłoki wg

MTA

• Wytężenie przekroju powłoki wg

LA

lub

GNA

WYMIAROWANIE POWŁOK

• Warunek nośności przekrojów

M0

y

Rd

eq,

Rd

eq,

Ed

eq,

f

f

f

σ







WYMIAROWANIE POWŁOK

Schematy statyczne konstrukcji powłokowych

WYMIAROWANIE POWŁOK

Stateczność powłok w stanach prostych

oraz

M1

y

perf

Rd

f

α

σ













M1

y

perf

Rd

f

α













M1

y

xperf

x

xRd

f

α

σ







M1

xRk

xperf

nx

xRd

n

α

n







M1

nRk

perf

p

nRd

p

α

p











WYMIAROWANIE POWŁOK

Warunki stateczności powłoki w stanach

prostych:



xEd

 

xRd



Ed

 

Rd



Ed

 

Rd

Warunek stateczności powłoki w stanie

złożonym:

gdzie





2

θ

x

i

2

2
θ

θ

2

x

x

k

;

0,5

1,5

k

;

1

k

;

1

k





























WYMIAROWANIE POWŁOK

Powyżej oznaczono:

n

xRk

– nośność charakterystyczna powłoki w stanie

osiowym

p

nRk

– obciążenie normalne w stanie granicznym



i

– współczynnik imperfekcji



i,perf

– współczynnik wyboczenia (stateczności)

powłoki

idealnej

Poniżej oznaczono:



xcr

, 

cr

, 

cr

– naprężenia krytyczne niestateczności

sprężystej

n

xcr

, p

ncr

– napięcia lub parcia krytyczne

WYMIAROWANIE POWŁOK

Współczynnik stateczności

powłoki 

i,perf

Zbiorniki na produkty naftowe

Zbiorniki walcowe pionowe na ciecze

• Zbiorniki jednopłaszczowe

Zbiorniki walcowe pionowe na ciecze

Zbiorniki walcowe pionowe na ciecze d <

12,5 m

Zbiorniki walcowe pionowe na ciecze d >

12,5 m

Dno zbiornika

Dno zbiornika

Dno zbiornika

Zbiorniki walcowe pionowe -

pobocznica

Zbiorniki walcowe pionowe – pierścień

wieńczący pobocznicę

Zbiorniki walcowe pionowe – pierścień

wieńczący pobocznicę

Zbiorniki walcowe pierścień wieńczący

Zbiorniki walcowe pionowe na ciecze

Zbiorniki walcowe pionowe na ciecze

Zbiorniki walcowe pionowe z dachem

stałym

Zbiorniki z dachem pływającym

Obliczenia zbiorników

Obliczenia zbiorników

Obliczenia zbiorników – metody analizy

Obliczenia zbiorników – metody analizy

Obliczenia zbiorników – grubość

płaszcza t

Obliczenia zbiorników – pierścienie

usztywniające

Obliczenia zbiorników - przykład

Obliczenia zbiornika na wodę

amoniakalną

•

1. OBLICZENIA ZBIORNIKA WALCOWEGO O OSI PIONOWEJ

•

 

•

1.1. Założenia

•

 

•

Stalowy naziemny zbiornik walcowy o osi pionowej, z dachem stożkowym stałym, ocieplony, dla następujących danych i
warunków:

•

1. Średnica wewnętrzna D = 7280 mm, wysokość pobocznicy H = 8730 mm.

•

2. Kąt nachylenia tworzącej stożek dachu α = 10°

•

3. Przeznaczenie - zbiornik wody amoniakalnej (medium niebezpieczne).

•

4. Temperatura obliczeniowa płaszcza t = 100 °C.

•

5. Nadciśnienie w przestrzeni powietrznej pn = 5,0 kPa.

•

6. Podciśnienie w przestrzeni powietrznej pp = 0,5 kPa.

•

7. Lokalizacja - Puławy.

•

8. Gatunek stali 1.4301 (X5CrNi18-10) (naddatek grubości blach na korozję 0,5 mm).

•

9. Ocieplenie pobocznicy i dachu: wełna mineralna 8 cm + bl. Al. 1 mm.

•

10. Obciążenia użytkowe pomostu technologicznego q = 1,5 kN/m2. Schemat zbiornika i jego podstawowe wymiary na
rys. 1.1.

Obliczenia zbiorników - przykład

Obliczenia zbiorników – naprężenia

obwodowe 1

Obliczenia zbiorników – naprężenia

południkowe 1

Obliczenia zbiorników – naprężenia

obwodowe 2

Obliczenia zbiorników – naprężenia

południkowe 2

Obliczenia zbiorników – naprężenia

zastępcze dach i pobocznica

Obliczenia zbiorników naprężenia

zastępcze w dnie

Obliczenia zbiorników

• Warunek nośności

K

Fi



eqEd

= 1,1113,7 = 125 MPa  f

yd

=

136 MPa.

Obliczenia zbiornika na wodę

amoniakalną