Страница 7: ДСТУ-Н Б EN 1993-4-2:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 4-2. Резервуари (60921)

9 ПРОЕКТУВАННЯ прямокутних резервуарів ІЗ плоскими стінками

9 Design of rectangular and planar-sided tanks

9.1 Основні правила

9.1 Basis

(1) Прямокутний резервуар повинен розраховуватися або як підсилений короб, який в основному, працює на згин, або як тонка мембрана, в якій після значних деформацій може виникати мембранне напруження.

(1) A rectangular tank should be designed either as stiffened box in which the structural action is predominantly bending, or as a thin membrane structure in which the action is predominantly membrane stresses developing after large deformations

(2) Якщо короб розраховується на дію згину, при його експлуатації вузлові конструктивні з’єднання повинні забезпечувати прийняту при розрахунку напруженого стану незмінність конструкції.

(2) Where the box is designed for bending action, the joints should be designed to ensure that the connectivity assumed in the stress analysis is achieved in the execution.

9.2 Відмінності конструктивних форм

9.2 Distinction of structural forms

9.2.1 Резервуари без підсилення

9.2.1 Unstiffened tanks

(1) Конструкцію із плоских сталевих листів без ребер жорсткості необхідно розглядати як «короб без підсилення».

(1) A structure that is fabricated from flat steel plates without attached stiffeners should be treated as an ‘unstiffened box`.

(2) Конструкцію, підсилену тільки уздовж стиків між листами, що не розташовуються в одній площині, також необхідно розглядати як «короб без підсилення».

(2) A structure that is stiffened only along joints between plates which are not coplanar should also be treated as an ‘unstiffened box’.

9.2.2 Резервуари із підсиленнями

9.2.2 Stiffened tanks

(1) Конструкцію із плоских листів, з прикріпленими в площині листа ребрами жорсткості, необхідно розглядати як «короб із підсиленням». Ребра жорсткості можуть розташовуватися по периметру вертикально або ортогонально.

(1) A structure that is fabricated from flat plates to which stiffeners are attached within the plate area should be treated as a ‘stiffened box’. The stiffeners may be circumferential or vertical or orthogonal.

9.2.3 Резервуари зі стяжками

9.2.3 Tanks with ties

(1) Резервуари зі стяжками можуть бути квадратними або прямокутними.

(1) Tanks with ties may be square or rectangular.

9.3 Несуча здатність вертикальних стінок

9.3 Resistance of vertical walls

9.3.1 Проектування окремих листів без підсилення

9.3.1 Design of individual unstiffened plates

(1) Листи без підсилення повинні розраховуватися на згин як двовимірні листи, на дію рідини, що зберігається, тиску над рідиною, мембранні та місцеві згинальні впливи від труб і інших врізів.

(1) Unstiffened plates should be designed for bending as a two-dimensional plate under the actions from the stored liquid, the pressure above the liquid, stresses resulting from diaphragm action, and local bending action from attachments or piping.

9.3.2 Проектування окремих листів із підсиленням

9.3.2 Design of individual stiffened plates

(1) Гофрована або трапецієвидна панель, що розташовується горизонтально, повинна розраховуватися на загальний згин від дії рідини, що зберігається, тиску над рідиною, мембранних та місцевих згинальних впливів від труб і інших врізів.

(1) Corrugated or trapezoidal sheeting that spans in the horizontal direction should be designed for global bending under the actions from the stored liquid, the pressure above the liquid, stresses resulting from diaphragm action, and local bending action from attachments or piping.

(2) Ефективні згинальні характеристики, а також опір згину листів з підсиленням повинні відповідати EN 1993-1-3.

(2) Effective bending properties and bending resistance of stiffened plates should be derived in accordance with EN 1993-1-3.

(3) Жорсткість листів при зсуві в площині та опір зсуву можуть бути визначені за аналогією роботи плоских листів, якщо панель послідовно уздовж усіх кромок прикріплена до прилеглих елементів.

(3) The in-plane shear stiffness and shear resistance may be determined as analogous to that of the plane plate if the sheeting is continuously connected along all its boundaries to the adjacent members.

Примітка: Якщо з'єднання виконане частково тільки по вертикальних кромках (тільки через гофровану або трапецієвидну обшивку), напруження може суттєво збільшитися, а жорсткість може суттєво зменшитися. Передбачається, що такі конструкції, через можливу нещільність з'єднань, не будуть використовуватися.

