Страница 3: ДСТУ-Н Б EN 1993-4-2:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 4-2. Резервуари (60921)

1 ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

1 General

1.1 Сфера застосування

1.1 Scope

(1) Частина 4.2 Єврокода 3 встановлює основні принципи та правила проектування вертикальних циліндричних наземних сталевих резервуарів для зберігання рідких продуктів з такими характеристиками:

а) внутрішній надлишковий тиск у резервуарі - не менш 100 мбар і не більш 500 мбар⁵;

б) розрахункова температура метала корпусу резервуара в діапазоні від -50 ºС до +300 ºС. Для резервуарів виготовлених із нержавіючої сталі розрахункова температура корпусу може бути в діапазоні від – 165 ºС до +300 ºС. Для циклічно–навантажених резервуарів температура корпусу повинна бути в діапазоні - Т < 150 ºС;

в) максимальний проектний рівень наповнення резервуара не повинен перевищувати верхню відмітку циліндричної оболонки.

(2) Частина 4.2 враховує вимоги щодо міцності та стійкості сталевих резервуарів. Інші конструкційні вимоги для всіх резервуарів, що експлуатуються при температурі навколишнього середовища, наводяться в EN 14015, а при низьких температурах  в EN 14620, вимоги щодо виготовлення та монтажу  в EN 1090.

Всі ці додаткові вимоги стосуються підготовки основи і влаштування фундаменту, виготовлення, спорудження й випробування, експлуатаційної надійності таких елементів як люки, фланці, пристрої для підводу і зливу продукту.

(3) Спеціальні вимоги в проектуванні сейсмостійких конструкцій, що доповнюють вимоги Єврокода 3, викладені в EN 1998-4 (Єврокод 8 частина 4 «Проектування сейсмостійких конструкцій: Силоси, резервуари та трубопроводи»).

(1) Part 4.2 of Eurocode 3 provides principles and application rules for the structural design of vertical cylindrical above ground steel tanks for the storage of liquid products with the following characteristics:

a) characteristic internal pressures above the liquid level not less than −100mbar and not more than 500mbar ⁵ ;

b) design metal temperature in the range of −50ºC to +300ºC. For tanks constructed using

austenitic stainless steels, the design metal temperature may be in the range of −165ºC to

+300ºC. For fatigue loaded tanks, the temperature should be limited to T < 150ºC;

c) maximum design liquid level not higher than the top of the cylindrical shell.

(2) This Part 4.2 is concerned only with the requirements for resistance and stability of steel tanks. Other design requirements are covered by EN 14015 for ambient temperature tanks and by EN 14620 for cryogenic tanks, and by EN 1090 for fabrication and erection considerations.

These other requirements include foundations and settlement, fabrication, erection and testing, functional performance, and details like man-holes, flanges, and filling devices.

(3) Provisions concerning the special requirements of seismic design are provided in EN 1998-4 (Eurocode 8 Part 4 “Design of structures for earthquake resistance: Silos, tanks and pipelines”), which complements the provisions of Eurocode 3 specifically for this purpose.

⁵ При відсутності інших позначень тиск завжди вказується в мбар.

⁵ All pressures are in mbar gauge unless otherwise specified

(4) Проектування несучих конструкцій резервуарів розглянуто в EN 1993-1-1.

(5) Проектування алюмінієвих конструкцій покриття сталевих резервуарів розглянуто в EN 1999-1-5.

(6) Проектування залізобетонних фундаментів для сталевих резервуарів розглянуто в EN 1992 і EN 1997.

(7) Числові значення особливих впливів на сталеві резервуари, які необхідно враховувати при проектуванні, наведено в EN 1991-4 «Впливи на силоси і резервуари». Додаткові умови щодо впливів на резервуари наведено в додатку А до частини 4.2 Єврокода 3.

(8) Частина 4.2 не включає:

 плаваючі покриття і понтони;

 вогнестійкість забезпечення (викладене в EN 1993-1-2).

(9) Циліндричні резервуари, що розглянуті в цьому стандарті, мають вісесиметричну форму в плані, але можуть піддаватися несиметричному впливу і можуть мати несиметричну форму несучої конструкції.

(4) The design of a supporting structure for a tank is dealt with in EN 1993-1-1.

(5) The design of an aluminium roof structure on a steel tank is dealt with in EN 1999-1-5.

(6) Foundations in reinforced concrete for steel tanks are dealt with in EN 1992 and EN 1997.

(7) Numerical values of the specific actions on steel tanks to be taken into account in the design are given in EN 1991-4 "Actions on Silos and Tanks". Additional provisions for tank actions are given in annex A to this Part 4.2 of Eurocode 3.

(8) This Part 4.2 does not cover:

− floating roofs and floating covers;

− resistance to fire (refer to EN 1993-1-2).

(9) The circular plan form tanks covered by this standard are restricted to axisymmetric structures, though they can be subject to unsymmetrical actions, and can be unsymmetrically supported.

