Резервуары и сосуды для хранения жидкостей, газов и сыпучих веществ мелкой фракции относятся к строительным конструкциям, которые рассчитывают по соответствующему ГОСТу. В отличии от машиностроения и приборостроения, где расчёты на прочность производят по допустимым нормальным [σ] или касательным напряжениям [τ], в строительстве используется метод предельных состояний, который иногда называют методом частных коэффициентов.

Под предельным понимают такое состояние конструкции, при котором она перестаёт удовлетворять заданным эксплуатационным требованиям или требованиям, предъявляемым в процессе возведения сооружения.

Условие прочности имеет вид

max σ_экв ≤ R,

где R – расчётное сопротивление материала, оно представляет собой наименьшее возможное сопротивление материала за время эксплуатации.

σ_экв – напряжение в наиболее загруженном сечении.

Основным параметром прочности материала силовым воздействиям является нормативное сопротивление R_n, устанавливаемое нормами проектирования строительных конструкций с учетом условий контроля и статистической изменчивости механических свойств материала. За нормативное сопротивление прокатной стали принимают наименьшее контролируемое (браковочное) значение предела текучести σ_Т(σ_у), установленное ГОСТами или техническими условиями на металл. В соответствии с основными положениями по расчету строительных конструкций и оснований, разработанных на базе соответствующей главы СНиП (Строительные нормы и правила), его обозначаютRⁿ_y

где Rⁿ_y – нормативное сопротивление;
γ_с – коэффициент условий работы;
γ_м – коэффициент надежности по материалу
γ_Н – коэффициент надежности по назначению

Расчётное сопротивление материала R определяется в зависимости от нормативного сопротивления R_n, с учётом возможного отклонения сопротивления материала в неблагоприятную сторону от нормативного значения (учитывается коэффициентом надежности по материалу γ_м>1). Неблагоприятное влияние температуры, агрессивности окружающей среды, длительности и многократной повторяемости воздействия, приближенности расчетных схем и предпосылок и прочие благоприятные или неблагоприятные факторы учитывается коэффициентом условий работы γ_с. Степень ответственности и капитальности зданий и других сооружений, а также значимость последствий тех или иных предельных состояний учитывают коэффициентом надежности по назначению γ_Н≤1.

Значения Rⁿ_y, γ_с, γ_м, γ_н для указанных материалов и конструкций устанавливают соответствующие главы СНиП.

Резервуары предназначены для приемки, хранения, отпуска, учета нефти и нефтепродуктов и являются инженерными конструкциями, которые применяются как на НПЗ и нефтебазах, так и на НПС.

Металлические резервуары относятся к числу ответственных сварных конструкций, работающих в тяжелых эксплуатационных условиях. Наличие в резервуарах жестких сварных соединений и снижение пластических свойств металла при отрицательных температурах вызывает значительные внутренние напряжения и создает условия, исключающие возможность их перераспределения. Эти и ряд других причин, таких как, неравномерные осадки, коррозия снижают эксплуатационную надежность резервуара, иногда приводят к его разрушению.

3.1 Задание и исходные данные

Задание:

1. Определить геометрические параметры резервуара.
2. Определить толщину всех поясов стенки резервуара.
3. Рассчитать стенку резервуара на устойчивость.

Исходные данные для расчета:

• тип резервуара – РВС;
• объем резервуара – 20000 м³;
• плотность нефтепродукта – 900 кг/м²;

Металлические конструкции резервуаров должны изготавливаться из стали по ГОСТ 27772. Наибольшее применение нашла сталь 09Г2С-12.

Основные характеристики стали 09Г2С-12:

Rⁿ_y = 345 МПа – нормативное сопротивление;

σ_в = 500 МПа – предел прочности.