Исследование круговых цилиндрических оболочек типа резервуаров на односторонние нагрузки тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.00.00, кандидат технических наук Эфендиев, Сират Аггы оглы

• Эфендиев, Сират Аггы оглы
• кандидат технических наук
• 1973

Оглавление диссертации кандидат технических наук Эфендиев, Сират Аггы оглы

Стр-цы

В BE Д Е Н И Е.

Г1АВА I - КРАЖИЙ ОБЗОР РАБОТ ПО ТЕОРИИ

ОБОЛОЧЕК.

§ I. Развитие теории расчета ободочек.

§ 2. Развитие метода конечного элемента к расчету оболочек. /

§ 3. Постановка задачии определение давления на резервуар. Sli

ГЛАВА П - ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МОДЕЛИ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ОБОЛОЧКИ РЕЗЕРВУАРА НА ОДНОСТОРОННЕЕ ЗАГРУЖЕНИЕ.

§ I, Модель оболочки типа резервуара для складов. ZS

§ 2. Загрузочное устройство. ZS

§ 3. Проверка модели цилиндрического резервуара на устойчивость.

§ Расчет цилиндрической оболочки резервуара по методу предельного равновесия. Щ

§ 5. Рекомендации по проектированию стальных цилиндрических резервуаров для хранения сыпучих материалов. ty

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование круговых цилиндрических оболочек типа резервуаров на односторонние нагрузки»

Технико-экономический анализ пространственных конструкций показывает, что при широком внедрении в практику строительства железобетонных и металлических оболочек, их стоимость будет приблизительно на 15% меньше стоимости плоских конструкций.

Только в 20-х годах нашего века начали придавать большое значение оболочкам как строительным конструктивным элементам, обеспечивающим высокую прочность и жесткость при минимальном аесе. Одними из первых стали использовать оболочки в своей работе проектировщики железобетонных куполов. Первой задачей моментной теории оболочек, получившей достаточно полное решение, была осесимметричная деформация оболочек вращения. Теоретические исследования Е.Рейснера, Е.Мейснера и Е.Шверина, посвященные расчету куполов, носили сложный математический характер и были мало пригодны для практического применения плохой сходимости гиперболо-григонометрических рядов.

Даяьнейшее развитие практики строительства потребовано создания доступных методов расчета. В 20-30-х годах нашего века большое распространение получи па безмоментная теория , согласно которой рассчитывались не только купола, но и цилиндрические оболочки.

В диссертации рассматриваются вопросы расчета цилиндрических оболочек типа резервуаров на несимметричное заг-ружение. Принимаем, что несимметричная нагрузка создается загружением резервуаров сыпучим материалом.

Расчет резервуаров на действие несимметричных нагрузок имеет огромное практическое значение. Область их применения весьма широка и разнообразна.

Дийща цилиндрических оболочек делают плоскими, коническими, цилиндрическими, сферическими или эллипсоидальными, в зависимости от избыточного давления, диаметра оболочки и технологических условий.

Математика до сих пор не располагает методами решения сложными дифференциальными уравнениями высокого порядка в частных производных, замкнутых форм, заложенных в тонкостенных сооружениях. Экспериментальное же исследование работы сооружения в каждом отдельном случае практически неосуществимо.

Расчеты не о с е с имм е тр и чных нагрузок были примитивны и не соответствовали действительному напряженному состоянию оболочки, а экспериментальные исследования проводились , главным образом, относительно к краевого эффекта, воз -никающего в зоне сопряжения цилиндрического корпуса с плоским днищем (IOI).

Основной цепью исследования настоящей работы является разработка методики расчета и изучение экспериментальным путем напряженного и деформированного состояния модели оболочки типа резервуара для складов при односторонних загружениях.

Заключение диссертации по теме «Технические науки», Эфендиев, Сират Аггы оглы

ВЫВОДЫ

I. Модель цилиндрической оболочки резервуара имела внизу заделанный край, а вверху свободный.

Выполненная из листового кровельного железа, модель цилиндрической оболочки резервуара имела вмятины и неровности, особенно значительными отклонения от строгой цилиндрической формы были около свободного края модели (см.рис.29).Этим объясняется ее повышенная деформативность особенно при первых этапах загружения (см.рис.14,15).

2. Следует сделать вывод о благоприятном характере загружения модели плавной односторонней нагрузкой от внутреннего давления. Благодаря этому оказалось возможным после обрыва троса при УП-м этапе загружения и местном выхлопе оболочки во внутрь (см.рис.16) продолжить дальнейшее загружение модели до УШ-го этапа загружения.

3. Ввиду значительных деформаций и перемещений, имеющих место в цилиндрическом резервуаре с открытым свобрдным верхним концом, которые значительно увеличиваются при наличии отклонений от точной геометрической формы кругового цилиндра (вмятины, неточности при центрировании отдельных листов стал* ного резервуара во время сварки, наличия внутренних напряжений при сварке) целесообразно проектировать цилиндрические резервуары с жесткой заделкой или с неподвижным шарнирным опиранием по нижнему контуру. Верхний контур цилиндрическогс резервуара целесообразно укреплять жестким диском, используя для этой цели элементы покрытия в случае закрытых резервуаров и специальные кольца для открытых резервуаров. На рис.5 дана фотография модели после разрушения,

4. Разработана методика расчета оболочки модели на основе рассмотрения предельного равновесия модели. Полученная при этом разрушающая нагрузка совпала с экспериментальными данными.

5. Разработан методг конечного элемента в перемещениях для расчета цилиндрических оболочек.

6. Проделан анализ работы конечных элементов при сдвиге с обжатием и при изгибе. Показано, что при расчете конструкций методом конечного элемента необходимо учитывать как деформации сдвига с обжатием конечного элемента, так и его деформации при чистом изгибе.

7. Разработана методика расчета гладких цилиндрических оболочек на основе теории конечного элемента при учете деформаций сдвига и растяжения - сжатия конечного элемента в продольном и поперечном направлениях.

8. Разработана методика расчета гладких цилиндрических оболочек на основе теории конечного элемента при учете только деформаций изгиба граней, заменяющей складки в своей плоскости.

9. Разработана методика расчета гладких цилиндрических оболочек на основе конечного элемента в перемещениях с учетом поперечных изгибающих моментов.

10.Разработана на основе теории конечного элемента в перемещениях методика расчета цилиндрических оболочек, подкрепленных продольными и поперечными ребрами.

11.Сравнение результатов расчета модели резервуара, произведенного по методу конечного элемента, на действие односторонней нагрузки с результатами экспериментальных исследований показало хорошее совпадение.

12. При больших размерах цилиндрических резервуаров их целесообразно проектировать ребристыми. Продольные и поперечные ребра концентрируют материал оболочки и значительно повышают ее несущую способность и устойчивость.