1.2 Нормативні посилання

1.2 Normative references

Цей Європейський стандарт містить положення інших публікацій у вигляді датованих або недатованих посилань. Ці нормативні посилання знаходяться у відповідних місцях тексту, а перелік публікацій наводиться нижче. Для датованих посилань подальші поправки або редакції будь-яких таких публікацій застосовуються до цього Європейського стандарту лише за умови, що вони включені до нього поправкою або редакцією. Для недатованих посилань застосовується останнє видання публікації, на яку дається посилання.

This European Standard incorporates, by dated or undated reference, provisions from other publications. These normative references are cited at the appropriate places in the text and the publications are listed hereafter. For dated references, subsequent amendments to or revisions of any of these publications apply to this European Standard only when incorporated in it by amendment or revision. For undated references the latest edition of the publication referred to applies.

EN 1090-2 Виробництво сталевих і алюмінієвих конструкцій. Частина 2: Технічні вимоги до сталевих конструкцій;

EN 1990 Основи проектування конструкцій;

EN 1991 Єврокод 1: Впливи на конструкції;

Частина 1.1: Питома вага, власна вага, корисні навантаження в наземному будівництві;

Частина 1.2: Впливи пожежі на несучі конструкції;

Частина 1.3: Снігове навантаження;

Частина 1.4: Вітрове навантаження;

Частина 4: Впливи на силоси і резервуари:

EN 1992 Єврокод 2: Проектування бетонних конструкцій;

EN 1993 Єврокод 3: Проектування сталевих конструкцій:

Частина 1.1: Загальні правила і правила для будівель;

Частина 1.3: Холодноформовані тонкі елементи і листи;

Частина 1.4: Неіржавіючі сталі;

Частина 1.6: Загальні правила - додаткові правила щодо міцності та стійкості листових конструкцій;

Частина 1.7: Загальні правила - додаткові правила. Пластинчаті конструкції при навантаженні поза межами площини;

Частина 1.10: Характеристики матеріалу за міцністю і ударною в’язкістю;

Частина 4.1: Силоси;

EN 1997 Єврокод 7: Геотехнічне проектування;

EN 1998 Єврокод 8: Проектування сейсмо –стійких конструкцій;

Частина 4: Силоси, резервуари, трубопро  води;

EN 1999 Єврокод 9: Проектування алюмінієвих конструкцій.

Частина 1.5: Конструкції оболонок;

EN 10025 Вироби гарячекатані з конструкційної нелегованої сталі  технічні умови постачання;

EN 10028 Вироби плоскі сталеві для використання під тиском;

EN 10088 Сталь нержавіюча;

EN 10149 Вироби із сталі з високою границею текучості плоскі гарячекатані для холодного формування;

Частина 1: Загальні умови постачання

Частина 2: Умови постачання термозміц -неної прокатної сталі

Частина 3: Умови постачання нормалізованої або нормалізованої прокатної сталі

EN 13084 Труби димові промислові окремо стоячі

Частина 7: Технічні умови на циліндричні сталеві вироби для димових і обсадних труб.

EN 14015 Технічні умови на проектування і будівництво наземних вертикальних, зварних, сталевих, циліндричних резервуарів з плоским днищем, для зберігання рідини, які монтуються на будівельних майданчиках в температурних умовах не нижче навколишнього середовища;

EN 14620 Проектування і виробництво на місці вертикальних циліндричних, із плоским днищем, сталевих резервуарів для зберігання охолоджених зріджених газів з робочою температурою 5°C і 165°C;

ISO 1000 Система одиниць - СІ

ISO 3898 Основи проектування будівельних конструкцій. Умовні позначення. Загальні символи;

ISO 8930 Загальні принципи надійності будівельних конструкцій. Перелік еквівалентних термінів

EN 1090-2 Execution of steel structures and aluminum structures – Part 2: Technical requirements for steel structures;

EN 1990 Basis of structural design;

EN 1991 Eurocode 1: Actions on structures ;

Part 1.1: Actions on Structures - Densities, self weight and imposed loads for buildings;

Part 1.2: Actions on structures - Actions on structures exposed to fire;

Part 1.3: Actions on structures - Snow loads;

Part 1.4: Actions on structures - Wind loads;

Part 4: Actions on silos and tanks;

EN 1992 Eurocode 2: Design of concrete structures ;

EN 1993 Eurocode 3: Design of steel structures:

Part 1.1: General rules and rules for buildings;

Part 1.3: Cold formed thin members and sheeting;

Part 1.4: Stainless steels;

Part 1.6: General rules - Supplementary rules for the strength and stability of shell structures;

Part 1.7: General rules - Supplementary rules for planar plated structures loaded transversely;

Part 1.10: Material toughness and through thickness properties;

Part 4.1: Silos;

EN 1997 Eurocode 7: Geotechnical design;

EN 1998 Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance;

Part 4: Silos, tanks and pipelines;

EN 1999 Eurocode 9; Design of aluminium structures;

Part 1.5: Shell structures;

EN 10025 Hot rolled products of non-alloy structural steels - technical delivery conditions;

EN 10028 Flat products made of steel for pressure purposes;

EN 10088 Stainless steels

EN 10149 Specification for hot-rolled flat products made of high yield strength steels for cold forming.

