Проверка устойчивости стенки на нагрузки, направленные нормально к ее поверхности.
Ребристый купол имеет основные конструктивные элементы: ребра – арки, наружное и внутреннее опорные кольца. Настил опирается на балочки и не является несущим элементом. Наружное кольцо мешает горизонтальным деформациям. Возникают горизонтальные реакции – распор. Стенка резервуара служит неподвижной опорой. Kra34.cc еще по теме.
Ребро – арка может опираться на внутреннее кольцо двумя способами: шарнирное опирание и жесткое защемление. Если ребро приварить к внутреннему кольцу, то его можно считать как двухшарнирную арку с затяжкой. Роль затяжки играет внешнее кольцо, работающее на растяжение. Средний шарнир отсутствует.
Если ребра крепятся к внутреннему кольцу болтами, то ребро рассчитывается как трехшарнирная арка с упругой затяжкой.
Радиус кривизны Rк =(1,2 – 1,5)L;
Стрела подъема f0=(1/10 – 1/12)L=340 см;
Зная стрелу подъема, радиус кривизны определяется по формуле:
Rк= + =39,9^2/(8*3,4)+3,4/2 =60,23 м;
Определим количество ребер в куполе:
n = m/2 =42/2 =21; m= = 41,7831816 ≈ 42;
a=300 см;
Определим нагрузки.
q=q1+q2=0,018269+0,0094=0,027696
q1= a =730*1,05/(3,1415*1995^2)*298 = 0,018269 кн/см;
q2= gf2*S0*m*k1*a=0,7*0,5*1*0,315*298=0,0094 кн/см;
1.Статический расчет арки.
Прежде всего определяем площадь условной затяжки:
FЗ= =2*3,1415926*100/42 = 14,9599648≈15 см2;
Fи – площадь сечения опорного кольца.В реальных резервуарах колеблется в пределах от 90 до 120 см2. Предварительно принимаем Fи=100 см2.
m=2n; n – число арок в куполе.
А). Двухшарнирная арка.
V= =0,027696*3990/4 =27,62676 кн.
Распор в арке:
Н=0,0456k=730*1,05/(3,1415*19956^2)*298 =29,094699 кн;
К=0,492.
Определим расчетные усилия в различных сечениях арки:
х=L/2=1995 см; y=f0 =340 см; ά=0; сos ά=1; sin ά=0;
Mб=V*x - =27,62*1995-0,027696*3990^2/12 =18358,3092 кнсм;
Ма=Мб – Н*y=18358,3-29,09*340 =8467,7 кнсм;
N= - (Qб sin ά +H сos ά) = - 29,09*1= - 29,09 кн;
х= L/4=3990/4=998 см; y=f – Rи(1-cos ά)=254 см;
tg ά0= =3990/(2*(6023-340))=0,3520 ; ά0=19,340 ; ά= ά0/2=9,670;
сos ά=0,9858; sin ά=0,168;
Мб= V*x - qx - (q – qx) =27,62*998-0,0138*998^2/2-(0,027696-0,0138)*998^2/3 =16078,841872 кнсм;
qx=q - q = 0,027696-0,027696*2*998/3990 =0,013841 кн/см;
Ма=Мб – Н*y=16078,8-29,09*254 =8689,94 кнсм;
N= - (Qб sin ά - H сos ά) =-(6,91*0,168+29,09*0,9858) =-29,8378 кн;
Qб=V - x=27,62-998*((0,027696+0,0138)/2) =6,913496 кн.
Проверка напряжений.
Примем сечение ребра двутавр №27а; Wx=407 см3; А=43,2 см2; Ix=5500 cм4; х=L/4=998 см.
Прочность:
s= - - =-8689,94/407-29,83/43,2 = -22,042 кн/см2 < 1*24=24 кн/см2;
проверка прочности выполнена.
Устойчивость:
1,4*Nx<= Nкр;
Nкр= =3,14^2*21000*5500/(1,06*((4094/2)^2)) = 256,3892 кн;
m=1,06; S1=2 Rи ά0 = 2*6030*0,34=4094 см;
Nx= 1,4*29,83=41,76 кн <Nкр= 256 кн.
Устойчивость обеспечена.
Б). Трехшарнирная арка.
V= =0,027696*3990/4 =27,62676 кн.
Распор:
Н= =18371,895/340 =54,035
М0= =0,027696*(3990^2)/24 =18371,7954 кнсм.
х= L/4=3990/4=998 см; y=f – Rи(1-cos ά)=254 см;
tg ά0= =3990/(2*(6023-340))=0,3520 ; ά0=19,340 ; ά= ά0/2=9,670;
сos ά=0,9858; sin ά=0,168;
Мб= V*x - qx - (q – qx) =27,62*998-0,0138*998^2/2-(0,027696-0,0138)*998^2/3 =16078,841872 кнсм;
qx=q - q = 0,027696-0,027696*2*998/3990 =0,013841 кн/см;
Усилия в сечении х=L/4:
Ма=Мб – Н*y=16078,8-54,035*254 =2353,91 кнсм;
N= - (Qб sin ά - H сos ά) =-(6,91*0,168+54,035*0,9858) =-54,4286 кн;
Qб=V - x=27,62-998*((0,027696+0,0138)/2) =6,913496 кн.
Проверка напряжений.
Дополнительно
Есть ли жизнь на Марсе
«Есть ли жизнь на
Марсе, нет ли жизни на Марсе - науке неизвестно» - это не просто удачный
афоризм из популярной кинокомедии «Карнавальная ночь», который широко вошел в
наш разговорный язык и стал ходячей шуткой. Главное здесь в том, что эта фраза
очень долгое время отражала наш действитель ...
Эволюция и самоорганизация химических систем. Макромолекулы и зарождение органической жизни
Понятие самоорганизация означает упорядоченность
существования материальных динамических, то есть качественно изменяющихся
систем. Оно отражает особенности существования таких систем, которые
сопровождаются их восхождением на все более высокие уровни сложности и
системной упорядоченности или матер ...