Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
1 Thiết kế kết cấu đỡ bể

1 Thiết kế kết cấu đỡ bể

Tải bản đầy đủ - 0trang

4.1.2. Tổ hợp tải trọng tác dụng kết cấu đỡ bể chứa:

Theo phần AD – 9 ( TL[ 1] ) tất cả các tải trọng tác dụng vào bể chứa đều phải

lấy với giá trị lớn nhất, hệ số tổ hợp tải trọng là 1 đối với tất cả các tải trọng, mỗi một

tổ hợp tải trọng sẽ tương ứng với một trạng thái làm việc của bể chứa, trong q trình

vận hành bể chứa có các trạng thái làm việc sau.

1) Trạng thái thử áp lực nước

Tổ hợp tải trọng = W1 + W2 + W4 + Wg

Trong đó :

-



W1 là tải trọng bản thân của bể



-



W2 là tải trọng bản thân của bể



-



W4 là tải trọng bản thân của nước khi thử áp lực bể



-



Wg là tải trọng gió



2) Trạng thái làm việc bình thường

Tổ hợp tải trọng = W1 + W2 + W3 + Wg

Trong đó :

-



W1 là tải trọng bản thân của bể



-



W2 là tải trọng bản thân của bể



-



W3 là tải trọng bản thân của LPG chứa trong bể



-



Wg là tải trọng gió



4.1.4 Thiết kế hệ thống cột đỡ bể chứa

4.1.4.1 Lựa chọn số trụ đỡ cho bể chứa :

chọn số lượng trụ đỡ cho bể chứa là : 8 trụ

4.1.4.2 Vật liệu làm trụ đỡ :

Trụ đỡ dạng ống thép API 5L X65, có các thơng số sau :



- Đường kính ngồi



:



Do= 762 (mm).



- Bề dày thành ống



:



to= 14,3 (mm).



- Cường độ giới hạn chảy dẻo



:



SY= 448 (MPa).



- Cường độ giới hạn bền



:



ST= 530 (MPa).



4.1.4.3 Liên kết giữa trụ và bể chứa :

Do vị trí liên kết giữa trụ và bể chứa rất nhạy cảm, là chỗ rất nguy hiểm cho bể

chứa cho nên ta chọn liên kết ở đây là liên kết hàn.

4.1.4.4 Liên kết giứa các trụ đỡ với nhau:

Ta sử dụng hệ thống giằng chéo để liên kết các trụ lại với nhau, giữa hai trụ sẽ

có hai giăng chéo. giằng chéo sử dụng để tăng khả năng chịu lực của trụ đỡ, tăng tính

chịu lực đồng đều giữa các trụ.

4.1.4.5 Tính tốn các đặc trưng hình học của cột đỡ:





Diện tích mặt cắt ngang :



π .(D − D

2



A=



(





4 2.t



)2 )



π . 762 − ( 762 − 2.14,3)2



Thay số vào ta có :



2



)



A=





(



2

= 33590, 25( mm .



4



Mơ men qn tính :



(



)



π . D − ( D − 2.t )4

I=

.

64



(



4



)



π . 762 − ( 762 − 2.14,3)4

9

4

Thay số vào ta có : I =

= 2,35.10 (mm ).

64





4



Mô men chống uốn :

W =



2.I

.

D



Thay số vào ta có : W





2.2,35.10

=



762



9



6,16.106(mm ).

3



=



Bán kính qn tính :

r=



I

A



.



2,35.109

Thay số vào ta có : r = 33590, 25 = 264, 4(mm).

4.1.4.6 Kiểm tra tại mặt cắt A-A tại đầu cột:

a ) Lực nén do tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mỗi cột :

P =



W



o



N



Lực nén khi kể đến tải trọng gió :

P g=



W

N



±



4.Wg .l

N.Do



.