Part 1: General delivery conditions

Part 2: Delivery conditions for thermo mechanically rolled steels

Part 3: Delivery conditions for normalized or normalized rolled steels

EN 13084 Freestanding industrial chimneys

Part 7: Product specification of cylindrical steel fabrications for use in single wall steel chimneys and steel liners

EN 14015 Specification for the design and manufacture of site built, vertical, cylindrical, flat bottomed, above ground, welded, metallic tanks for the storage of liquids at ambient temperatures

EN 14620 Design and manufacture of site built, vertical, cylindrical, flat-bottomed steel tanks for the storage of refrigerated, liquefied gases with operating temperatures between -5°C and -165°C;

ISO 1000 SI Units;

ISO 3898 Bases for design of structures - Notation - General symbols;

ISO 8930 General principles on reliability for structures - List of equivalent terms.

1.3 Умови застосування

(1) Додатково до загальних вихідних положень EN 1990, враховується наступне:

- виготовлення та монтаж повинні відповідати вимогам EN 1090, EN 14015 і EN 14620 відповідно.

1.3 Assumptions

(1) In addition to the general assumptions of EN 1990 the following assumption applies:

- fabrication and erection complies with EN 1090, EN 14015 and 14620 as appropriate

1.4 Відмінність між принципами і правилами застосування

(1) Дивись 1.4 в EN 1990.

1.4 Distinction between principles and application rules

(1) See 1.4 in EN 1990.

1.5 Терміни та визначення

(1) Терміни, які наведено в 1.5 EN 1990 для загального використання в структурі

Єврокодів, та визначення наведені в ISO 8930, застосовуються в Частини 4.2 EN 1993, якщо не вказано інше, але в Частині 4.2 наведені такі додаткові визначення:

1.5.1 оболонка.

Конструкція, виконана із викривленого тонкого листа. Для резервуара цей термін має особливе значення, див. 1.7.2.

1.5.2 вісесиметрична оболонка.

Конструкція стінки, геометрія якої визначається обертанням меридіональної лінії навколо центральної осі.

1.5.3 короб.

Тривимірна конструкція, яка виконана зі збірних плоских листів, що складаються в закриту об’ємну форму. Для цілей цього стандарту короб має розміри, які в цілому зіставні в усіх напрямках.

1.5.4 меридіональний напрям.

Дотична лінія до корпусу резервуара в будь-який точці вертикального перерізу, що проходить через вісь резервуара. Вона змінюється в залежності від елемента конструкції, що розглядається.

1.5.5 кільцевий напрям.

Горизонтальна дотична лінія до корпусу резервуара в будь-який точці. Вона змінюється відносно корпусу резервуара, лежить у горизонтальній площині й зберігається незалежно від того якої форми

резервуар - циліндричної чи квадратної.

1.5.6 серединна поверхня.

Цей термін використовується для позначення як вільної від напруження середньої зони перерізу під час формування оболонки простим згином, так і середньої зони перерізу плоского листа, що є складовою частиною короба.

1.5.7 інтервал між ребрами жорсткості.

Відстань між поздовжніми осями двох сусідніх паралельних ребер жорсткості.

Додатково до Частини 1 EN 1993 (і Частини 4 EN 1991), у Частині 4.2 застосовується наступна термінологія:

1.5.8 резервуар.

Ємність для зберігання рідких продуктів. У цьому стандарті передбачається, що він призматичний з вертикальною віссю (за винятком нижньої частини резервуара та частин покриття).

1.5.9 оболонка.

Оболонка – це циліндрична стінка резервуара кругла в плані. Таке визначення дещо не кореспондується з визначенням в 1.4.1, але досить часто так використовується. Для уникнення непорозумінь можливе альтернативне визначення «циліндрична стінка».

1.5.10 корпус резервуара.

Металеві листові елементи, з яких формують вертикальні стінки, покриття і днища, тобто корпус резервуара. Виключно до вертикальних стінок цей термін не використовується.

1.5.11 пояс.

Циліндрична стінка резервуара формується з коротких циліндричних секцій з вертикальними з'єднаннями між окремими вальцьованими листами. Пояс не має горизонтальних з'єднань.

1.5.12 хоппер.

Збіжна до низу частина резервуара. Він використовується для направлення рідин до отвору для їхнього видалення під дією сили тяжіння. Зазвичай влаштовують при вмісті завислих твердих часток.

1.5.13 з'єднання.

Вузол, у якому з’єднуються два або більше елементів корпусу або плоских листів. Він може включати або не включати ребро жорсткості. Місце приєднання кільцевого ребра жорсткості до корпусу або короба може розглядатися як з'єднання.

1.5.14 перехідне з'єднання (уторний стик).

З'єднання вертикальної стінки з днищем або хоппером. З'єднання може бути у нижньої кромки вертикальної стінки або поруч із нею.

1.5.15 з'єднання корпус - покриття.

З'єднання корпус-покриття  це з’єднання між вертикальною стінкою і покриттям

Термін, що іноді вказується як верхнє уторне з'єднання.

1.5.16 поздовжнє ребро жорсткості.

Локальний елемент зміцнення конструкції, розташований уздовж меридіонального напряму оболонки. Встановлюється для забезпечення стійкості або використовується для передачі на корпус локальних навантажень, або для сприйняття осьових навантажень. Для сприйняття згину від дії поперечних навантажень не призначається.