NOTE: If the connection is on only parts of the vertical boundary (e.g. connection only in the troughs of the corrugation or trapezoidal sheeting), the stresses can increase dramatically and the stiffness can decrease dramatically. It is assumed that such constructions will not be used because of requirements of water tightness.

9.3.3 Загальний згин від прямого впливу рідини, що зберігається та надлишкового тиску

9.3.3 Global bending from direct action of the stored liquid and the pressure above the liquid

(1) Необхідно враховувати горизонтальний згин як результат нормального тиску на стінку. Навантаження повинні сприйматися одно, або двобічним опором згину.

(1) Horizontal bending resulting from the normal pressure on the wall should be considered. The loads should be supported by either one-way or two-way bending action.

9.3.4 Мембранне напруження від дії діафрагм

9.3.4 Membrane stresses from diaphragm action

(1) При розрахунку необхідно брати до уваги мембранні напруження розтягу, які виникають у результаті гідростатичного тиску на протилежні стінки, перпендикулярно розташовані до стінки, що розглядається.

(1) The design should take account of membrane tension stresses that develop in the walls as a result of hydrostatic pressures on opposing walls normal to the wall being considered.

(2) При розрахунку також необхідно брати до уваги мембранні напруження стиснення, які можуть виникати при дії вітру на інші стінки, ортогональні по відношенню до стінки, що розглядається..

(2) The design should also take account of membrane compression stresses that can develop as a result of wind acting on other walls that are orthogonal to the wall being considered.

9.3.5 Місцевий згин від труб і інших врізів

9.3.5 Local bending action from attachments or piping

(1) По можливості, необхідно уникати місцевого згину від труб і інших врізів. Але, якщо це неможливо, необхідно в зоні врізів перевіряти місцеві напруження й деформації.

(1) Local bending action from attachments or piping should be avoided as far as possible.

However, if this is not possible, a check should be made on the local stresses and deformations near the attachment.

9.4 Граничні стани за придатністю до нормальної експлуатації

9.4 Serviceability limit states

(1) Граничні стани за придатністю до нормальної експлуатації для стінок прямокутних сталевих резервуарів повинні прийматися як:

 деформації й прогини, що негативно впливають на ефективне використання конструкції;

 деформації, прогини або вібрації, що можуть викликати ушкодження другорядних елементів.

(1) The serviceability limit states for walls of rectangular steel tanks should be taken as follows:

 deformations or deflections which adversely affect the effective use of the structure;

 deformations, deflections and vibrations which cause damage to non-structural element

(2) Для відповідності зазначеним вище критеріям, деформації, прогини й вібрації повинні бути обмежені.

(2) Deformations, deflections and vibrations should be limited to meet the above criteria.

(3) Специфічні числові обмеження, щодо можливого використання резервуарів, повинні бути погоджені між проектувальником, замовником і відповідним контролюючим органом, приймаючи до уваги характеристики рідин, які будуть зберігатися.

(3) Specific limiting values, appropriate to the intended use, should be agreed between the

designer, the client and the relevant authority, taking account of the intended use and the nature of the liquids to be stored.

10 Вимоги до виготовлення і монтажу У ВІДПОВІДНОСТІ З ПРОЕКТОМ

10 Requirements on fabrication, execution and erection with relation to design

(1) Резервуар повинен виготовлятися та споруджуватися відповідно до EN 14015 або EN 14620 і відповідати вимогам EN 1090.

(1) The tank should be fabricated and erected according to EN 14015 or EN 14620 and executed according to EN 1090, as appropriate.

