Страница 8: ДСТУ-Н Б EN 1993-4-2:20ХХ. Проектування сталевих конструкцій. Частина 4-2. Резервуари (60921)

(9) Тиск p_Ed у формулі 11.25, визначається за виразом:

(9) The pressure p_Ed to be introduced into 11.25 follows from:

p_Ed= q_eq,Ed+ q_s,Ed (11.30)

де

q_s,Ed — внутрішнє підсмоктування, що викликається вентиляцією, внутрішнім частковим вакуумом або іншими явищами.

where

q_s,Ed — is the internal suction caused by venting, internal partial vacuum or other phenomena.

а) b)

а) розподіл тиску вітру по колу оболонки

a) wind pressure distribution around shell circumference

b) приведений розподіл вісесиметричного тиску

b) еquivalent axisymmetric pressure distribution

Рисунок

11.5 

Типовий перерозподіл навантаження від зовнішнього тиску вітру:

Figure

11.5:

Transformation of typical wind external pressure load distribution:

(10) Метод, викладений в (7), не повинен використовуватися, якщо осьовим напруженням є стиснення і якщо тільки не виконуються такі дві умови:

(10) The procedure set out in (7) should not be used where the axial stress is compressive unless both of the following conditions are met:

(11.31)

(11.32)

де

ℓ — висота прогину. Для Н_Е відстань між сусідніми кільцевими ребрами жорсткості приймається найменша.

where:

ℓ — is the height of the buckle. This is given by H_E or the distance between the adjacent

ring stiffeners whichever is less.

(11) Якщо Н_Е≤ Н_Р немає необхідності використовувати проміжне кільце.

(11) If Н_Е≤ Н_Р, a secondary ring need not be used.

(12) Якщо Н_Е > Н_Р, для запобігання втрати стійкості оболонки, висота Н_Е повинна бути поділена кільцевими ребрами жорсткості, які розташовуються на рівних відстанях, у межах висоти Н_Р. Якщо необхідно більш ніж одне кільцеве ребро жорсткості, значення К може бути визначено окремо для кожного прольоту між кільцевими ребрами, з метою встановлення різних значень Н_Р між кільцевими ребрами жорсткості згідно (7).

(12) If H_E > H_P, the height H_E should be subdivided by stiffening rings equally spaced at separations H_P or less to prevent buckling of the shell wall. If more than one stiffening ring is necessary, the value of K may be calculated separately for each bay between stiffening rings, to give different distances H_P between stiffening rings according to (7).

(13) Якщо товщина листів поясу, до якого прикріплюється розташоване нижче кільце, більше мінімальної товщини листів t_min, необхідно зробити уточнення. Відстань H_lower,adj, від верхнього уторного або від основного кільця до кільця, що розташовується нижче, повинна бути обчислена за формулою:

(13) If the thickness of the course to which a lower ring is attached is greater than the minimum plate thickness t_min, an adjustment should be made as follows. The distance H_lower,adj at which a lower ring should be placed below the edge ring or primary ring should be evaluated instead as using:

(11.33)

де

H_lower — відстань від верхнього уторного кільця жорсткості або від основного кільця жорсткості до розрахункового проміжного кільця,

H_tmin — відстань від уторного кільця жорсткості або від основного кільця жорсткості до нижньої кромки пояса оболонки з товщиною t_min.

where:

H_lower — is the distance from the edge ring or the primary ring to the secondary ring position to be adjusted;

H_tmin — is the distance from the edge ring or the primary ring to the lower boundary of the shell courses with thickness t_min.

(14) Проміжні кільця повинні розташовуватися на відстані не менше ніж 150 мм від кільцевих швів стінки.

(14) Secondary rings should not be located within 150mm of a circumferential tank seam.

(15) Якщо тільки не виконуються більш детальніші розрахунки згідно з EN 1993-1-6, проміжні кільця щодо жорсткості повинні відповідати такій вимозі:

(15) Unless a more detailed assessment is carried out using EN 1993-1-6 secondary rings should satisfy the following stiffness requirement

(11.34)

з

3

wich

(11.35)

(11.36)

m_B — наступне ціле число менше m_B *;

I_R,j — момент інерції перерізу проміжного кільця j;

max I_R,j — максимальне значення I_R,j для всіх проміжних кілець;