1.5.17 ребро.

Локальний елемент, який забезпечує передачу навантажень, що викликають згин стінки або її листів, використовується для розподілу на конструкцію поперечних навантажень, що виникають під впливом згину.

1.5.18 кільцеве ребро жорсткості.

Елемент жорсткості, що проходить по периметру стінки на певній висоті. Припускається, що жорсткості у меридіональному напрямку в елементі не має.

Використовується ребро для підвищення стійкості або сприйняття локальних навантажень, але не є основним несучим елементом. У циліндричних стінках воно має форму кільця, а в прямокутних таку ж форму в плані, як і конструкція.

1.5.19 опорне кільце.

Елемент, що проходить по периметру нижньої кромки стінки в зоні днища резервуара й призначається для забезпечення проектного положення стінки.

1.5.20 кільцева балка.

Кругове ребро жорсткості, що забезпечує згинальну жорсткість та міцність циліндричної стінки або використовується в прямокутному коробі при зміні в плані відповідної форми. Кільцева балка розташовується по нормалі до площини конструкції, і є основним елементом для сприйняття навантаження та розподілу локальних навантажень на конструкції стінки або короба.

1.5.21 резервуар на постійній основі.

Резервуар, що розташований на постійній однорідній основі по всій площині спирання. Незначні відхилення від однорідності основи (наприклад, невеликий отвір) не повинні впливати на застосування цього визначення.

1.5.22 дискретне обпирання.

Технічне рішення, згідно з яким резервуар обпирається на обмежену кількість локальних стояків і кронштейнів.

1.5.23 уловлювальний резервуар.

Зовнішній резервуар для утримання рідини, яка може виливатись в результаті протікання або через аварію в основному резервуарі. Цей тип конструкції застосовується там, де в основному резервуарі утримуються токсичні або небезпечні рідини.

1.5 Terms and definitions

(1) The terms that are defined in 1.5 in EN 1990 for common use in the Structural Eurocodes and the definitions given in ISO 8930 apply to this Part 4.2 of EN 1993, unless otherwise stated, but for the purposes of this Part 4.2 the following supplementary definitions are given:

1.5.1 shell. A structure formed from a curved thin plate. This term also has a special meaning for tanks: see 1.7.2.

1.5.2 axisymmetric shell. A shell structure whose geometry is defined by rotation of a meridional line about a central axis.

1.5.3 box. A structure formed from an assembly of flat plates into a three-dimensional enclosed form. For the purposes of this standard, the box has dimensions that are generally comparable in all directions.

1.5.4 meridional direction. The tangent to the tank wall at any point in a plane that passes through the axis of the tank. It varies according to the structural element being considered.

1.5.5 circumferential direction. The horizontal tangent to the tank wall at any point. It varies around the tank, lies in the horizontal plane and is tangential to the tank wall irrespective of whether the tank is circular or rectangular in plan.

1.5.6 middle surface. This term is used to refer to both the stress-free middle surface when a shell is in pure bending and the middle plane of a flat plate that forms part of a box.

1.5.7 separation of stiffeners. The centre to centre distance between the longitudinal axes of two adjacent parallel stiffeners.

Supplementary to Part 1 of EN 1993 (and Part 4 of EN 1991), for the purposes of this Part 4.2, the following terminology applies:

1.5.8 tank. A tank is a vessel for storing liquid products. In this standard it is assumed to be prismatic with a vertical axis (with the exception of the tank bottom and roof parts).

1.5.9 shell. The shell is the cylindrical wall of the tank of circular planform. Although this usage is slightly confusing when it is compared to the definition given in 1.4.1, it is so widely used with the two meanings that both have been retained here. Where any confusion can arise, the alternative term

“cylindrical wall” is used.

1.5.10 tank wall. The metal plate elements forming the vertical walls, roof or a hopper bottom are referred to as the tank wall. This term is not restricted to the vertical walls.

1.5.11 course. The cylindrical wall of the tank is formed making horizontal joints between a series of short cylindrical sections, each of which is formed by making vertical joints between individual curved plates. A short cylinder without horizontal joints is termed a course.

1.5.12 hopper. A hopper is a converging section towards the bottom of a tank. It is used to channel fluids towards a gravity discharge outlet (usually when they contain suspended solids).

1.5.13 junction. A junction is the point at which any two or more shell segments or flat plate elements meet. It can include a stiffener or not: the point of attachment of a ring stiffener to the shell or box may be treated as a junction.

1.5.14 transition junction. The transition junction is the junction between the vertical wall and a hopper. The junction can be at the base of the vertical wall or part way down it.

1.5.15 shell-roof junction. The shell-roof junction is the junction between the vertical wall and the roof. It is sometimes referred to as the eaves junction, though this usage is more common for solids storages.

1.5.16 stringer stiffener. A stringer stiffener is a local stiffening member that follows the meridian of a shell, representing a generator of the shell of revolution. It is provided to increase the stability, or to assist with the introduction of local loads or to carry axial loads. It is not intended to provide a primary load carrying capacity for bending due to transverse loads.

1.5.17 rib. A rib is a local member that provides a primary load carrying path for loads causing bending down the meridian of a shell or flat plate, representing a generator of the shell of revolution or a vertical stiffener on a box. It is used to distribute transverse loads on the structure by bending action.