11 Спрощений розрахунок

11 Simplified design

11.1 Загальні положення

11.1 General

(1) Спрощений розрахунок згідно з цим розділом може застосовуватися у разі дотримання умов, викладених нижче:

(1) The simplified analysis of this section may be applied where all the following conditions are satisfied:

 конструкція резервуара такої форми, як на рисунку 11.1

− the tank structure is of the form shown in figure 11.1;

 єдиним внутрішнім впливом – є тиск рідини та надлишковий тиск над поверхньою рідини;

− the only internal actions are liquid pressure and gas pressure above the liquid surface;

 максимальний розрахунковий рівень рідини не вище верху циліндричної оболонки;

− maximum design liquid level not higher than the top of the cylindrical shell;

 коли можна не враховувати навантаження, що викликані температурними і сейсмічними впливами, нерівномірним осіданням фундаменту, а також аварійні навантаження;

− the following loadings can all be neglected: thermally induced loads, seismic loadings, loads resulting from uneven settlement or connections and emergency loadings;

 жоден пояс, що розташовується нижче, за товщиною не менш ніж пояс над ним, за винятком прилеглого до верхнього кільцевого уторного кільця;

− no course is constructed with a thickness less than that of the course above it, except for the zone adjacent to the eaves ring;

 розрахункове значення кільцевого напруження в оболонці резервуара менше ніж 435 Н/мм²;

− the design value of the circumferential stress in the tank shell is less than 435 N/mm²;

 радіус кривизни для сферичного покриття в межах від 0,8 до 1, 5 діаметра резервуара;

− for a spherical roof, the radius of curvature is between 0,8 and 1,5 times the diameter of the tank;

 для конічного покриття, якщо воно підтримується тільки стінкою (без внутрішніх опор) нахил покриття має бути в межах від 1:5 до 1:3;

− for a conical roof, the slope of the roof is between 1 in 5 and 1 in 3 if the roof is only supported from the shell (no internal support);

 розрахунковий градієнт нахилу днища резервуара не більше ніж 1:100;

− the design gradient of the tank bottom is not greater than 1:100;

 днище лежить на суцільній поверхні або підтримується близько розташованими паралельними опорними елементами;

− the bottom is fully supported or supported by closely spaced parallel girders;

 нормативний внутрішній тиск не нижче –8,5 мбар і не вище 60 мбар;

− the characteristic internal pressure is not below −8,5 mbar and not greater than 60 mbar;

 кількість циклів навантаження виключає ризик руйнування від утоми.

− the number of load cycles is such that there is no risk of fatigue failure.

(2) Розрахункова границя текучості в цій главі повинна розраховуватися як:

(2) The design yield stress throughout this chapter should be taken as:

f_y,d= f_y/_MO;

(11.1)

де

f_y— нормативна границя текучості сталі;

γ_M0 — згідно з 2.9.2.2.

where:

f_y— is the characteristic yield strength of the steel;

_M0 — according to section 2.9.2.2

Рисунок

11.1 

Конструкція резервуара із захисною стінкою, як приклад для застосування спрощеного розрахунку резервуара

Figure

11.1:

Tank structure with catch basin, where simplified tank design is applicable

11.2 Розрахунок стаціонарного покриття

11.2 Fixed roof design

11.2.1 Несуча конструкція без підсилення з’єднана зварним швом у стик або внапуск двома швами

11.2.1 Unstiffened roof shell butt welded or with double lap weld

(1) Якщо при розподілі навантаження на покриття використовується максимальне місцеве значення рівномірно-розподіленого розрахункового навантаження згідно із (3) і (5), можливу неоднорідність розподіленого навантаження можна не враховувати.

(1) Provided that the maximum local value of the distributed design load is used in (3) and (5) to represent the distributed pressure on the roof, possible non-uniformity of the distributed load need not be considered.

(2) При дії зосередженого навантаження, відповідна оцінка повинна бути зроблена в окремому розділі.

(2) Where a concentrated load is applied, a separate assessment should be made in accordance with section

(3) Міцність покриття при розрахунковому внутрішньому тиску р_о,Ed повинна бути перевірена за виразами:

(3) The strength of the roof under the design internal pressure p_o,Ed should be verified using:

• для сферичного покриття

• for spherical roofs

(11.2)

• для конічного покриття

• for conical roofs

(11.3)

в яких Rc = r / sin α для конічного покриття

де:

j  коефіцієнт міцності з'єднання;

р_о,Ed зовнішня радіально спрямована складова рівномірно розподіленого

розрахункового навантаження на покриття (тобто нормативне значення, помножене на коефіцієнт згідно з 2.9.2.1);

r  радіус циліндричної оболонки резервуара;

R_c радіус кривої конічного покриття;

R_s радіус кривої сферичного покриття;

t  товщина листів покриття;

α  кут нахилу конічного покриття до горизонталі.

in which: Rc = r / sin for a conical roof

where:

j  is the joint efficiency factor;

р_о,Ed is the radial outward component of the uniformly distributed design load on the roof (i.e. the characteristic value multiplied by the partial factor according to section 2.9.2.1);

r  is the radius of the tank cylindrical shell wall;

R_c is the radius of curvature for the conical roof;

Rs  is the radius of curvature of the spherical roof;

t  is the roof plate thickness;

  is the slope of the conical roof to the horizontal.

