Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы в связи с интенсивным освоепием природных богатств, в том числе в связи с возрзстаіо-щими объемами добычи нефти, во многих нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих странах мира повышается объем строительства резервуаров, среди которых наибольшее распространение получили стальные вертикальные цилиндрические резервуары (СВЦР) со стационарными и плавающими крышами. Большое количество резервуаров типа СВЦР возводится в сейсмических районах.
До недавнего времени считалось, что СВЦР являются сейсмостойкими сооружениями, поэтому вопросам проектирования, строительства и эксплуатации их с учетом условий, специфических для сейсмических районов, не уделялось должного внимания. Можно отметить, что очевидно поэтому в России, странах СНГ и в мире нет необходимой специальной литературы и нормативных документов, регламентирующих строительство СВЦР в сейсмических районах. ;'
Вместе с темі анализ последствий ряда сальных землетрясений, происшедших в мире, применительно к СВЦР показал, что они не всегда удовлетворительно переносят сейсмические воздействия, повреждаются и разрушаются, приводя к значительным материальным потерям и й катастрофическим экологическим последствиям.
Основными нагрузками, действующими на конструкции СВЦР при сейсмическом воздействии, являются инерционные силы от массы хранимой жидкости (гидродинамическое давление) и от массы самого резервуара. До настоящего времени считается, что геометрическая форма корпуса резервуара является идеальной, а некоторые геометрические несовершенства корпуса мало сказываются на степени сейсмостойкости СВЦР. Однако анализ последствий землетрясений показывает, что наиболее повреяденными и даяе разрушенными оказались как раз те резервуары, которые к началу землетрясения имели неправильности геометрической формы.
Среди разнообразных причин, вызывающих образование начальных неправильностей геометрической формы корпусов СВЦР, нами выделено тепловое воздействие на корпус солнечной радиации, приводящее к одностороннему нагреву части поверхности корпуса, обращенной к солнцу, в связи с чем вертикальные стен-
ки корпуса получают температурные перемещения, искажающие его первоначальную конструктивную форму. Кроме этого, в отдельных местах корпуса возникают дополнительные температурные напряжения, которые меняют и ухудшают общую картину его напряженно-деформированного состояния.
Так как большое количество сильных землетрясений происходит на территориях с жарким климатом, где интенсивность солнечной радиации достаточно велика, а на этих же территориях . возводится и эксплуатируется значительное количество СВЦР, то учет влияния солнечной радиации на степень сейсмостойкости резервуаров этого типа является задачей актуальной и имеющей большое научное и народнохозяйственное значение.
Цель работц - оценка степени влияния солнечной радиации на сейсмостойкость стальных вертикальных цилиндрических резервуаров.
Для достижения цели диссертации поставлены следующие задачи:
выявить характерные повреждения н разрушения СВЦР по последствиям сильных землетрясений;
осуществить оценку солнечной радиации как тепловой нагрузки на корпус СВЦР;
провести экспериментальные исследования СВЦР на действие солнечной радиации для выявления особенностей взаимодействия системы "грунт - деформированный корпус - жидкость";
провести теоретические исследования по оценке напряженного состояния системы "цилиндрическая оболочка - элемент жесткости", возникающего в условиях как обычной эксплуатации, так и при сейсмических воздействиях;
разработать методику учета геометрических отклонений корпуса СВЦР от действия солнечной радиации с обоснованием возможности использования расчетной эквивалентной пространственной динамической модели (РДО) движущейся жидкости внутри резервуара, подверженного сейсмическому воздействию;
разработать рекомендации по проектированию СВЦР для сейсмических районов с учетом воздействия на их корпуса солнечной радиации.
Натчшю новизну работы составляют следуйте основные результаты, защищаемые автором:
4 "':
-
Выявленные особенности деформирования и изменения напряженно-деформированного состояния вертикальных стенок корпусов СВЦР, подверженных воздействию солнечной радиации.
-
Экспериментальные данные о динамических характеристиках и напряженно-деформированном состоянии корпусов СВЦР при одностороннем нагреве их от действия солнечной радиации' и горизонтальных динамических воздействиях типа сейсмических.
-
Разработанная методика статического расчета корпуса СВЦР, подверженного одностороннему нагреву от действия солнечной радиации.
-
Предложения об использований расчетной динамической пространственней модели движущейся жидкости в динамической системе "основание - корпус - жидкость" с учетом геометрических несовершенств корпуса резервуара от одностороннего его нагрева солнечной радиацией.
.'"'.- Практическое значение работы состоит в том, что полученные в результате проведенных исследований данные могут быть использованы при изменении редакции "Рекомендаций по расчету резервуаров и газгольдеров на сейсмические воздействия". - М.: Стройиздат, 1969.
Внедрение результатов работы. Результаты работы использованы при выполнении этапов Всероссийских програш "Строительство" и "Сейсмостойкость", осуществляемых кафедрой металлических конструкций МГС7.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались:
.- на научных семинарах и заседаниях кафедры Металлических конструкций МГСУ (г.Москва, 1992-1994 гг.) - доклады;
- на Международном коллоквиуме "Обследование и ремонт резервуаров", Г.Гданьск (Польша), 1994 г. - доклад;
" - на Международном российско-китайском семинаре по сейсмостойкому строительству (г.Москва, 1993 г.) - доклад.
По материалам диссертации опубликовано две статьи.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованной литературы. Объем диссертация: 105 стр.машинописного текста, 58 рисунков, 10 таблиц и список использованных источников из 87 наименований. ;