1.5.18 ring stiffener. A ring stiffener is a local stiffening member that passes around the

circumference of the structure at a given point on the meridian. It is assumed to have no stiffness in the meridional plane of the structure. It is provided to increase the stability or to introduce local loads, not as a primary load-carrying element. In a shell of revolution it is circular, but in rectangular

structures is takes the rectangular form of the plan section.

1.5.19 base ring. A base ring is a structural member that passes around the circumference of the structure at the base and is required to ensure that the assumed boundary conditions are achieved in practice.

1.5.20 ring girder or ring beam. A ring girder or ring beam is a circumferential stiffener which has bending stiffness and strength both in the plane of the circular section of a shell or the plan section of a rectangular structure and also normal to that plane. It is a primary load-carrying element, used to distribute local loads into the shell or box structure.

1.5.21 continuously supported. A continuously supported tank is one in which all positions around the circumference are supported in an identical manner. Minor departures from this condition (e.g. a small opening) need not affect the applicability of the definition.

1.5.22 discrete support. A discrete support is a position in which a tank is supported using a local bracket or column, giving a limited number of narrow supports around the tank circumference.

1.5.23 catch basin. An external tank structure to contain fluid that may escape by leakage or

accident from the primary tank. This type of structure is used where the primary tank contains toxic or dangerous fluids.

1.6 Символи, що використані в частині 4-2 Єврокода 3

Символи застосовуються згідно з ISO 3898:1987.

1.6.1 Латинські великі букви

А — площа поперечного перерізу;

А1, А2 — площа верхнього та нижнього фланців центрального кільця покриття;

D — діаметр резервуара;

E — модуль Юнга;

H — висота частини стінки до верху рідини; максимальна проектна висота наливу рідини;

Н₀ — висота стінки резервуара;

I — момент інерції поперечного перерізу;

К — коефіцієнт, що використовується при розрахунках на стійкість;

L — висота ділянки оболонки або

відстань між ребрами жорсткості;

М — згинальний момент в конструктив –ному елементі;

N — осьова сила в конструктивному елементі;

N_f — мінімальне число циклів наванта- жування при розрахунку утоми;

Р — вертикальне навантаження на крокву покриття;

R — радіус кривизни ділянки стінки з відхиленням від циліндричності;

Т — температура;

W — пружний момент опору перерізу; вага.

1.6.2 Малі латинські букви

а — довжина прямокутного отвору в оболонці;

b — ширина прямокутного отвору в оболонці; ширина листа в поперечному перерізі;

c_р — аеродинамічний коефіцієнт;

d — діаметр люка або патрубка;

e — відстань від зовнішнього волокна балки до осі балки;

f_y — розрахункова границя текучості сталі;

f_u — границя міцності сталі;

h — підйом покриття (висота вершини купола покриття над площиною її приєднання до корпусу резервуара); висота кожного пояса стінки резервуара;

j — коефіцієнт міцності з'єднання; коефіцієнт концентрації напру -ження; кількість поясів стінки;

l — висота корпуса, над яким може утворитися вигин;

m — згинальний момент на одиницю довжини;

n — головне мембранне зусилля; кількість крокв у круглому покритті резервуара;

р — розподілене навантаження (не обов'язково під прямим кутом до стінки);

р_n — нормальний тиск на корпус резервуара (ззовні);

r — радіус серединної поверхні циліндричної стінки резервуара;

t — товщина стінки;

w — мінімальна ширина опорного кільця;

x — радіальна координата для покриття резервуара;

y — місцева вертикальна координата для покриття резервуара; коефіцієнт

компенсації в конструкції підси -лення отворів;

z — головна осьова координата уздовж вертикальної осі резервуара (оболонка обертання).

1.6.3 Грецькі букви

 — нахил покриття;

• — відхилення днища резервуара від вертикалі; β = π/n, де n — це кількість крокв;

γ_F — коефіцієнт надійності за навантаженням;

γ_M — коефіцієнт надійності за матеріалом;

δ — прогин;

Δ — зміна змінної;

ν — коефіцієнт Пуассона;

θ — кругова координата по колу стінки;

σ — нормальне напруження;

τ — дотичне напруження.

1.6.4 Підрядкові індекси

Е — значення напруження або перемі - щення (за результатами розрахунків);

F — на половині прольоту; вплив;

a — кільцевий;

d — розрахункове значення;

f — утома;

i — в середині; спрямований усередину; розрахункова змінна;

k — центральне кільце покриття;

k — нормативне значення;

m — середнє значення;

min — мінімальна допустима величина;

n — номінальний; під прямим кутом до стіни;

о — ззовні; спрямований назовні;

р — тиск;

r — радіальний; кільцевий;

R — несуча здатність;

s — на опорі;

s — стінка оболонка;

х — меридіональний; радіальний;

осьовий;

у — кільцевої; перпендикулярний;

пластична деформація;

0 — еталонне значення;

1 — верхній;

2 — нижній;

θ — кільцевий (в оболонках обертання).

1.6 Symbols used in Part 4.2 of Eurocode 3

The symbols used are based on ISO 3898:1987.