Н — висота від основного кільця або від уторного стику покриття до з'єднання нижньої кромки стінки із днищем;

a_j — відстань від проміжного кільця j до наступного розташованого нижче кільця або до нижньої кромки;

a_j+1 — відстань від проміжного кільця j до наступного розташованого вище кільця або до основного кільця, або до верхнього уторного вузла покриття;

t_j — середнє значення товщини оболонки в межах відстані a_j;

min (a_jt_j) — мінімальне значення a_jt_j в межах висоти Н;

r — радіус оболонки резервуара;

p_j,Ed — від’ємний розрахунковий тиск на проміжному кільці j.

m_B — next smaller integer to m_B *;

I_R,j — second moment of area of secondary ring j;

max I_R,j — maximum value f I_R,j for all secondary rings;

H — height of the primary ring or roof to shell junction above the bottom edge;

a_j — distance from secondary ring j to the next secondary ring below or to the bottom edge if there is no secondary ring below;

a_j+1 — distance from secondary ring j to the next secondary ring above or to the primary ring or roof to shell junction if there is no secondary ring above;

t_j — mean value of the shell thickness along the distance a_j ;

min (a_jt_j) — minimum value of a_jt_j along the height H;

r — radius of the tank shell

p_j,Ed — negative design pressure at the secondary ring j.

11.3.3 Отвори

11.3.3 Openings

(1) Отвори і арматура повинні проектува -тися згідно з 5.4.6.

(1) Openings and mountings should be designed according to 5.4.6.

11.4 Розрахунок днища резервуара

11.4 Bottom design

(1) При розрахунку плити днища необхідно враховувати корозійний вплив.

(1) The design of the bottom plate should take corrosion into account.

(2) Листи днища повинні бути зварені внапуск або у стик. Вказівки щодо зварювання див. EN 14015 або EN 14620, залежно від обставин.

(2) Bottom plates should be lap welded or butt welded. For welding details see EN 14015 or

EN 14620, as appropriate.

(3) Номінальна товщина листів днища повинна бути не менш ніж зазначена в таблиці 11.1, виключаючи припуск на корозію. Більші значення товщини повинні застосовуватися при необхідності забезпечення опору відриву від опорного кільця стінки внаслідок внутрішнього негативного тиску, якщо тільки мінімальний гарантований залишковий рівень рідини не використовується для опору відриву.

(3) The specified thickness of the bottom plates should not be less than specified in table 11.1 excluding corrosion allowance. Larger values should be used if required to resist uplift due to the internal negative pressure, unless a minimum guaranteed residual liquid level is used to assist in resisting this uplift.

Таблиця

11.1

 Мінімальна номінальна товщина плити днища

Table

11.1

 Minimum nominal bottom plate thickness

Матеріал

Material

Днище, при зварюванні внапуск, мм

Lap welded bottoms, mm

Днище, при зварюванні у стик, мм

Butt welded bottoms, mm

Вуглецеві сталі

Carbon steels

6

5

Нержавіючі сталі

Stainless steels

5

3

(4) Листи днища, що обпираються на паралельні балки (підняте днище) можуть бути запроектовані як нерозрізні балки згідно теорії малих деформацій. Якщо деформацію поперечного перерізу опорних балок від дії поперечної сили можна не враховувати (бетонні балки, порожні жорсткі секції, балки з товстими полками) проліт нерозрізної балки, яка представляє днище, може прийматися як відстань між прилеглими кромками опорних елементів, а не як відстані між центральними осями цих елементів.

(4) Bottom plates supported by parallel girders (elevated bottoms) may be designed as continuous beams according to small deflection theory. If the deformation of the cross section of the supporting girders due to the lateral load is negligible (e.g. concrete beams, hollow sections, beams with heavy

flanges), the span of the continuous beam representing the plate may be taken as the distance between adjacent edges of these supporting members, instead of the distance between the centre-lines of the supporting members.

(5) Днища резервуарів діаметром 12,5 м і більше повинні мати опорне кільце (окрайку), яке відповідає вимогам щодо міцності та жорсткості поясу стінки, до якого воно примикає. Окрайка повинна мати мінімальну без припуск на корозію номінальну товщину t_a , що визначається як:

(5) Bottoms for tanks greater than 12,5m diameter should have a base ring (in the form of an annular plate) that satisfies the strength and toughness requirements on the shell course to which they are attached. This base ring should have a minimum nominal thickness ta excluding corrosion allowance obtained from:

t_a = t_s/3 +3 мм (mm),

але не менше 6 мм

but not less than 6 mm

(11.37)

де t_s — товщина нижнього поясу оболонки, що прикріплюється

where t_s — is the thickness of the attached shell course.