(4) Коефіцієнт міцності з'єднання повинен розглядатися як:

(4) The joint efficiency factor should be taken as:

j = 1,00 для стикових зварених швів;

j = 0,50 для з'єднань внапуск з кутовими зварними швами з обох боків.

j = 1,00 for butt welds;

j = 0,50 for lapped joints with fillet welds on both sides.

(5) Стійкість сферичного покриття при розрахунковому зовнішньому тиску p_i,Ed повинна перевірятися за виразом:

(5) The stability of a spherical roof under the design external pressure p_i,Ed should be verified using:

(11.4)

в якому:

R₀= R_s

де:

p_i,Ed внутрішня радіально спрямована складова рівномірно розподіленого розрахункового навантаження на покриття (тобто нормативне значення помножене на коефіцієнт згідно з підрозділом 2.9.2.1);

in which:

R₀ = R_s

where:

p_i,Ed is the radial inward component of the uniformly distributed design load on the roof (i.e. the characteristic value multiplied by the partial factor according to section 2.9.2.1).

(6) Стійкість конічного покриття при розрахунковому зовнішньому тиску p_i,Ed повинна перевірятися згідно з умовами розділу 7.3 EN 1993-4-1 (силоси).

(6) The stability of a conical roof under the design external pressure p_i,Ed should be verified according to the provisions of section 7.3 of EN 1993-4-1 (Silos).

11.2.2 Самонесуча конструкція покриття

11.2.2 Self supporting roof with roof structure

(1) Як правило, товщина всіх листів покриття із нержавіючої сталі повинна бути не менше ніж 3мм, а для інших сталей не менше ніж 5мм.

(1) The specified thickness of all roof plating should be not less than 3mm for stainless steels and not less than 5mm for other steels.

(2) Конструкція покриття повинна бути об’єднана або в'язями (див. 11.2.4), або конструктивно з'єднана з обшивкою покриття.

(2) The roof structure should either be braced (see 11.2.4) or structurally connected to the roof plating.

(3) Листи покриття можуть бути розраховані згідно теорії значних деформацій.

(3) The roof plates may be designed using large deflection theory.

(4) Розрахунок несучих конструкцій покриття повинен задовольняти вимоги EN 1993-1-1.

(4) The design of the roof supporting structure should satisfy the requirements of EN 1993-1-1

(5) За умови, що діаметр резервуара менше 60 м і розподілене навантаження не дуже відхиляється від симетрії відносно осі резервуара, розрахунок в (6)(10) може застосовуватися і для сферичних покриттів.

(5) Provided that the diameter of the tank is less than 60m and the distributed load does not deviate strongly from symmetry about the tank axis, the procedure described in (6) to (10) may be used for spherical roofs.

D — профіль покриття;

А — вісь резервуара

D — roof profile

A — tank axis

Рисунок

11.2 

Координати сферичного покриття резервуара

Figure

11.2:

Tank spherical roof coordinates

(6) Під впливом розподілених навантажень, що виникають від експлуатаційного, снігового, вітрового і постійного навантаження та від тиску, максимальна вертикальна складова для сферичних покриттів приймається як розрахункове значення p_v,Ed, що діє або зверху до низу, чи навпаки, при дії знизу до верху приймається зі знаком мінусу. Загальна розрахункова вертикальна сила на кроквяну балку повинна бути прийнята за виразом:

(6) For spherical roofs under the action of distributed loads arising from imposed load, snow load, wind load, permanent load and pressure, the maximum vertical component should be taken as the design value p_v,Ed, acting either upwards or downwards, with p_v,Ed, taken as negative if it acts upwards. The total design vertical force per rafter should be taken as:

Р_Ed= β r2 p_v,Ed

(11.5)

в якому:

= /n

де

n — число кроквяних балок;

r — радіус резервуара;

p_v,Ed — максимальна вертикальна складова розподіленого розрахункового навантаження (див. додаток А), включаючи власну вагу несучої конструкції (напрямок до низу – позитивний);

Р_Ed — загальна розрахункова вертикальна сила на кроквяну балку.

in which:

= /n

where:

n — is the number of rafters;

r — is the radius of the tank;

p_v,Ed — is the maximum vertical component of the design distributed load (see annex A) including the dead weight of the supporting structure (downward positive);

Р_Ed — is the total design vertical force per rafter.

