Вертикальный цилиндрический резервуар

 

Изобретение относится к резервуаростроению, а именно к конструкциям вертикальных цилиндрических резервуаров, сооружаемых в районах с повышенной сейсмической активностью. Целью изобретения является повышение энергопоглощаемости при сейсмических воздействиях. Резервуар включает стационарную крышу 1, цилиндрическую стенку 2, днище 3. Верхняя часть цилиндрической стенки 2 имеет кольцевые горизонтальные гофры 4,5 переменного сечения. Верхние и нижние стороны каждого из гофров соединены между собой приваркой наклонных связей 6. При сейсмическом воздействии в местах крепления связей 6 возникают шарниры пластичности либо разрушение связей, что в сочетании с возникающими винтообразными колебаниями жидкости в резервуаре приводит к благоприятной диссипации сейсмической энергии. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (ц) j .Е 04 Н 7/04

ПРИ П(НТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

OCYQAPCTBEHHblA HOMHTET

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4439125/31-33 (22) 31. 03. 88 (46) 15.07.90. Бюл. Р 26 (71) Московский инженерно-строительный институт пи. В.В. Куйбышева (72) А.Б. Пуховский, И.М. Алимжанов, Н.Н. Демидов и А.В. Кривошей .(53) 725.36(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 916727, кл. Е 04 Н 7/04, 1982.

Лессиг Е.Н. и др. Листовые металлические конструкции. — N.: Стройиздат, 1970,. с ° 75, фиг. 3.16. (54) ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ РЕЗЕРВУАР (57) Изобретение относится к резервуаростроению, а именно к конструкциям вертикальных цилиндрических резервуаров, сооружаемых в районах с повьппен2 ной сейсмической активностью. Целью изобретения является повьппение энергопоглощаемости при сейсмических воздействиях. Резервуар включает стационарную крьппу 1, цилиндрическую стенку

2, днище 3. Верхняя часть цилиндрической стенки 2 имеет кольцевые горизонтальные гофры 4, 5 переменного сечения. Верхние и нижние стороны каждого из гофров соединены между собой приваркой наклонных связей 6. При сейсмическом воздействии в местах крепления связей 6 возникают шарниры пластичности либо разрушение связей, что в сочетании с возникающими винтообразными колебаниями жидкости в резервуаре приводит к благоприятной диссипации сейсмической энергии. 1 з.п. ф-лы, 10 ил.

С:

1578301

Изобретение относится к резервуаростроению, а именно к конструкциям вертикальных стальных цилиндрических резервуаров, сооружаемых в районах с повышенной сейсмической активностью.

Целью изобретения является повышение энергопоглощаемости при сейсмических воздействиях.

На фиг. 1 изображен вертикальный цилиндрический резервуар с поясами горизонтальных кольцевых гофров переменной ширины и наклонными связями, общий вид; на фиг. 2 — то же, с гофрами переменной глубины; на фиг. 3распределение напряжений при сейсмическом воздействии; на. фиг.. 4 - фасад участка стенки при сейсмическом нагружении; на фиг. 5 — профиль участка стенки.при сейсмическом нагружении; на фиг. 6 — то же, с образованием пластического шарнира; на фиг, 7 — резервуар перед началом землетрясения; на фиг. 8 — то же, после первого подземного толчка и отключения первой 25 группы поперечных связей; на фиг.9 .то же, после отключения второй группы поперечных связей; на фиг. 10 — изменение формы резервуара в процессе землетрясения.

Вертикальный цилиндрический резервуар (фиг. 1) включает стационарную крышу 1, которая с помощью сварки соединена с цилиндрической стенкой 2, а последняя приварена к днищу 3. Верхняя часть цилиндрической стенки 2 име-35 ет пояс кольцевых гофр 4 переменного сечения, которые выполнены зиговкой на корпусе стенки или вварены в нее кольцевыми швами. Аналогичным образом выполнен .нижний гофр 5. Верхние и ниж«40 ние стороны каждого из гофров соединены между собой приваркой наклонных связей. 6. 1ак показала проверка,наклонные связи рационально устанавливать парами на расстоянии (0,05-0,75)D одна от другой по периметру стенки с . углом наклона одна к другой от 30 до

75 (Э вЂ” диаметр резервуара).

