11. Zásobníky, nádrže, potrubí Zatížení, konstrukce stěn a podpor. Návrh upravuje ČSN EN bunkry sila

Transkript

1 11. Zásobníky, nádrže, potrubí Zatížení, konstrukce stěn a podpor. Návrh upravuje ČSN EN Zásobníky - na sypké materiály bunkry sila Nádrže Plynojemy - na tekuté materiály - na plyny nízkotlaké (< 2 kpa) vysokotlaké (zejm. kulové) stálého objemu proměnného objemu suché (pístový strop) mokré (teleskopický zvon) OK3 1

2 Mokré plynojemy šroubovicové (bez opěrných sloupů) vypuštěný naplněný OK3 2

3 Mokré plynojemy s opěrnými sloupy(neapol) OK3 3

4 Zásobníky Slouží ke skladování sypkých materiálů. Rozdělují se na: Bunkry Sila půdorysná plocha je A h < 1, 5 A φ (úhel vnitřního tření) > ϕ h > 1, 5 A z Zatížení (ČSN EN ) p v p h p w p w p p v h γ Z γ Zω γ Zω μ γ objemová tíha materiálu F k φ úhel vnitřního tření μ součinitel vnitřního tření γ F součinitel zatížení exponenciální úbytek: viz norma Dále: vítr, sníh, síly při vyprazdňování, místní zatížení, teplota, pokles podpor... součinitel aktivního zemního tlaku: φ ω = tg OK3 4

5 Výpočet a konstrukce zásobníků (ČSN EN ) 3 třídy spolehlivosti: třída 1, 2, 3 Třída 1: Jednodušší konstrukce, do kapacity 100 t. - lze používat membránovou teorii, vzorce pro okrajové poruchy a nesymetrická zatížení. Posouzení: - stabilita polohy zásobníku, - pevnost (konstrukce i styků), - stabilita (celková i lokální boulení - vztahy pro posouzení v normě), - opakované zplastizování, pro tř. 1 lze vynechat - únava, - MSP (deformace, kmitání). Při dimenzování přidat na otěr min. 2 mm! Válcové zásobníky (skořepina): x t p h D = 2r válec věnec výsypka dϕ r n θ p h n θ r dϕ dϕ n θ n θ dϕ n θ stěna nevyztuženého válce: z rovnováhy (membránová teorie) ph r dϕ dx = n dϕ dx membránová obvodová tahová síla ve stěně válce: n θ, Ed = phr t fyd OK3 5 θ tj. p t = f h yd r

6 - meridiánní síla (svislá od tíhy, tření): Pevnostní posouzení (Iljušinova podmínka): n n x,ed 2 2 x, Ed nx,ednθ,ed + nθ,ed t fyd stěna výsypky: z rovnováhy svislých sil v místě věnce plyne pro meridiánní sílu n φ tlak z náplně válce V 1 n φ n φ, Εd V Ed = 2π r sin β V 2 β Přibližné posouzení stěny výsypky: 1, 2 n t f φ, Ed 0, 80 ud přechod mezi a stěnou a výsypkou výztužný věnec (N, M) doporučené součinitele namáhání věnce: n φ podpory β OK3 6

7 Přibližné tlakové namáhání výztužného věnce (jeho spolupůsobící plocha A et je dána normou): NEd N n r sin β a Ed = f φ, Ed yd A Kromě pevnostního posouzení se kontroluje stabilita skořepiny válce: ve svislém směru et v příčném směru (od větru a možného podtlaku při vyprazdňování) Vztahy pro posouzení (kritické hodnoty vnitřních sil) jsou v normě. Komplexní posouzení vyžaduje výpočet MKP pro všechna zatížení. Rovinné zásobníky det. t výztuhy (uvažuje se vlastní průřez a spolupůsobící stěna 30 t) nevyztužené stěny stěny s výztuhami Pro třídu konstrukce 1 lze stěny řešit podle teorie 1. řádu. Pro vypočtené vnitřní síly se posoudí pevnost a stabilita. OK3 7

8 Výpočet a konstrukce podpor rámové podpory (volný průjezd) brát jako příčel s tuhostí h L cr = 2h příhradová konstrukce vyztužená konstrukce (tj s neposuvnými styčníky) L cr = h OK3 8

9 Nádrže Podle tvaru: válcové svislé, válcové vodorovné, kulové, pravoúhlé, jiné. Podle vnitřních tlaků: nízkotlaké (do 20 mbar = 2kPa), vysokotlaké. Válcové nádrže střešní konstrukce uložená na obvodovém prstenci plovoucí těsněný píst (pro ropu), případně zastřešená Vodorovně uložené válce Kulová nádrž sedla prstence OK3 9

10 Výpočty (ČSN EN ) 3 třídy spolehlivosti: třída 1, 2, 3 Třída 1: Jednodušší konstrukce pro zemědělské potřeby a pro nádrže na vodu. - lze použít membránovou teorii, vzorce pro okrajové poruchy a nesymetrická zatížení. Posouzení (střecha, stěny, dno - MKP): - stabilita polohy nádrže, - pevnost (konstrukce i styků), - stabilita (celková i lokální boulení - vztahy pro posouzení v normě), - opakované zplastizování, - únava, - MSP (deformace, kmitání). Zjednodušené vztahy Potřebná tloušťka válcové nádrže: t H D = 2r p t = f Pro kulové nádrže: t = d yd r p r 2f yd - návrhové zatížení tekutinou a přetlakem: p = γ γ H + q d F (poloviční) d objemová tíha návrhový přetlak nad hladinou OK3 10