Напряжения в кровле резервуара, состоящего в группе, при действии ветра

Напряжения в кровле резервуара, состоящего в группе, при действии ветра

Автор: Мущанов Владимир Филиппович, Зубенко Анна Васильевна, Цепляев Максим Николаевич

Журнал: Строительство уникальных зданий и сооружений @unistroy

Статья в выпуске: 5 (68), 2018 года.

Бесплатный доступ

Вертикальные цилиндрические резервуары для хранения нефти и нефти продуктов эксплуатируются в нефтепарках в составе групп. Для объемов от 10 тыс. м3 и более рекомендуется компоновать резервуары в два ряда. В нормах проектирования даются рекомендации по учету ветровой нагрузки только для отдельно стоящего резервуара. Авторами статьи изучено распределение ветрового потока и его влияние на напряженное состояние сферической кровли стального вертикального цилиндрического резервуара объемом 20 тыс. м3. Рассматривались варианты ветрового давления на один резервуар и на группу резервуаров. Для рассматриваемых вариантов получены аэродинамические коэффициенты в программном комплексе SolidWorks Flow Simulation. Для верификации полученных коэффициентов проводился физический эксперимент на уменьшенной модели резервуара в аэродинамической трубе. Напряжения в элементах сферической кровли резервуара определялись методом конечных элементов при помощи расчётного комплекса SCADOffice. В результате выявлены отличия нормативного распределения ветрового давления от экспериментального для одиночного резервуара и находящегося в группе. Определён наиболее неблагоприятный вариант распределения ветрового давления для резервуара в группе. Проведено сравнение напряженно-деформированного состояния кровли резервуара при нормативной и экспериментальной ветровой нагрузке для наиболее невыгодного варианта.

Еще

Аэродинамическая труба, вертикальный цилиндрический резервуар, сферическая кровля, аэродинамический коэффициент, напряженно-деформированное состояние

Короткий адрес: https://sciup.org/143166079

IDR: 143166079   |   DOI: 10.18720/CUBS.68.4

Список литературы Напряжения в кровле резервуара, состоящего в группе, при действии ветра