При величйнах параметров, выходящих за указанные пределы, нерационально 50 увеличивается расход стали и снижается надежность стабильного гарантированного срабатывания связей при землетрясении. . 55

Опытным путем подобрана минимальная ширина гофров (30-45 мм) и минимальная глубина их (10-15 мм). Экспериментально определено соотношение между минимальными и максимальными значениями ширины (глубины) каждого из гофров. Оно находится в пределах от 1:1,2 до 1:2,5 ° При меньшем значении, выходящем за пределы указанного диапазона, эффективность работы гофра практически не. увеличивается, а при черезмерной величине верхнего предела диапазона неоправданно возрастают затраты на изготовление гофров.

Все сказанное относится также к резервуарам с гофрами переменной глубины (фиг. 2).

Вертикальный цилиндрический резервуар работает следующим образом.

При первом сейсмическом толчке жидкость, хранящаяся в резервуаре (фиг. 1 и 2), оказывает гидродинамическое воздействие íà xpbany 1 и стенку 2 резервуара. При этом в цилиндрической стенке.2 резервуара появляются сжимающие меридиональные и растягивающие кольцевые напряжения (фиг. 3).

Направление подземного толчка наперед неизвестно, поэтому взаимный наклон каждой пары связей 6 гарантирует,что по крайней мере в одной из связей каждой пары в точке крепления ее к цилиндрической стенке 2 возникает при толчке .усилие среза, в результате в верхней или нижней части гофров возникают шарниры пластичности (фиг. 6). При ,землетрясении можно допустить потерю устойчивости или отрыв связей, что приводит к благоприятной диссипации ,части энергии чачава. В таких условиях цилиндрическая стенка начнет совер-. шать возвратно-поступательные колебания. При этом резко увеличивается энергопоглощающая способность резер1 вуара.

Если бы кольцевые гофры имели постоянное сечение, то,после отключения связей в результате первого толчка резервуар получил бы вертикальное возвратно-поступательное движение (фиг.. 5).

Резервуар с верхним поясом кольцевых гофров переменной глубины или ширины характеризуется тем, что в силу неодинаковой жесткости в разных точках гофра одна его сторона (с максимальной глубиной) в какой-то момент станет раскрываться, а диаметрально противоположная сторона станет закрываться.

Противофаза колебаний дает обратную. картину.

Поскольку при ступенчатом переходе от вышележащего гофра к нижележащему

157830 симметрична сдвигаются точки максиl мальной и минимальной жесткости гофров, то при сейсмическом воздействии после отключения наклонных связей ре5 зервуар станет характеризоваться

"змеевидными" колебаниями (фиг. 10).

Возникновение вращательной компоненты движения жидкости приводит к дополнительной энергопоглощаемости и, следовательно, к большей сейсмостойкости резервуара.

Сейсмические воздействия нередко характеризуются повторными подземными ,толчками. Когда они более слабы, чем первый толчок, ранее произошедшие отключения связей не являются критическими. Когда же долговременные сейсмические прогнозы дают основания ожидать второго,,более сильного, толчка, то прочность и жесткость наклонных связей какого-либо иэ гофров (или их группы) предусматриваются на 5-257. выше, чем связей на других гофрах.

Даже в простейшем случае (фиг. 4,5) 25 это увеличивает энергопоглощаемость при повторном сейсмическом воздействии. Как показывает статистика, большое отличие повторного землетрясения от первого весьма маловероятно, поэто- 39 му увеличение жесткости связей более чем на 257. экономически нецелесообразно.

Технико-экономический эффект данной конструкции обеспечивается прежде всего тем, что увеличивается устойчивость стенки резервуара (повы1

6 шается уровень критических напряжений) до 307, за счет рационального расположения и формы гофров,.а также установки наклонных связей. Кроме того, увеличивается энергопоглощаемость резервуара на 40-50Х за счет образования шарнира пластичности в гофрах, при этом обеспечивается воэможность залива хранимой жидкости на всю высоту резервуара, что позволяет использовать полностью полезный объем резервуара, т.е. поднять его вместимость на 207. формула изобретения

1. Вертикальный цилиндрический резервуар, включающий днище, крышку, стенку с горизонтальными гофрами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения энергопоглощаемости.при сейсмических воздействиях, гофры выполнены с наклонными связями, соединяющими их верхние и нижние стороны, и имеют плавно изменяющееся переменное сечение, причем максимальное и минимальное значения ширины или глубины гофра расположены в диаметрально противоположных точках и их соотношения находятся в пределах от

1:1,2 до 1:2,5.

2. Резервуар п.1, о т л и ч а ю-. шийся тем, что смежные связи наклонены одна к другой под углом

30-75

1578301

>ие 8

Фиг.9

Составитель Г.Давлетова

Редактор Л.Веселовская Техред M.Õîäàíè÷ Корректор Н. Ревская

Заказ 1897 Тираж 592 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101