(7) Для розрахунку згідно з EN 1993-1-1 нормальна сила N_ed і згинальний момент М_Ed у кожній кроквяній балці можуть бути отримані із виразів:

(7) The normal force N_ed and bending moment М_Ed in each rafter for design according to EN 1993-1-1 may be obtained from:

(11.6)

(11.7)

При виконанні таких умов:

provided that the following conditions are met:

(11.8)

(11.9)

(11.10)

(11.11)

(11.12)

де:

in which:

(11.13)

де

h — висота покриття резервуара, див. рис. 11.2;

x — радіальна відстань від центральної осі резервуара, див. рис. 11.2;

y — вертикальна висота покриття залежно від координати х, див. рис. 11.2;

b_k— ширина центрального кільця, див. рис. 11.3;

h_k— вертикальна відстань між фланцями центрального кільця, див. рис. 11.3;

A₁— площа перерізу верхнього фланця центрального кільця, рис. 11.3;

A₂— площа перерізу нижнього фланця центрального кільця, див. рис. 11.3;

I_y— момент інерції перерізу балки відносно горизонтальної осі.

where:

h — is the rise of the tank roof, see figure 11.2;

x — is the radial distance from the centreline of the tank, see figure 11.2;

y — is the vertical height of the roof at coordinate x, see figure 11.2;

b_k— is the flange width of the centre ring, see figure 11.3;

h_к— is the vertical distance between the flanges of the centre ring, see figure 11.3;

A₁— is the area of the top flange of the centre ring, see figure 11.3;

A₂— is the area of the bottom flange of the centre ring, see figure 11.3;

I_y— is the second moment of area of the rafter about the horizontal axis.

(8) Якщо момент інерції перерізу кроквяної балки I_y змінюється по довжині (наприклад, через зміни дійсної ширини листів покриття при їхньому прикріпленні до кроквяних балок), в (7) може бути використане значення I_y на відстані 0,5r від осі резервуара.

(8) If the second moment of area of the rafter I_y varies along the length of the rafter (e.g. due to the variable effective width of roof plates when they are connected to the rafters) the value of I_y at a distance 0,5r from the tank axis may be used in (7).

(9) Якщо умови, що викладені в (7) виконуються, то розрахунок центрального кільця можна виконати, перевіркою тільки нижнього пояса кільцевої балки згідно (10).

(9) Provided that the conditions given in (7) are satisfied, the design of the centre ring may be verified by checking only its lower chord according to (10).

(10) За умови, що існує принаймні 10 рівномірно розташованих кроквяних балок, розрахункове значення зусилля в елементі N_r,Ed і згинальний момент M_r,Ed для центрального кільця можуть бути обчислені з використанням виразів:

(10) Provided that there are at least 10 uniformly spaced rafters, the design value of the member force N_r,Ed and bending moment M_r,Ed for the central ring may be calculated using:

(11.14)

(11.15)

у яких:

in which:

(11.16)

де

N_2,Ed — розрахункова величина сили у нижньому поясі кільцевої балки;

N_ed — розрахункова величина сили в кроквяній балці;

M_ed — розрахункове значення згинального моменту на внутрішньому кінці кроквяної балки;

e_o — вертикальне відхилення від співвісності нейтральної осі балки від верхнього фланця центрального кільця, див. рис. 11.3;

r_k — радіус нейтральної осі центрального кільця, див. рис. 11.3.

where:

N_2,Ed — is the design value of the force in the lower chord of the centre ring;

N_ed — is the design value of the force in the rafter;

M_ed — is the design value of the bending moment in the rafter at its inner end;

e_o — is the vertical eccentricity of the rafter neutral axis from the top flange of the centre ring, see figure 11.3;

r_k — is the radius of the neutral axis of the centre ring, see figure 11.3.