Trong đó :

- Po là lực nén tại đầu cột sinh ra do tác dụng của tải trọng thẳng

đứng

- Pg là lực nén khi có thêm tác dụng của gió

- W là tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cột

- N là cột đỡ bể , N = 8

- Wg là tải trọng gió , Wg = 164085 ( N )

- l là chiều dài đoạn cột liên kết với bể chứa, l = 3000 (mm)

- Do là đường kính ngồi của bể , Do= 2.(10960 +66) = 22052 (mm)

∗ Trong trường hợp thử áp

lực Tổng tải trọng thẳng

đứng :



W = W1 + W2 + W4 = 74830368 + 117720 + 54067460 = 61832333 ( N )



Lực nén tại mặt cắt A – A :

W 61832333

P= =

= 7708531 ( N )

o

N

8

W 4.Wg .l 61832333 4.164085.3000

P g = N ± N.D =

±

8

8.22052 = 7719692,3 ( N )

o



∗ Trong trường hợp hoạt động bình



= 7697369,8 ( N )



thường Tổng tải trọng thẳng đứng :

W = W1 + W2 + W3 = 7247922 + 117720 + 2725000 = 35014873 ( N )

Lực nén tại mặt cắt A – A :

W 35014873

P= =

= 4356348,5 ( N )

o

N

8

W 4.Wg .l 35014873 4.164085.3000

P g= ±

±

8

8.22052 = 4367509,7 ( N )

N

N.Do =

= 4345187,3 ( N )

b ) Mô men lệch tâm ở đầu cột :

M=

.



S.R.Po .(1 − µ )

E



Trong đó :

- Po là lực nén tại đầu cột sinh ra do tác dụng của các tải trọng thẳng

đứng.

- R là bán kính ngồi của bể chứa tại điểm B , R = 11026 (mm).

- là hệ số poission, µ=0,3

- E là mô đun đàn hồi của thép , E=2,1.105 (MPa).

- S: ứng suất trong phần tử vỏ tại điểm xích đạo ( điểm B )



ĐỒ ÁN BỂ

CHỨA



VIỆN XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH

BIỂN



S=



0,5.P.R + F



+ 0, 25.P.



ts

- P : áp suất trong của bể chứa, (N/mm2).

P=1,6 (N/mm2), trong trạng thái vận hành bình thường.

P=2,4 (N/mm2), trong trạng thái thử áp lực.

- ts : Bề dày thành bể chứa tại điểm tính toán, ts= 64(mm)



∗ Trong trường hợp thử áp lực nước

Ứng suất trong phần tử vỏ tại điểm xích đạo

0,5.2, 4.11026 + 53, 47



S=

208,14



( N/mm2 )

+ 0, 25.2, 4 =



64



Mô men lệch tâm :

M



=



214,83.11026.7708531.(1− 0,3)

5

= 58957039,6 ( N.mm )

2,1.10



∗ Trong trạng thái hoạt động bình thường

Ứng suất trong phần tử vỏ tại điểm xích đạo

S=



0,5.1,6.11026 + 53, 47



Mơ men lệch tâm :

M=



64



+ 0, 25.1,6 = 139,03 ( N/mm2 )



143,51.11026.4356348,5.(1− 0,3)

5

= 22256976,67

2,1.10

( N.mm )



c )Kiểm tra khả năng chịu nén

Theo tiêu chuẩn AISC, ứng suất cho phép của cột đỡ tính theo công thức sau:







˜ˆ

1 − Klr 2 .F

y

2



2.C ˜

c



˜

Fa= ⊄ ↓

.

3

5 3. Kl r

8.C

Klr

+



3

8.C



 



  

c



Trong đó :



3



c



- Fa là ứng suất cho phép dung cho tải trọng tĩnh (N/mm2)

- K là hệ số chiều dài tính tốn, k = 0,8

- l là chiều dài thực của cột, l=13026 (mm)

- Cc: Hệ số kể đến sự làm việc đàn hồi dẻo của vật liệu, tính theo

cơng thức:

⊇ 12.π 2 .E ˆ0,5

Cc =









↓˜



Fy



.



- r : Bán kính quán tính của cột , r = 264,4(mm).