1.6.1 Roman upper case letters

A — area of cross-section;

A1, A2 — area of top, bottom flange of roof centre ring ;

D — diameter of tank;

E — Young’s modulus;

H — height of part of shell wall to liquid surface; maximum design liquid height;

H₀ — height of the tank shell;

I — second moment of area of cross-section;

K — coefficient for buckling design;

L — height of shell segment or stiffener shear length;

M — bending moment in structural member;

N — axial force in structural member;

N_f — minimum number of load cycles relevant for fatigue;

P — vertical load on roof rafter;

R — radius of curvature of shell which is not cylindrical;

T — temperature;

W — elastic section modulus; weight.

1.6.2 Roman lower case letters

a — side length of a rectangular opening in the shell;

b — side length of a rectangular opening in the shell; width of a plate element in a cross-section;

c_p — coefficient for wind pressure loading;

d — diameter of manhole or nozzle;

e — distance of outer fibre of beam to beam axis;

f_y — design yield strength of steel;

f_u — ultimate strength of steel;

h — rise of roof (height of apex of a dome roof above the plane of its junction to the tank shell) height of each course in tank shell;

j — joint efficiency factor; stress concentration factor; count of shell wall courses;

l — height of shell over which a buckle may form;

m — bending moment per unit width;

n — membrane stress resultant

number of rafters in circular tank roof;

p — distributed loading (not necessarily normal to wall);

p_n — pressure normal to tank wall (outward);

r — radius of middle surface of

cylindrical wall of tank;

t — wall thickness;

w — minimum width of base ring

annular plate;

x — radial coordinate for a tank roof;

y — local vertical coordinate for a tank roof; replacement factor used in design of reinforced openings:

z — global axial coordinate coordinate along the vertical axis of an

axisymmetric tank (shell of revolution)

1.6.3 Greek letters

 — slope of roof;

 — inclination of tank bottom to vertical; β = π/n, where n is the number of

rafters;

_F — partial factor for actions;

_M — partial factor for resistance;

 — deflection;

 — change in a variable;

ν — Poisson’s ratio;

 — circumferential coordinate around shell;

σ — direct stress

τ — shear stress

1.6.4 Subscripts

E — value of stress or displacement (arising from design actions);

F — at half span; action;

a — annular;

d — design value;

f — fatigue;

i — inside; inward directed; counting variable;

k — roof centre ring;

k — characteristic value;

m — mean value;

min — minimum allowed value;

n — nominal; normal to the wall;

o — outside; outward directed;

p — pressure;

r — radial; ring;

R — resistance;

s — at support;

s — shell wall;

x — meridional; radial; axial;

y — circumferential; transverse; yield;

0 — reference value

1 — upper

2 — lower

θ — circumferential (shells of revolution)

1.7 Правила умовних позначень

1.7 Sign conventions

1.7.1 Умовні позначення в загальній системі координат для конструкції циліндричних резервуарів

1.7.1 Conventions for global tank structure axis system for circular tanks

(1) Умовні позначення наведені тут для всієї конструкції резервуара і підкреслюють, що сам резервуар не є конструктивним елементом. Необхідно уважно користуватись системою координат, щоб не плутати місцеві координати, що пов'язані з примикаючими до стінки каркасу елементами, і навантаження, які наводяться в місцевих координатах, але визначаються в загальних.

(2) В цілому умовні позначення для загальної осьової системи координат конструкції резервуара - такі циліндричні координати (див. рис. 1.1):

Координатна система

Координата вздовж центральної осі

обертання оболонки z

Радіальна координата r

Колова координата θ

(3) Умовне позначення для позитивного напрямку:

Напрямок назовні (внутрішній тиск, зміщення назовні – позитивний).

Розтягнення позитивне ( за винятком рівнянь згину, де позитивним є стиснення).

(4) Умовні позначення для розподілених впливів на поверхню корпусу резервуара такі:

Тиск перпендикулярний каркасу (зовнішній тиск)  P_n

а)

(1) The sign convention given here is for the complete tank structure, and recognises that the tank is not a structural member. Care with coordinate systems is required to ensure that local coordinates associated with members attached to the shell wall and loadings given in local coordinate directions but defined by a global coordinate are not confused.

(2) In general, the convention for the global tank structure axis system is in cylindrical coordinates (see figure 1.1) as follows:

Coordinate system

Coordinate along the central axis of a shell of revolution z

Radial coordinate r

Circumferential coordinate θ

(3) The convention for positive directions is:

Outward direction positive (internal pressure positive, outward displacements positive).

Tensile stresses positive (except in buckling equations where compression is positive).