  • СНиП II-6-74. Нагрузки и воздействия . -Взамен СНиП II-А.11-62; СН 318-65; СН 355-66; вед. 01.09.1974. -М.: Стройиздат, 1976. -58 с.
  • СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия . -Взамен главы СНиП II-6-74; введ. 01-01-1987. -М.: ФГУП ЦПП, 2005. -44 с. -(Строительные нормы и правила).
  • Савицкий, Г. А. Ветровая нагрузка на сооружения /Г. А. Савицкий. -М.: Из-во лит. по стр-ву, 1972. -111 с.
  • Симиу, Э. Воздействие ветра на здания и сооружения : пер. с англ./Э. Симиу, Р. Сканлан. -М.: Стройиздат, 1984. -360 с.
  • Реттер, Э. И. Архитектурно-строительная аэродинамика : монография/Э. И. Реттер. -М.: Стройиздат, 1984. -294 с.
  • Горохов, Е. В. Экспериментальные методы определения ветровых нагрузок на здания и сооружения /Е. В. Горохов, С. Г. Кузнецов. -Донецк: Норд-Пресс, 2009. -169 с.
  • Березин, М. А. Атлас аэродинамических характеристик строительных конструкций /М. А. Березин, В. В. Катюшин. -Новосибирск: Олденполиграфия, 2003. -140 с.
  • Кинаш, Р. И. Аэродинамические исследования четырех круглых цилиндров /Р. И. Кинаш, А. Е. Копылов//Вiсник Нацiонального унiверситету "Львiвська полiтехнiка". Серiя: Теорiя i практика будiвництва. -2004. -№ 495. -С. 88-92.
  • Кинаш, Р. И. Исследование аэродинамических параметров системы из двух круговых цилиндров /Р. И. Кинаш, А. Е. Копылов//Вестник Донбасской национальной академия строительства и архитектуры. -2007. -Вып. 2007-6(68). -С. 32-40.
  • Holroyd, R. J. On the behaviour of open-topped oil storage tanks in high winds (Part 1) /R. J. Holroyd//Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. -1983. -12. -P. 329-352.
  • Hort, M. C. The dispersion of fugitive emissions from storage tanks /M. C. Hort, A. G. Robbins//Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. -2002. -Vol. 90. -P. 1321-1348.
  • MacDonald, P. A. Wind loads on circular storage bins, silos and tanks: I. Point pressure measurements on isolated structures /P. A. MacDonald, K. C. S. Kwok, J. D. Holmes//Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. -1988. -31. -P. 165-187.
  • MacDonald, P. A. Wind loads on circular storage bins, silos and tanks: II. Effect of grouping /P. A. MacDonald, K. C. S. Kwok, J. D. Holmes//Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. -1990. -34. -P. 77-95.
  • Пичугин, С. Ф. Ветровая нагрузка на строительные конструкции /С. Ф. Пичугин, А. В. Махинько. -Полтава: АСМI, 2005. -342 с.
  • Махiнько, А. В. Ймовiрнiсний розрахунок баштових опор зв'язку = Probabilistic Design of Communication Tower : монографiя/А. В. Махiнько. -Полтава: ПолтНТУ, 2012. -410 с. -ISBN 978-966-616-096-9.
  • Isaev, S.A., Vatin, N.I., Baranov, P.A., Sudakov, A.G., Usachov, A.Ye., Yegorov, V.V. Development and verification of multiblock computational technologies for solution of unsteady problems of high building aerodynamics in the framework of URANS approach (2013) Magazine of Civil Engineering, 36 (1), pp. 103-109. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84991293585&doi=10.5862%2fMCE.36.13&partnerID=40&md5=4264cd8f39272add3b5f6cf516ac12f5
  • Isaev, S.A., Baranov, P.A., Vatin, N.I., Zhukova, Y.V., Sudakov, A.G. Suppression of the Karman vortex street and reduction in the frontal drag of a circular cylinder with two vortex cells (2014) Technical Physics Letters, 40 (8), pp. 653-656. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84906831522&doi=10.1134%2fS1063785014080057&partnerID=40&md5=51bb6ba8a563c840f1ea636def2b0466
  • Isaev, S.A., Vatin, N.I., Lebiga, V.A., Zinoviev, V.N., Chang, K.-C., Miau, J.-J. Problems and methods of numerical and experimental investigation of high rise constructions' aerodynamics in the coastal region "sea-land" (2013) Magazine of Civil Engineering, 37 (2), pp. 54-61+118-120. https://www.scopus.com/inward/record.uri?eid=2-s2.0-84906979642&doi=10.5862%2fMCE.37.8&partnerID=40&md5=1292e3a0d73046f3e95943d4b8e676b0