А

Р — профіль між фланцями;

Р — profile section separating flanges;

ВА — вісь балки;

ВА — beam axis;

А — вісь резервуара;

А — tank axis;

NA — нейтральна вісь периферійних елементів кільця (А1 і А2) при вигині в площині фланців

NA — neutral axis of A1 and A2 for

bending in the plane of the plates

Рисунок

11.3 

Центральне кільце покриття

Figure

11.3:

Roof centre ring

11.2.3 Покриття, що спирається на колони

11.2.3 Column supported roof

(1) Товщина листової обшивки покриття з нержавіючої сталі повинна бути не менше ніж 3мм, а для інших сталей не менше ніж 5мм.

(1) The specified thickness of all roof plating should be not less than 3mm for stainless steels and not less than 5mm for other steels.

(2) Листи покриття можуть бути розраховані за теорією значних деформацій.

(2) The roof plates may be designed using large deflection theory.

(3) Розрахунок несучих конструкцій покриття повинен задовольняти вимоги EN 1993-1-1.

(3) The design of the roof supporting structure should satisfy the requirements of EN 1993-1-1.

11.2.4 В'язі

11.2.4 Bracing

(1) Якщо листи покриття не з'єднані із кроквяними балками, то необхідно передбачати в'язі.

(1) If the roof plates are not connected to the rafters, bracing should be used.

(2) Для покриттів, що перевищують 15м у діаметрі, необхідно передбачити в’язі принаймні, у двох прольотах (тобто сусідні балки у двох місцях об'єднані розкосами). В'язі повинні бути рівномірно розташовані по окружності резервуара.

(2) For roofs exceeding 15 m diameter, at least two bays of bracing should be provided (i.e. two pairs of adjacent rafters connected by truss members). The sets of braced bays should be spaced evenly around the tank circumference.

(3) Для покриттів діаметром від 15м до 25м, в яких є в’язі необхідно передбачити додаткове кільце. Для покриттів діаметром більше 25м повинно бути передбачено два додаткових кільця.

(3) For braced roofs with diameter between 15 m and 25 m, an additional circumferential ring

should be provided. For braced roofs with diameter over 25 m, two additional circumferential rings should be provided.

(4) В'язі повинні бути розраховані на умовну силу, яка дорівнює 1% від суми нормальних сил у елементах що об’єднані в’язями.

(4) The bracing should be designed for a stabilising force equal to 1% of the sum of the normal forces in the stabilised members.

11.2.5 Кільцеве з’єднання кромки оболонки з покриттям (уторне кільце)

11.2.5 Edge ring at the shell to roof junction (eaves junction)

(1) Зусилля в ефективному уторному кільці жорсткості (місце, де покриття з'єднується із стінкою) повинно бути перевірено за виразом:

(1) The force in the effective edge ring (area where the roof is connected to the shell) should be verified using:

(11.17)

в якому:

in which:

(11.18)

де

A_eff — фактична площа уторного кільця жорсткості, зазначена на рис. 11.4;

α — нахил покриття до горизонталі в місці з’єднання;

p_v,Ed — максимальна вертикальна складова розрахункового розподіленого навантаження, включаючи власну вагу несучої конструкції (напрямок вниз — позитивний).

where:

A_eff — is the effective area of the edge ring indicated in figure 11.4;

α — is the slope of the roof to the horizontal at the junction;

p_v,Ed — is the maximum vertical component of the design distributed load including the dead weight of the supporting structure (downward positive).

(2) Якщо відстань між суміжними кроквяними балками в місці їх приєднання до уторного кільця не перевищує 3,25 м стійкість кільця можна не перевіряти.

(2) Where the separation between adjacent rafters at their points of connection to the edge ring does not exceed 3,25m, the stability of the edge ring need not be verified.

(3) Якщо розрахункове розподілене навантаження p_v,Ed діє уверх, згинальні моменти в уторному кільці можна не враховувати.

(3) Where the design distributed load pv,Ed acts upwards, the bending moments in the edge ring may be ignored.

(4) Якщо відстань між суміжними кроквяними балками в місці їх приєднання до уторного кільця не перевищує 3,25 м і розрахункове розподілене навантаження p_v,Ed діє вниз, згинальні моменти в уторному кільці можна не враховувати.

