Calculul constructiei metalice de sustinere a capacului

Calculul constructiei metalice de sustinere a capacului

Fig. 5.1 Schema de calcul a semifermelor

Determinarea numarului necesar de semiferme

-numarul de semiferme;

unde D este diametrul rezervorului [m];

-acesta se rotunjeste, incat sa fie un numar par;

semiferme

2. Determinarea lungimii semifermei

; unde -diametrul stalpului central;

3. Alegerea numarului de panouri a semifermei

Numarul de panouri se alege incat :

Fig.5.2 Reprezentarea schematica a numarului de panouri alese pentrul rezervorul 

proiectat

4. Determinarea inaltimii h a semifermei 

unde: -K=0.6 -coeficient de corectie ;

-D=49.5 m -diametrul rezervorului ;

-m -numarul de panouri.

5. Determinarea inaltimii h a semifermei

6. Determinarea solicitarilor pe capac

A.     Determinarea solicitarii pe capac pe timp de iarna

Tinand cont conditiile atmosferice specifice pe timp de iarna, solicitarea elementara pe capac are urmatoarele componente:

a)- Solicitarea din greutatea totala a capacului :

b)- Solicitarea datorata greutatii zapezii:

c)- Solicitarea din vacuumul din spatiul de gaze-vapori:

d)- Solicitarea din greutatea proprie a constructiei metalice de sustinere a capacului:

e)- Solicitarea totala unitara pe capac pe timpul iernii:

B. Determinarea solicitarii pe capac pe timp de vara 

Tinand cont de conditiile atmosferice specifice pe timp de vara, solicitarea elementara pe capac are urmatoarele componente:

a) Solicitarea elementara din greutatea tablei capacului:

b) Solicitarea de presiune a vaporilor din spatiul de gaze-vapori a rezervorului:

c) Solicitarea din greutatea proprie a constructiei metalice de sustinere a capacului

d) Solicitarea totala pe capac in timpul verii:

Solicitarea de suprastructura a capacului este descarcata in infrastructura, adica in elementele componente ale constructiei metalice, respectiv in semiferme, grinzi si capriori.

Se face ipoteza ca descarcarea solicitarii se face in nodurile grinzilor cu zabrele.

Modul de calcul este urmatorul :

a)Calculul suprafetelor aferente fiecarui nod al semifermei:

Fig. 5.3 Schema de calcul a fortelor din nodurile semifermei

b)Calculul fortelor din nodurile fermelor:

Considerand conditiile cele mai grele de lucru, pe timpul iernii, fortele din nodurile fermelor sunt:

c) Considerand grinda cu zabrele simplu rezemata la capete, fig.5.4, se determina reactiunile in sistemul de reazeme.

Fig. 5.4 Schema de calcul a reactiunilor din reazeme

Din considerente geometrice se determina marimile:

-pentru intreaga structura , fig.5.5 :

Fig. 5.5

-pentru primul grup de panouri, fig. 5.6:

Fig. 5.6

-pentru al doilea grup de panouri, fig. 5.7:

Fig. 5.7

-pentru al treilea grup de panouri, fig. 5.8:

Fig. 5.8

-pentru al patrulea grup de panouri, fig. 5.9:

Fig. 5.9

-pentru al cincilea grup de panouri, fig. 5.10:

Fig. 5.10

Cunoscand incarcarile pe grinda cu zabrele, fortele din bare se determina analitic cu ajutorul

fig. 5.11.

Se descompune structura de grinzi cu zabrele, izoland fiecare nod, se calculeaza fiecare reactiune stabilindu-se astfel zona cea mai solicitata.

Fig. 5.11 Schema de calcul a reactiunilor din nodurile semifermelor

Nodul 1, fig. 5.12:

Fig. 5.12

;

Nodul 1', fig. 5.13:

Fig. 5.13

;

Nodul 2, fig. 5.14:

Fig. 5.14

;

Nodul 2', fig. 5.15:

Fig. 5.15

;

;

Nodul 3, fig. 5.16:

Fig. 5.16

Nodul 3', fig. 5.17:

Fig. 5.17

Nodul 4, fig. 5.18:

Fig. 5.18

Nodul 4', fig. 5.19:

Fig. 5.19

Nodul 5, fig. 5.20:

Fig.5.20

Stabilirea ecuatiei de verificare:

Fig. 5.21

Structura din grinzi cu zabrele a semifermei a fost bine echilibrata, valorile acestor reactiuni din nodurile structurii sunt trecute in tabelul 5.22 .

Tabelul 5.22

Dimensionarea grinzii cu zabrele

a)-Dimensionarea la flambaj

unde:  - =2.3 -coeficient de flambaj;

-lungime de flambaj

- -modul de elasticitate longitudinal;

-moment de inertie minim necesar;

Se alege conform DIN 1025-63 (STAS 656-86) un profil I-14, cu urmatoarele caracteristici:

-inaltimea profilului;

-latimea talpilor;

-grosimea medie a talpilor;

-grosimea inimii,respectiv raza de rotunjire interioara a talpilor;

-raza de rotunjire a talpilor la varf;

-aria sectiunii;

moment de inertie dupa axa (x-x); 

-modul de rezistenta dupa axa (x-x);

-raza de giratie dupa axa (x-x);

-moment de inertie dupa axa (y-y);

-modul de rezistenta dupa axa (y-y);

-raza de giratie dupa axa (y-y);

momentul static al semisectiunii.

Fig. 5.23 Profil I pentru realizarea semifermelor

b)-Verificarea la intindere

Grinzile cu zabrele au fost bine dimensionate si verificate la ambele solicitari.