  • Конструкции стационарных покрытий над трибунами стадионов /Е. В. Горохов, В. Ф. Мущанов, Р. И. Кинаш . -Макеевка: РИО ДонНАСА, 2008. -405 с.
  • Еремеев, П. Г. Современные стальные конструкции большепролетных покрытий уникальных зданий и сооружений : монография/П. Г. Еремеев. -М.: АСВ, 2009. -336 с.
  • Murakami, S. Computational wind engineering /S. Murakami//Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. -1990. -Volume 36, Part 1. -P. 517-538.
  • Comparison of various k-ε models and DSM applied to flow around a high-rise building -Report on AIJ cooperative project for CFD prediction of wind environment /A. Mochida, Y. Tominaga, S. Murakami //Wind Struct. -2002. -5 (2-4). -P. 227-244.
  • Tominaga, Y. Cross comparisons of CFD results of wind environment at pedestrian level around a high-rise building and within a building complex /Y. Tominaga, A. Mochida, T. Shirasawa //Journal of Asian Architecture and Building Engineering. -2004. -Vol. 3. -P. 63-70.
  • Development of CFD Method for Predicting Wind Environment around a High-Rise Building : Part 2: The cross comparison of CFD results using various k-ε models for the flowfield around a building model with 4:4:1 shape (Environmental Engineering)/T. Shirasawa, Y. Tominaga, R. Yoshie //Journal of Technology and Design, AIJ. -2003. -No. 18. -P. 169-174.
  • ДБН В.1.2-2:2006. Державнi будiвельнi норми. Система забезпечення надiйностi та безпеки будiвельних об'єктiв. Навантаження i впливи. Норми проектування . -Замiсть СНиП 2.01.07-85; надано чинностi 2007-01-01. -К.: Мiнбуд України, 2006. -61 с.
  • СП 20.13330.2011. Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* . -Введ. 20-05-2011. -М.: Госстандарт, 2011. -80 с. -(Свод правил).
  • ДСТУ-Н Б ЕN 1991-1-4:2010. Еврокод 1. Дiї на конструкцiї . Частина 1-4. Загальнi дiї. Вiтровi навантаження (ЕN 1991-1-4:2005, IDТ). -Уведено вперше; чиннi 01.07.2013. -К.: Мiнрегiон України, 2013. -165 с. -(Нацiональний стандарт України).
  • Mushchanov, Volodymyr. Numerical simulation of wind pressure on a vertical cylindrical tank surface /Volodymyr Mushchanov, Ganna Zubenko, Ivan Moskalenko//Металлические конструкции. -2013. -Том 19, № 3. -С. 173-181.
  • Зубенко, А. В. Модельные испытания вертикальных цилиндрических резервуаров и верификация численных исследований /А. В. Зубенко, А. А. Дроздов//Металлические конструкции. -2016. -Том 22, № 2. -С. 91-97.
  • Recommendations on the Use of CFD in Wind Engineering /J. Franke, C. Hirsch, A. G. Jensen //Proceedings of the International Conference on Urban Wind Engineering and Building Aerodynamics: COST C14 -Impact of Wind and Storm on City life and Built Environment, Rhode-Saint-Genèse/J.P.A.J. van Beek (Ed.). -Rhode-Saint-Genèse: Von Karman Institute for Fluid Dynamics, 2004. -P. 1.1-1.11.
  • ВБН В 2.2-58.1-94. Проектування складiв нафти i нафтопродуктiв з тиском насичених парiв не вище 93,3 кПа . -Вводяться вперше; введенi в дiю з 01.04.1994. -Київ: Державний Комiтет України по нафти i газу, 1994. -150 с.
  • ВБН В 2.2-58.2-94. Резервуари вертикальнi сталевi для зберiгання нафти i нафтопродуктiв з тиском насичених парiв не вище 93,3 кПа . -Вводяться вперше; введенi в дiю з 1 жовтня 1994 року. -Київ: Держкомнафтогаз, 1994. -95 с.
  • Ветровая нагрузка на вертикальный цилиндрический резервуар /Р. Н. Степанов, Д. И. Роменский, В. Ф. Мущанов //Науковедение: Интернет-журнал. -2017. -Том 9, № 6. -Режим доступа: https://naukovedenie.ru/PDF/99TVN617.pdf.
  • Типовой проект 704-1-70. Стальной вертикальный цилиндрический резервуар для нефти и нефтепродуктов емкостью 20000 куб. м . Альбом I. Рабочие чертежи КМ резервуара. -М.: ЦНИИпроектстальконструкция Госстроя СССР, 1972. -46 с.
  • Цепляев, М. Н. Моделирование реальной эпюры ветрового давления на цилиндрический резервуар в среде SCAD /М. Н. Цепляев//Металлические конструкции. -2016. -Том 22, № 4. -С. 83-192.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp