Проектирование сварных конструкций

Рисунок 9 – Опорная схема стойкиРазмеры плиты в плане определяются из условия прочности фундамента при сжатии:где - допускаемое напряжение при сжатии материала фундамента, = (2,0…4,0)106 Па - бетонное основание.Толщина плиты определяется из условия работы её на изгиб. Расчетный изгибающий момент в средней части плиты:Условие прочности плиты при действии изгибающего момента:Требуемая толщина плиты:7. Расчет сварных соединенийВ сварном цилиндрическом резервуаре имеются следующие сварные соединения: кольцевые и вертикальные швы корпуса резервуара, швы сопряжения корпуса с днищем, приварки обвязочного уголка к корпусу, сварные соединения стойки, стропильной фермы, щитов покрытия, лестницы, швы, присоединяющие патрубки, люки, лазы к корпусу резервуара, кровле и фланцам.Сварные швы корпуса резервуара на прочность не рассчитываются, поскольку их прочность обеспечена при определении толщины поясов.Швы, соединяющие корпус с днищем, воспринимают местный изгибающий момент, возникающий в нижнем поясе от краевого эффекта.Рисунок 10 – Расположение швов, соединяющих корпус с днищем и эпюра изгибающего момента в нижнем поясеИзгибающий момент, действующий на единицу длины периметра корпуса, приближенно равен:Условие прочности шва сопряжения днища с корпусом резервуара выражаются формулой:Из условия прочности шва определяем требуемый катет шва К:Округляя в большую сторону принимаем К=3 мм и по формуле (25) определяем напряжения в шве:Рисунок 11 – Схема сварки люка (лаза) с корпусом резервуараТребуемый катет швов, приваривающих патрубки люков (лазов) к корпусу резервуара (рис. 11) определяется из условия прочности этих швовПринимаем K = 7 мм, так как по существующим нормам для рабочих швов катет должен быть не менее трех миллиметров.Требуемый катет шва, приваривающего фланец к патрубку люка, определяется из условия прочности шва:Принимаем минимальный катет для рабочих швов K =12 ммРисунок 12 – Схема приварки обвязочного уголка к корпусу резервуараТребуемый катет швов, приваривающих обвязочный уголок к корпусу резервуара (рис. 12), определяется из условия:Принимаем минимальный катет для рабочих швов К = 3ммТребуемая длина швов, приваривающих раскосы и стойки к накладке (прокладке) и накладку (прокладку) к поясу в узлах стропильной фермы определяется таким образом. Сначала определяется часть усилия N в стержне, воспринимаемая лобовым швом Pл=β*К*lл *[τ']. Остальная часть усилия N, воспринимаемая фланговыми швамиРфл= N– Pл, распределяется между швами 1 и 2 обратно пропорционально их расстоянию до нейтральной оси. Шов 1 располагается ближе к нейтральной оси, шов 2 – дальше. Для равнобоких уголков Рфл1= 0,7Рфл и Рфл2= 0,3Рфл. Тогда требуемая длина фланговых швов: = 0,7- для ручной дуговой сварки; 96МПа.Результаты расчетов l1 и l2 сведем в таблицу 5, с учетом того, что минимальная длина рабочего шва должна быть больше либо равна 30 мм, а максимальная – меньше 50k, где k – катет флангового шва.Таблица 5 – Расчет длины фланговых швовСтерженьКатет шва k, ммУсилие, воспринимаемое лобовым швом, Pл, ННагрузка на фланговые швы Pфл, НРасчетная длина шваПринятая длинаl1, ммl2, ммl1пр, ммl2пр, ммСтойкиa28832004075053,0622,745330bc44160041600108,33346,42910847de8832002407031,34113,4323130fg44160041600108,33346,42910846hi8832005355069,72729,8837030jk44160041600108,33346,42910846l944160039400102,60443,97310244Раскосыab662400173100300,521128,795300129cd5520003250067,70829,0186830ef6624004570079,3434,0037934gh5520002960061,66726,4296230ij55200068450142,60461,11614361kl5520004360090,83338,9299139Шов приваривающий накладку к поясу, воспринимает сдвигающее усилие:Условие прочности для этих швовИз формулы 28 выводится длина шва:Результат расчетов сведем в таблицу 6.Таблица 6 – Расчет сдвигающего усилияУзелN2, Нcos2N4, Нcos1k, ммT, НДлина шваlрас, мм(расч)Lприн, мм(прин)1-2-a-b-1001465900,8196120057148,8801493-a-b-c-d-41465900,8481543600,78821538457,233571-c-d-e-f1502400,8191502400,7772631023,475245-e-f-g-h-61502400,8091030400,74342826952,584531-g-h-i-j1030400,7771030400,7432350313,033137-i-j-k-l-81030400,777992900,75536471,6043l-k-l-9992900,78800578241116,429116Сварные швы сопряжения стропильной фермы с опорным кольцом стойки и корпуса резервуара рассчитывается на срез.При выбранном катете шва k=8 мм длина шва в соединения фермы с опорным кольцом стойки составляет:Принимаем длину шва В соединении стропильной фермы с корпусом резервуара длина шва составляет:Принимаем длину шва 8. Конструирование лестницы резервуараЛестница предназначена для подъема на крышу резервуара обслуживающего персонала и необходимого оборудования. В связи с этим лестница является необходимым элементом резервуара.По конструкции выберем шахтную лестницу. Все элементы лестницы изготавливаются из профильного проката. Расстояние между маршами примем 200 мм. Сварные соединения не нуждаются в проверке на прочность.Рисунок 13 – Схематичное изображение резервуара с шахтной лестницейСписок использованной литературыМетодическое руководство по курсовому проектированию по дисциплине “Расчет и проектирование сварных конструкций” для студентов по направлению 15.03.01 всех форм обучения. – В.Г. Поднозов. – Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е.Алексеева, 2019. -17с.;Сварные конструкции. Расчет и проектирование / Николаев Г.А., Винокуров В.А. – М.: Высшая школа, 1990. – 446 с.;Техническая механика: Теоретическая механика и сопротивление материалов / А.И. Аркуша. - М.: Ленанд, 2016. - 352 c.;СТО-СА-03-002-2009 «Правила проектирования, изготовления и монтажа вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов»;СНиП II-В.3-72 «Стальные конструкции. Нормы проектирования»;ГОСТ 8509-93 Уголки стальные горячекатаные равнополочные;