(4) The convention for distributed actions on the tank wall surface is:

Pressure normal to shell (outward pressure)  P_n

b)

Р — вісь резервуара; P — pole;

М — меридіан оболонки корпусу; M — shell meridian;

С — тимчасовий центр C — іnstantaneous centre of

меридіональної кривизни meridional curvature

D — покриття; D — roof;

S — стінка; S — shell;

B — днище; B — bottom;

T — з'єднання T — transition

а) тривимірна схема із загальною вісесимет - ричною системою координат стінки

a) 3D sketch with general axisymmetric shell coordinate system

b) координати і навантаження: вертикальний розріз

b) coordinates and loading: vertical section

Рисунок

1.1 

Координатна система для циліндричного резервуара

Figure

1.1:

Coordinate systems for a circular tank

1.7.2 Умовні позначення в загальній системі координат для прямокутних резервуарі

1.7.2 Conventions for global tank structure axis system for rectangular tanks

(1) Умовні позначення, наведені тут для всієї конструкції резервуара та підкреслюють, що сам резервуар не є елементом більш загальної будівельної конструкції. Необхідно уважно користуватись системою координат, щоб не плутати місцеві координати, пов'язані з примикаючими до стінки каркаса елементами, і навантаження, які наводяться в місцевих координатах, але визначаються в загальних.

(2) У цілому, умовні позначення, що викорис - товуються в загальній системі координат для резервуарів  це декартові координати х, у, z, де за вертикальну вісь прийнята вісь z (див. рис. 1.2).

(3) Умовне позначення для позитивних напрямків:

Напрямок назовні (внутрішній тиск, зміщення назовні) - позитивний.

Розтягнення позитивне ( за винятком рівнянь згину, де позитивним є стиснення).

Дотичне напруження: див. 1.8.4

(4) Умовне позначення для розподілених впливів на поверхню корпуса резервуара таке:

Тиск перпендикулярний коробу (зовнішній тиск позитивний) p

(1) The sign convention given here is for the complete tank structure, and recognises that the tank is not a structural member. Care with coordinate systems is required to ensure that local coordinates associated with members attached to the box wall and loadings given in local coordinate directions but defined by a global coordinate are not confused.

(2) In general, the convention for the global tank structure axis system is in Cartesian coordinates x, y, z, where the vertical direction is taken as z (see figure 1.2).

(3) The convention for positive directions is:

Outward direction positive (internal pressure positive, outward displacements positive)

Tensile stresses positive (except in buckling equations where compression is positive)

Shear stresses: see 1.8.4

(4) The convention for distributed actions on the tank wall surface is:

Pressure normal to box (outward positive) p

а)

b)

В — меридіан короба

B — box meridian

D — покриття; W— стінка; B — днище

D — roof; W — wall; B — bottom

а) тривимірна схема із загальною системою координат

a) 3D sketch with general coordinate system

b) координати і навантаження: вертикальний розріз

b) coordinates and loading: vertical section

Рисунок

1.2 

Координатна система для прямокутного резервуара

Figure

1.2:

Coordinate systems for a rectangular tank:

1.7.3 Умовні позначення для осей конструктивних елементів в циліндричних і прямокутних резервуарах

1.7.3 Conventions for structural element axes in both circular and rectangular tanks

(1) Умовні позначення для конструктивних елементів, що примикають до корпусу резервуара (див. рис. 1.3 і 1.4) різняться для меридіональних і кільцевих елементів.

(1) The convention for structural elements attached to the tank wall (see figures 1.3 and 1.4) is different for meridional and circumferential members.

(2) Умовні позначення для прямих меридіональних конструктивних елементів (див. рис 1.3а), що примикають до стінки резервуара (як до оболонки, так і до короба) такі:

 меридіональна координата для прикріплень резервуару, хоппера і покриття х

(2) The convention for meridional straight structural elements (see figure 1.3a) attached to the tank wall (for both a shell and a box) is:

 meridional coordinate for cylinder, hopper and roof attachment x

 значно скривлена вісь (паралельно

фланцям) y

 дещо скривлена вісь (перпендикулярна фланцям) z

 strong bending axis (parallel to

flanges) y

 weak bending axis (perpendicular to flanges) z

а)

b)

D — покриття; S — стінка (оболонка); B — днище

D — roof; S— shell; B — bottom

а) ребро жорсткості і осі згину

a) stiffener and axes of bending

b) місцеві осі в різних елементах

b) local axes in different segments

Рисунок

1.3 

Місцева система координат для меридіональних ребер жорсткості на оболонці або коробі

Figure

1.3:

Local coordinate systems for meridional stiffeners on a shell or box:

а)

b)

D — дах; S — стінка(оболонка); B — днище

D — roof; S— shell; B— bottom

а) ребро жорсткості й осі згину;

a) stiffener and axes of bending

b) місцеві осі в різних елементах

b) local axes in different segments

Рисунок

1.4 

Місцева система координат для кільцевих ребер жорсткості:

на оболонці або коробі

Figure

1.4:

Local coordinate systems for circumferential stiffeners on a shell or box

(3) Умовні позначення для кільцевих конструктивних елементів (див. рис. 1.4а), що примикають до корпусу, наступні:

— кільцева координатна вісь (крива) θ

— радіальна вісь r

— вертикальна вісь z

(3) The convention for circumferential curved structural elements (see figure 1.4a) attached to a shell wall is:

— circumferential coordinate axis (curved) θ — radial axis r

— vertical axis z

(4) Умовні позначення для прямих конструктивних елементів, що кріпляться до короба по периметру, наступні:

— вісь по периметру х

— горизонтальна вісь y

— вертикальна вісь z

(4) The convention for circumferential straight structural elements attached to a box is:

— circumferential axis х

— horizontal axis y

— vertical axis z

1.7.4 Умовні позначення зусиль для циліндричних і прямокутних резервуарів

1.7.4 Conventions for stress resultants for circular tanks and rectangular tanks

(1) Умовні позначення з використанням підрядкових індексів, що вказують на мембранні сили, наступні:

Підрядковий індекс визначає напрямок, у якому виникає нормальне напруження, викликане дією цієї сили. Для мембранних деформацій зсуву і для крутильних моментів умовні позначення наведені на рис. 1.5.