(4) Where the separation between adjacent rafters at their points of connection to the edge ring does not exceed 3,25m, and the design distributed load pv,Ed acts downwards, the bending moments in the edge ring may be ignored.

(5) Якщо відстань між суміжними кроквяними балками в місцях їх приєднання до уторного кільця перевищує 3,25 м, згинальні моменти у кільці відносно його вертикальної осі треба розглядати як

додаток до нормальної сили N_Еd в кільці. Згинальні моменти в кільці (позитивні значення, включаючи напруження розтягнення у середині кільця) повинні бути обчислені за такими виразами.

(5) Where the separation between adjacent rafters at their points of connection to the edge ring exceeds 3,25m, the bending moments in the edge ring about its vertical axis should be taken into account in addition to the normal force in the ring N_Ed. The bending moments in the ring (positive values inducing tensile stresses on the inside of the ring) should be evaluated using the following expressions.

При приєднанні балки:

At the connection of the rafter:

(11.19)

На половині відстані між балками:

At half span between the rafters:

(11.20)

Примітка — Якщо p_v,Ed діє в напрямку уверх, воно береться як негативне з наступною зміною знака для всіх нормальних сил і згинальних моментів.

NOTE: Where pv,Ed acts in the upward direction, it is taken as negative, causing a change of sign in all the normal forces and bending moments.

Рисунок

11.4 

Уторне кільце на стику стінки і покриття

Figure

11.4:

Edge ring at the shell to roof junction

11.3 Розрахунок оболонки

11.3 Shell design

11.3.1 Листи оболонки

11.3.1 Shell plates

(1) Кільцеве нормальне напруження від тиску рідини та внутрішнього тиску повинно бути перевірене в кожному поясі оболонки з використанням нерівності:

(1) The circumferential normal stress due to liquid loads and internal pressure should be verified in each shell course using:

(11.21)

де величина H_red для j-го пояса, позначена як H_{red ,j}, визначається з урахуванням впливу пояса, що розташовується нижче, і який є поясом (j-1):

where the value of H_red for the jth course, denoted by H_{red ,j}, is determined according to its relationship with the value for the course below it, which is the (j-1) th course:

H _red,j= H_j– ΔH якщо

if

(11.22)

H _red,j= H_j якщо

if

(11.23)

в якому:

in which:

ΔH = 0,30 метра

H = 0,30 metres

де:

 — густина рідини, що утримується;

g — прискорення вільного падіння;

H_j — вертикальна відстань від низу j-того пояса до рівня рідини;

p_Ed — розрахункове значення надлишко - вого тиску (тобто нормативне значення, помножене на коефіцієнт згідно з додатком А).

where:

 — is the density of the contained liquid;

g — is the acceleration due to gravity;

H_j — is the vertical distance from the bottom of the j th course to the liquid level;

p_Ed — is he ensign value of the pressure above the liquid level (i.e. the characteristic value multiplied by the partial factor according to annex A).

11.3.2 Підсилюючі кільця

11.3.2 Stiffening rings

(1) Стаціонарні покриття резервуарів повинні бути достатньою жорстко з'єднані з верхом оболонки. В такому разі немає необхідності використовувати основне кільце.

(1) Fixed roof tanks with roof structures may be considered to be adequately stiffened at the top of the shell by the roof structure. A primary ring need not be used.

(2) Резервуари з відкритим верхом (з плаваючим покриттям) повинні бути оснащені основним кільцем, яке розташовується над або поруч із верхньою кромкою верхнього пояса.

(2) Open top tanks should be provided with a primary ring which is located at or near the top of the uppermost course.

(3) Якщо для опору вертикальним перемі - щенням нижня кромка стінки закріплена анкерами, основне кільце може бути запроектоване так, щоб задовольняти

вимоги як щодо міцності, так і щодо жорсткості, наведені в пунктах (12)-(14) розділу 5.3.2.5 EN 1993-4-1.

(3) If the lower edge of the shell is effectively anchored to resist vertical displacements the primary stiffening ring may be designed by satisfying both the strength and the stiffness requirement given in clauses (12) to (14) of section 5.3.2.5 of EN 1993-4-1.

(4) Якщо нижня кромка стінки недостатньо закріплена анкерами для опору вертикальним переміщенням, необхідно виконати перевірку стійкості згідно з EN 1993-1-6.

