МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Сибирский федеральный университет Хакасский технический институт – Филиал ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» Листовые конструкции Выполнил: Сорокаев Е. И. гр. 38 -1 Принял: Эклер Н. А. Абакан, 2012
Общая характеристика ¡ ¡ Листовые конструкции(ЛК) представляют собой емкостные конструкции, состоящие из металлических листов и предназначенные для хранения, транспортирования, перегрузки и переработки жидкостей, газов и сыпучих материалов. Широко применяются во всех отраслях народного хозяйства и составляют по весу около 30— 35% всех металлоконструкций (не считая судостроения), изготовляемых в России. Скоростные методы изготовления и монтажа в значительной степени предопределяют сокращение сроков строительства этих объектов. Надежны и долговечны при минимальном расходе металла и совершенствовании методов изготовления и монтажа.
Номенклатура металлических листовых конструкций ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ 1) резервуары для хранения жидкостей ; 2) газгольдеры для хранения газов ; 3) бункера и силосы для хранения и перегрузки сыпучих материалов ; 4) трубопроводы большого диаметра для транспортирования газов, жидкостей и размельченных или разжиженных твердых веществ; 5) листовые конструкции доменных цехов и газоочисток; 6) дымовые и вентиляционные трубы; 7) специальные листовые конструкции химической и нефтезаводской аппаратуры; 8) барабанные вращающиеся печи для обжига твердых веществ; 9) линейные ускорители протонов и другие листовые конструкции физических установок.
По положению в пространстве -надземные -наземные -заглубленные -подземные -подводные
Основные положения расчета Основная масса листовых конструкций по расчетной схеме относятся к оболочкам и лишь небольшая часть к пластинкам. В ЛК используются тонкостенные осессимметричные сплошные оболочки(оболочки вращения) и пластинки, т. е. их толщина t мала по сравнению с радиусом кривизны r(t/r≤ 1/30). В основе их расчета лежат гипотезы Кирхгофа и Лява, из которых следует, что напряженное состояние тех и других является двухосным, так как изменения напряжений по толщине малы и ими пренебрегают. Оболочки отличаются от пластинок гауссовской кривизной Г в каждой точке: где и - главные радиусы кривизны соответственно в меридиональном и кольцовом направлениях для осессиметричных оболочек
Оболочка вращения Для ЛК используют оболочки вращения положительной гауссовой кривизны -сферические и элипсоидальные, а также нулевой гауссовой кривизны – цилиндрические и конические, у которых образующей оболочки является прямая линия, т. е.
Усилия в элементе оболочки В общем случае под действием внешних нагрузок Р в оболочках возникают нормальные усилия и , сдвигающие усилие и в плоскостях, касательные к срединной поверхности, изгибающие моменты и , крутящие моменты и , поперечные силы и . Такое состояние называется моментным.
Осессеметричные оболочки, нагруженные давлением Р Уравнение равновесия Лапласа(для элипсоидальных оболочек): Величина кольцевых напряжения для цилиндрических оболочек: и
Меридиональные напряжения Уравнение равновесия на продольную ось(для цилиндрических оболочек): откуда Для сферических оболочек( ):
Проверка прочности при двухосном напряженном состоянии При двухосном напряженном состоянии надо проверить приведенное напряжение по четвертой энергетической теории прочности, которой может быть больше, чем и : Тонкостенные оболочки всех типов при возникновении в них сжимающих напряжений могут потерять устойчивость, т. е. получить мгновенное скачкообразное изменение начальной формы поперечного или выпучивания. Напряжения, при которых это происходит – критическое.
Резервуары Резервуар -представляет собой герметично закрываемый или открытый искусственно созданный стационарный сосуд, наполняемый жидким, газообразным или другими веществом. Резервуар несёт накопительную функцию в системе, которой используются. Подразделяются на: -горизонтальные цилиндрические -вертикальные цилиндрические низкого давления -вертикальные цилиндрические повышенного давления -изотермические -сферические
Вертикальные цилиндрические резервуары низкого давления Вертикальные цилиндрические резервуары имеют объем от 100 до 120000 м 3. Они состоят из цилиндрического корпуса, плоского днища и крыши. В зависимости от размеров и климатического района, крыши бывают стационарные и плавающие. По степени опасности: Класс I – особо опасные V≥ 10000 м 3, а также V≥ 5000 м 3, расположенные непосредственно по берегам рек, крупных водоемов и в черте города; Класс II – повышенной опасности V=5000 -10000 м 3; Класс III – опасные V=100 -5000 м 3.
Конструкция стенок Стенки вертикальных цилиндрических резервуаров выполняют двумя методами: Из рулонных полотнищ Полистовой метод
Для стенок применяются листы стали толщиной 5 -40 мм, шириной 1500 -2000 мм, длиной 6000 -8000 мм. Длина окружности корпуса должна быть кратна длине листа с возможной добавкой ½ или ¼ листа. При рулонном методе монтажа нужно учесть нахлестку в каждом вертикальном монтажном стыке полотнищ, принимаемую 200 мм. Толщина листов стали не должна превышать 16 мм.
Варианты стен резервуаров
Основные узлы корпуса резервуара Узел сопряжения стенки с крышей Узел сопряжения стенки с днищем
Конструкция крыши Максимальный объем стационарных крыш 50000 м 3 из-за большого расхода стали. Типы стационарных крыш Ребристая коническая Ребристая сферическая Купольная сетчатая
Газгольдеры Газгольдер — большой резервуар для хранения природного биогаза, или сжиженного нефтяного газа.
Типы газгольдеров Переменного объема (постоянного давления до 4 к. Па) Цилиндрические газгольдеры Постоянного объема (переменного давления от 70 к. Па до 2000 к. Па) Горизонтальные Толщина стенок до 36 мм Мокрые Сухие Для хранения газов, допускающих не допускающих Цилиндрические увлажнение из-за контакта с водой испарения воды V≤ 100000 м 3, а в V≤ 50000 м 3, а отдельных случаях до 600000 м 3. Толщина стенок 4 -5 мм Сферические
Расчет объемов горизонтальных цилиндрических резервуаров Размеры резервуара заданного объема V устанавливаются исходя из минимального расхода металла. Оптимальный диаметр D: Наземные резервуары опираются на две стоечные опоры. Расстояние между ними принимают равным l 0=0. 586 lр , где Длина цилиндрической части корпуса определяется с учетом выбора типа днищ:
Скачать презентацию МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ Сибирский федеральный университет Хакасский
Листовые конструкции.ppt