Примітка 1: Ця мінімальна товщина днища може привести до утворення пластичного шарніра в окрайці, виключаючи виникнення відповідної пластичної деформації в нижній кромці зварного з'єднання стінки із днищем. Але необхідно відмітити, що ця мінімальна товщина листів днища також може привести до підняття зовнішньої частини окрайки з наступною можливістю корозії.

NOTE 1: This minimum thickness of bottom plate may lead to the formation of a plastic hinge in the

annular plate, avoiding alternating plasticity in the weld detail at the bottom of the shell wall. However, it should be noted that this minimum plate thickness may also lead to uplift of the outer edge of the annular plate, with consequent potential for corrosion.

Примітка 2: Окрайка повинна бути запроектована для перерозподілу осьових сил, що діють по периметру корпуса резервуара і передають їх на фундамент.

NOTE 2: Where axial forces develop in the tank shell, the annular plate must be designed to distribute these axial forces into the foundation.

(6) Внутрішня частина окрайки не повинна мати ширину w меншу, ніж граничне значення w_a , визначене за формулою:

(6) The inner part of the base ring annular plate should not have an exposed width w less than the limiting value w_a, obtained from:

але не менше 500 мм

but not less than 500mm

(11.38)

де

Н — максимальна розрахункова висота рідини.

w_a— мінімальна піддана впливу ширина (відстань від внутрішнього краю окрайки до внутрішньої кромки листів оболонки).

t_a— товщина окрайки з урахуванням припуску на корозію.

p — густина рідини, що зберігається.

g — прискорення вільного падіння.

where:

H — is the maximum design liquid height.

w_a— is the minimum exposed width (distance from the inner edge of the annular base plate to the inner edge of the shell plate).

t_a— is the thickness of the annular plate, taking account of the corrosion allowance.

p — is the density of the contained liquid.

g — is the acceleration due to gravity.

(7) Радіальні секції окрайок, повинні бути зварені суцільним швом у стик. Рекомендації щодо зварювання див. EN 14015 або EN 14620, за належністю.

(7) The radial seams connecting annular plates to each other should be full penetration butt welded. For welding details, see EN14015 or EN14620, as appropriate.

(8) Відстань від зовнішньої стінки до зовнішнього краю окрайки повинна бути не менше 50 мм.

(8) The distance from the outer edge of the shell plate to the outer edge of the bottom plates or base ring annular plate should not be less than 50mm.

(9) Приєднання самого нижнього пояса стінки до окрайок необхідно виконувати безперервним кутовим зварним швом з обох боків оболонки.

(9) The attachment of the lowest course of the shell plate to the annular plates or bottom sketch plates should be continuous fillet welds on both sides of the shell plate.

(10) Товщина катетів швів для кожного кутового зварного з'єднання повинна бути більше або дорівнювати товщині окрайки, але не перевищувати 10 мм. Якщо товщина оболонки менше, ніж товщина окрайки, катети швів не повинні перевищувати відповідні величини, вказані в таблиці 11.2.

(10) The throat thickness for each fillet weld should be greater than or equal to the thickness of the annular plate or of the sketch plate, except that they should not exceed 10mm and where the shell plate thickness is less than the sketch plate or annular plate thickness, they should not exceed the appropriate value given in table 11.2.

Таблиця

11.2

 Катет зварного шва при товщині листа оболонки тоншої за листа окрайки

Table

11.2

 Fillet weld throat thickness if shell plate is thinner than sketch plate or annular plate

Товщина листів стінки, t, мм

Shell plate thickness, t, mm

Катет зварного шва, мм

Fillet weld throat thickness, mm

t < 5

2,0

t = 5

4,5

t > 5

6,0

11.5 Розрахунки анкерного кріплення

11.5 Anchorage design

(1) Для резервуарів із стаціонарним покриттям анкерне кріплення повинне бути передбачене, якщо будь-яка з наведених нижче умов може викликати відрив циліндричної оболонки і окрайки днища від фундаменту:

(1) Tank anchorage should be provided for fixed roof tanks, if any of the following conditions can cause the cylindrical shell wall and the bottom plate close to it to lift off its foundations:

