В статье приводится методика нахождение нагрузок на резервуар, стоящий в сесмической зоне, и заполненный жидким продуктом. Резервуар сферический. Для расчета цилиндрического резервуара с плавающей крышей следует перейти в соответствующую статью, со статической крышей - другую статью.
Методика, предложенная в настоящей статье, изложена в Рекомендациях по расчету резервуаров и газгольдеров на сейсмические воздействия
Предполагается, что резервуар абсолютно жесткий; жидкость, заполняющая резервуар, обладает вязкостью; сейсмическое движение основания является случайным процессом времени или импульсивным; рассматривается переходной процесс колебания жидкости в резервуаре и считается, что длительность землетрясения составляет 30 сек; рассматриваются горизонтальные движения резервуара.
Полная сейсмическая нагрузка, действующая на резервуар, складывается из нагрузки от веса конструкций и от веса заполняющей жидкости.
Если резервуар в силу технологических особенностей заполнен полностью, то жидкость рассматривается как твердое тело.
Расчету подвергается сферический резервуар, установленный на железобетонный стакан.
Рис. 1 - Схема резервуара
Рис. 2 - Гидродинамическое давление на резервуар
1. Определяем параметр h0 по формуле (величины h, a см. на рис. 2):
2. Определяем коэффициенты С1, С2 по графикам на рис. 3а и 3б, соответственно.
Рис. 3 - Графики для определения коэффициентов С1 , С2
3. Координата yс (рис. 2), определяющая линию действия равнодействующей силы XГ, соответствует центру тяжести эпюры гидродинамического давления, и определяется по формуле:
4. Определяем величину E1 по формуле:.
5. Определяем частоту волны первой формы по формуле:
В формуле принято: g - ускорение свободного падения
6. Определяем коэффициент сейсмичности KC по табл. 1 (она же - таблица 2 СНиП II-А.12-62):
Табл. 1 - Значение коэффициента сейсмичности KC
7. Определяем коэффициент кинематической вязкости жидкости ν по табл. 2. Нужно заметить, что расчет следует проводить при разных температурах окружающей среды, т.к. коэффициент вязкости зависит от температуры.
Табл. 2 - Значение коэффициента кинематической вязкости жидкости ν
8. Определяем коэффициент ν1 в зависимости от h0, по формуле:
9. Определяем коэффициент динамичности ξp, который принимается по табл. 3. Таблица 3 свернута в спойлер ниже.
10. Зная объем жидкости в резервуаре Vоб, определяем результирующую гидродинамического давления жидкости на стенки резервуара (полное горизонтальное усилие) по формуле:
11. Резервуар рассчитывается на силы реакций от железобетонного стакана (см. рис. 2), которые распределяются по контуру опирания радиуса r, по формуле:
Эпюра нагрузки q(Θ) имеет такой же вид, как и контурное давление на днище в случае цилиндрического резервуара (см. рис. 4,в)
Рис. 4 - Гидродинамическое давление жидкости, действующее на стенки и днище резервуара (цилиндрической формы - для примера)
Закрыть