- E: Mô đun đàn hồi của vật liệu,E=2,1.105 (N/mm2).

- Fy: Cường độ giới hạn chảy của vật liệu, Fy=448 (N/mm2) Thay số vào

ta có :

⊇ 12.π .2,1.10 ˆ0,5

Cc = ℑ

448

˜ = 235,62.





2



5



Kl 0,8.13026

r = 264,4 = 39,4

Ta thấy Kl

r



= 39,4 < Cc = 235,62



ĐỒ ÁN BỂ

CHỨA



VIỆN XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH

BIỂN



Vậy cơng thức trên được áp dụng





⊇9369,6



2

ˆˆ



ℑ ℑ

˜˜

264,97 ↓



ℑ1−

˜ * 448

2



˜

2 * 235,62



˜





Fa =

.

⊇ℑ 9369,6 ˆ264,97

⊇ℑ 9369, 264,97 3

˜

˜ˆ

6

5 3

3 + 8*







235,62



↓ ⊄



− 8* 235,623



Fa = 255,51 (N/mm2)

Ứng suất nén ở mặt cắt A –A là :

∗ Trong trường hợp thử tải :



σ =

n



Pg M

+

A



7729692, 2 58957039,6

( N/mm2 )

6

=

+

= 239,39

Wc 33590, 25

6,16.10



∗ Trong trường hợp thử tải :



σ =

n



Pg M

+

A



4367509,7 22256976,7

( N/mm2 )

6

133,63

Wc = 33590, 25 + 6,16.10 =



Ta thấy :

- Trong trường hợp thử tải Fa =255,51 > σ



=239,39 ( N/mm2 )



n



- Trong trường hợp vận hành bình thường Fa =255,51 > σ = 133,63 ( N/mm2 )

n



Kết luận :

Trong các trường hợp vận hành ,cột đỡ bể hoàn toàn đủ khả năng chịu nén

d ) kiểm tra khả năng chịu uốn



VIỆN XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH

ĐỒ ÁN BỂ

BIỂN Theo ( TL [ 2 ] ) tiêu chuẩn AISC , khả năng chịu uốn choCHỨA

phép của cột là



Ta có :



Fy .Do

F

˘ = 0,72 − 0,58

.F



˙

b

E.t



˚



y





= 0,72 −

0,58







448.762



˘



.448 = 293,02 ( N/mm2 )



˙

5

2,1.10 .14,3 ˚



ứng suất do mô men uốn tại mặt cắt A –A là :

∗ Trong trường hợp thử tải :



σ =

M

b



+



2.Wg .l



=



58957039,6

6,16.10



Wc



6



+



2.164085.3000

8.6,16.10



6



= 29,53



( N/mm2 )



N.Wb

∗ Trong trường hợp thử tải :



σ =

M

b



+



2.Wg .l



=



22256976,7

6,16.10



Wc



6



+



2.164085.3000

8.6,16.10



6



2



= 23,58 ( N/mm )



N.Wb

Ta thấy :

- Trong trường hợp thử tải Fb = 293,02 > σ



= 29,84 ( N/mm2 )



b



- Trong trường hợp vận hành bình thường Fb = 293,02 > σ = 23,58 ( N/mm2 )

b



Kết luận :

Tại mặt cắt A –A ( đầu cột ) , trong các trường hợp chịu tải cột hoàn toàn đủ

khả năng chịu lực

4.1.4.7 Kiểm tra tại mặt cắt B-B ở chân cột :

a ) Lực nén do tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên mỗi cột :

P =



W



o



N



Lực nén khi kể đến tải trọng gió :

P g=



W

N



±



4.Wg .l

N.Do



.



Trong đó :

- Po là lực nén tại đầu cột sinh ra do tác dụng của tải trọng thẳng

đứng

- Pg là lực nén khi có them tác dụng của gió

- W là tổng tải trọng thẳng đứng tác dụng lên cột có tính them trọng

lượng bản thân của cột Wcột



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

1 Thiết kế kết cấu đỡ bể

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×