а) При внутрішньому розрахунковому тиску підйом порожнього резервуара не врівноважується фактичною з урахуванням корозії, вагою покриття, оболонки й постійних приєднаних елементів;

a) Uplift of an empty tank due to internal design pressure counteracted by the effective

corroded weight of roof, shell and permanent attachments;

b) При внутрішньому розрахунковому тиску у комбінації з вітровим навантаженням підйом не врівноважується фактичною з урахуванням корозії вагою покриття, стінки та постійних приєднаних елементів і плюс вага рідини, яка завжди присутня у резервуарі, що узгоджується проектувальником, замовником і відповідним регулювальним органом;

b) Uplift due to internal design pressure in combination with wind loading counteracted by the effective corroded weight of roof, shell and permanent attachments plus the effective

weight of the product always present in the tank as agreed between the designer, the client and the relevant authority.

c) Підйом порожнього резервуара через вітрове навантаження не врівноважується фактичною з урахуванням корозії вагою покриття, оболонки й постійних приєднаних елементів;

c) Uplift of an empty tank due to wind loading counteracted by the effective corroded

weight of roof, shell and permanent attachments;

d) Відрив порожнього резервуара при підтопленні під час повені. У таких випадках необхідно враховувати вплив на днище, оболонку резервуара, тощо, а також на розрахунок анкерного кріплення.

d) Uplift of an empty tank due to external liquid caused by flooding. In such cases it is

necessary to consider the effects upon the tank bottom, tank shell etc. as well as the anchorage design.

Для такої перевірки підйомні сили від дії вітрового навантаження можуть бути обчислені з припущенням, що циліндрична стінка резервуара має жорсткий попереч - ний переріз (балочна теорія). Таке припущення не виключає можливості місцевого відриву. У випадках, коли місцевий відрив допустити не можна, потрібне проведення більш складного аналізу.

For this check, the uplift forces due to the wind load may be calculated using the assumption that the tank shell has a rigid cross section (beam theory). This assumption implies that local uplift can occur.

In cases where no local uplift can be allowed, a more sophisticated analysis is required.

(2) Місця анкерних кріплень, наскільки це можливо, необхідно розташовувати по окружності резервуара на рівній відстані.

(2) Anchorage points should be spaced evenly around the circumference of the tank, insofar as this is possible.

(3) Розрахунок анкерних болтів або кріпильних планок повинен відповідати вимогам EN 1993-1-1. Мінімальна площа поперечного перерізу для анкерних болтів або кріпильних планок повинна дорівнювати 500 мм². Для захисту від корозії додається мінімальний припуск на корозію рівний 1 мм.

(3) The design of the holding down bolts or straps should meet the requirements of EN 1993-1-1. The minimum cross-sectional area for the holding down bolts or straps should be 500mm2. If corrosion is anticipated, a minimum corrosion allowance of 1mm should be added.

(4) Анкерне кріплення, як правило, необхідно кріпити до оболонки. Воно не повинно кріпитися тільки до окрайки.

(4) The anchorage should be principally attached to the shell wall. It should not be attached to the bottom plate alone.

(5) Розрахунок анкерного кріплення повинен враховувати переміщення резервуара від температурних коливань і гідростатичного тиску, та мінімізувати будь-яке напруження, що виникає в оболонці.

(5) The design of the anchorage should accommodate movements of the tank due to thermal changes and hydrostatic pressure and minimise any stresses induced in the shell.

(6) Розрахунок оболонки на дії сил і згинальних моментів в місцях анкерних кріплень повинен здійснюватись згідно з вимогами 5.4.6 і 5.4.7 EN 1993-4-1.

(6) The design of the shell for local anchorage forces and bending moments resulting from the anchorage should meet the requirements of 5.4.6 and 5.4.7 of EN 1993-4-1.

(7) Попереднє натягнення анкерного болта або кріпильної планки не повинно застосовуватися для включення їх в роботу тільки у випадку виникнення підйомної сили в оболонці резервуара.

(7) No initial tension should be applied to the holding down bolt or strap, to ensure that it will become effective only if an uplift force develops in the shell of the tank.

Примітка: Якщо анкерні болти або кріпильні планки попередньо не напружені, максимальна підйомна сила в них при вітровому навантаженні буде зменшена, тому може бути застосований розрахунок, описаний в (1). Крім того, будуть зменшені напруження, що виникають при радіальних переміщеннях від дії температурних коливань і гідростатичного тиску.

NOTE: If the holding down bolts or straps are not pretensioned, the maximum uplift forces in them under wind load will be reduced, so that the calculation described in (1) will be applicable. In addition, a reduction will occur in the stresses induced by restraint of radial movements due to thermal changes and hydrostatic pressure.