(4) If the lower edge of the shell is not effectively anchored to resist vertical displacements the buckling assessment should be carried out using EN 1993-1-6.

(5) Якщо підсилюючі кільця розташовані більш ніж на 600 мм нижче верху оболонки, резервуар повинен бути оснащений верхнім облямовувальним кутиком з такими розмірами:

− 60×60×5 при товщині верхнього поясу стінки не менше ніж 6 мм;

− 80×80×6 при товщині верхнього поясу стінки 6мм або більше.

Для будь-якої ділянки уторного кутика, горизонтальна полиця повинна бути розташована не нижче ніж на 25 мм від верхньої кромки стінки.

(5) When stiffening rings are located more than 600 mm below the top of the shell, the tank should be provided with a top curb angle with the following size:

− 60×60×5 where the top shell course has a thickness less than 6 mm;

− 80×80×6 where the top shell course has a thickness of 6 mm or more.

For either angle section, the horizontal leg should be not further than 25 mm from the top edge of the shell.

(6) Проміжні кільця (що запобігають місцевій втраті стійкості оболонки) повинні бути розраховані з урахуванням таких вимог. Висота від верху стінки або від верхнього вітрового кільця жорсткості до низу, при перевищенні якої може відбутися втрата стійкості оболонки, повинна бути визначена за формулою:

(6) The requirement for a secondary ring to prevent local buckling of the shell should be

investigated using the following procedure. The height over which buckling of the unstiffened shell can occur (measured from the top of the shell or the primary wind girder downwards) should be taken from:

(11.24)

де

h — висота кожного пояса нижче кільця жорсткості по верхній кромці оболонки або верхнього вітрового кільця жорсткості резервуара;

t — товщина кожного наступного пояса послідовно;

t_min — товщина найтоншого пояса.

where:

h — is the height of each course in turn below the edge ring or the primary wind girder;

t — is the thickness of each course in turn;

t_min — is the thickness of the thinnest course.

(7) Висота, у межах якої можна не встановлювати проміжне кільце, визнача -

ється за формулою:

(7) The height that may be taken to be stable without a secondary ring should be taken from:

(11.25)

де К =1  при осьовому напруженні σ_х,Ed при розтягненні

in which: K = 1  if the axial stress σ_х,Ed is tensile

(11.26)

при осьовому напруженні при стисненні

if the axial stress is compressive.

(11.27)

де

p_Ed максимальне розрахункове значення внутрішньої складової тиску на стінку (тиск з зовнішньої сторони, негативний тиск з внутрішньої сторони) і (r/t) узяте в тому ж місці, що та розрахункове значення σ_x,Ed осьового мембранного напруження при стисненні.

where

p_Ed is the maximum design value of the inward component of the pressure on the shell wall (pressure on the outside, negative pressure on the inside) and (r/t) is taken at the same location as the design value σ_x,Ed of the compressive axial membrane stress.

Примітка: Наведені вище формули можуть іноді мати більший запас (особливо у разі дуже вузьких поясів). Умови EN 1993-1-6 можуть дати більш економічні рішення.

NOTE: The above formulas can sometimes be very conservative (especially in the case of very short courses). The provisions of EN 1993-1-6 may always be used to provide a more economic design.

(8) При розрахунках деформації резервуара

нерівномірне розподілення тиску q_w,Ed від дії зовнішнього вітрового навантаження на циліндричні оболонки (див. рис. 11.5) може бути замінене на еквівалентний рівномірно розподілений зовнішній тиск:

(8) The non-uniform distribution of pressure q_w,Ed resulting from external wind loading on

cylinders (see figure 11.5) may, for the purpose of tank buckling design, be substituted by an equivalent uniform external pressure:

q_eq,Ed= k_wq_w,max,Ed (11.28)

де

q_w,max,Ed — максимальний тиск вітру, а k_w визначається бути визначено в такий спосіб:

where

q_w,max,Ed — is the maximum wind pressure, and k_w should be found as follows:

kw = 1/С_w (11.29)

де

С_w — згідно з пунктом (8) розділу 5.3.2.5 EN 1993-4-1.

with

С_w— according to clause (8) of section 5.3.2.5 of EN 1993-4-1.