Мембранні зусилля, див. рис. 1.5:

n_x  меридіональне мембранне зусилля;

n_θ  кільцеве мембранне зусилля в

оболонці;

n_y  мембранні зусилля по периметру в прямокутних коробах;

n_xy або n_xθ  мембранні зусилля деформацій зсуву.

Мембранні напруження:

σ_mx  меридіональне мембранне напру  ження;

σ_mθ  кільцеве мембранне напруження в оболонці;

σ_my  мембранне напруження по пери  метру прямокутних коробів;

τ_mxy або τ_mxθ  мембранне напруження деформації зсуву.

(1) The convention used for subscripts indicating membrane forces is:

“The subscript derives from the direction in which direct stress is induced by the force” for direct stress resultants. For membrane shears and twisting moments, the sign convention is shown in figure 1.5.

Membrane stress resultants, see figure 1.5:

n_x  meridional membrane stress resultant;

n_θ  circumferential membrane stress resultant in shells;

n_y  circumferential membrane stress resultant in rectangular boxes;

n_xy or n_xθ  membrane shear stress resultant.

Membrane stresses:

σ_mx  meridional membrane stress;

σ_mθ  circumferential membrane stress in shells;

σ_my  circumferential membrane stress

in rectangular boxes;

τ_mxy or τ_mxθ  membrane shear stress.

(2) Умовні позначення підрядкових індексів, що вказують на моменти:

Підрядковий індекс визначає напрямок, у якому виникає нормальне напруження, що викликане цим моментом. Для крутильних моментів умовні позначення показані на рис. 1.5.

(2) The convention used for subscripts indicating moments is:

“The subscript derives from the direction in which direct stress is induced by the moment”. For twisting moments, the sign convention is shown in Figure 1.5.

Примітка: Ці умовні позначення для оболонок і листів не відповідають позначенням для балок і колон, що використовуються в частинах 1.1 і 1.3 Єврокода 3. Виходячи з цього їх необхідно використовувати з особливою обережністю.

NOTE: This plate and shell convention is at variance with beam and column conventions used in Eurocode 3: Parts 1.1 and 1.3. Care needs to be exercised when using them in conjunction with these provisions..

Зусилля згину, див. рис. 1.5:

m_x  меридіональний згинальний момент на одиницю ширини

m_θ  кільцевий згинальний момент на одиницю ширини в стінках

m_y  згинальний момент по периметру в прямокутних коробах

m_xy або m_xθ крутильний момент дефор  мації зсуву на одиницю ширини

Напруження згину:

σ_bx  меридіональне згинальне напруження

σ_bθ  кільцеве згинальне напруження в стінках

σ_by  згинальне напруження по периметру прямокутних коробів

τ_bxy або τ_bxθ  крутильне напруження деформації зсуву

Напруження внутрішніх і зовнішніх поверхонь:

σ_six, σ_sox  меридіональне напруження внут - рішньої та зовнішньої поверхонь

σ_siθ, σ_soθ  кільцеві напруження внутрішньої й зовнішньої поверхонь оболонок

σ_siy, σ_soy  напруження внутрішньої та зовнішньої поверхонь по периметру в прямокутних коробах

τ_sixy, τ_soxy  напруження деформації зсуву внутрішньої і зовнішньої поверхонь в прямокутних коробах

Bending stress resultants, see figure 1.5:

m_x  meridional bending moment per unit width

m_θ  circumferential bending moment per unit width in shells

m_y  circumferential bending stress resultant in rectangular boxes

m_xy or m_xθ twisting shear moment per unit width

Bending stresses:

σ_bx  meridional bending stress

σ_bθ  circumferential bending stress in shells

σ_by  circumferential bending stress in rectangular boxes

τ_bxy or τ_bxθ  twisting shear stress

Inner and outer surface stresses:

σ_six, σ_sox  meridional inner, outer

urface stress

σ_siθ, σ_soθ  circumferential inner, outer surface stress in shells

σ_siy, σ_soy  circumferential inner, outer surface stress in rectangular boxes

τ_sixy, τ_soxy  inner, outer surface shear stress in rectangular boxes

а) b)

а) мембранні зусилля

a) membrane stress resultants

b) згинальні моменти

b) bending stress resultants

Рисунок

1.5 

Зусилля в стінці резервуара (оболонки і короби)

Figure

1.5:

Stress resultants in the tank wall (shells and boxes)

1.8 Одиниці СІ

1.8 Units

(1) Р Одиниці СІ повинні застосовуватись згідно з ISO 1000.

(1)P S.I. units shall be used in accordance with ISO 1000.

(2) Для розрахунків рекомендовані такі уніфіковані одиниці:

(2) For calculations, the following consistent units are recommended: