5.4. РЕКОМЕНДУЕМЫЙ РАСЧЕТ НАГРУЗОК НА ОСНОВАНИЕ И ФУНДАМЕНТ РЕЗЕРВУАРА
5.4.1. Нагрузки, передаваемые с корпуса на основание и фундамент резервуара, определяются в зависимости от конструктивных, технологических, климатических, сейсмических нагрузок и их сочетаний, приведенных в таблице 19 настоящего Руководства по безопасности.
Таблица 19. Сочетания воздействий для расчета нагрузок на фундаменты
┌────────────────────────┬────────────────────────────────────────────────┐ │ Вид нагрузки │ Сочетание воздействий для расчета нагрузок │ │ │ на фундаменты │ │ ├────────────────────┬──────────────────┬────────┤ │ │ 1, 2 │ 3 │ 4 │ │ ├────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │ │Условия эксплуатации│ Проверка на │Условия │ │ │ и гидравлических │ опрокидывание │земле- │ │ │ испытаний │пустого резервуара│трясения│ ├────────────────────────┼────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │Вес продукта (или воды) │ + │ - │ + │ ├────────────────────────┼────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │Вес корпуса и крыши │ + │ + │ + │ │резервуара │ │ │ │ ├────────────────────────┼────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │Вес стационарного │ + │ + │ + │ │оборудования │ │ │ │ ├────────────────────────┼────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │Вес теплоизоляции │ + │ + │ + │ ├────────────────────────┼────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │Внутреннее избыточное │ - │ + │ + │ │давление │ │ │ │ ├────────────────────────┼────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │Вакуум │ + │ - │ - │ ├────────────────────────┼────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │Снеговая нагрузка │ + │ - │ + │ ├────────────────────────┼────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │Ветровая нагрузка │ + │ + │ - │ ├────────────────────────┼────────────────────┼──────────────────┼────────┤ │Сейсмическая нагрузка │ - │ - │ + │ └────────────────────────┴────────────────────┴──────────────────┴────────┘
5.4.2. В состав нагрузок, передаваемых по контуру стенки резервуара на его фундамент, входят нагрузки двух типов.
Нагрузки первого типа, обеспечивающие осесимметричное распределение усилий по контуру стенки, включают:
вес резервуара с учетом оборудования и теплоизоляции, за вычетом центральной части днища;
снеговую нагрузку;
избыточное давление и разрежение в газовом пространстве резервуара.
Нагрузка второго типа возникает от ветрового воздействия на корпус резервуара и создает кососимметричное распределение усилий по контуру стенки.
Ветровая нагрузка вызывает появление опрокидывающего момента, вычисляемого относительно точки, расположенной на оси симметрии опорного контура стенки с подветренной стороны резервуара. Нагрузки первого типа создают момент, препятствующий опрокидыванию резервуара.
5.4.3. Перечень рекомендуемых расчетов:
определение нагрузок на центральную часть днища в условиях эксплуатации, гидро- и пневмоиспытаний и при сейсмическом воздействии;
расчет максимальных и минимальных нагрузок по контуру стенки в условиях эксплуатации и при сейсмическом воздействии;
проверку на отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления на пустой резервуар;
проверку на опрокидывание пустого резервуара путем сравнения опрокидывающего момента и момента от удерживающих сил;
проверку резервуара с продуктом на опрокидывание в условиях землетрясения;
расчет анкеров, если происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего давления на пустой резервуар;
расчет анкеров, если устойчивость пустого резервуара от опрокидывания не обеспечена;
расчет анкеров, если устойчивость резервуара с продуктом от опрокидывания при землетрясении не обеспечена.
5.4.4. Расчет нагрузок на основание и фундамент резервуара при землетрясении рекомендуется производить специализированными организациями.
5.4.5. Опрокидывающий момент , МН·м, действующий на резервуар в результате ветрового воздействия, рекомендуется вычислять по формуле:
, (41)
где опрокидывающий момент от действия ветра на стенку , МН·м, определяется по формуле:
. (42)
Опрокидывающий момент от действия ветра на крышу определяется по формуле:
, (43)
где = 10 м - базовый параметр;
- коэффициент надежности по опасности;
- высота стенки, м;
D - диаметр резервуара, м;
- нормативное значение ветрового давления, МПа.
5.4.6. Расчетная погонная нагрузка по контуру стенки характеризуется максимальным и минимальным значениями, соответствующими диаметрально противоположным участкам фундамента в соответствии с рисунком 28 настоящего Руководства по безопасности. Максимальная и минимальная нагрузки определяются соответственно как сумма и разность максимальных нагрузок первого и второго типа (с учетом знаков). Расчетную нагрузку по контуру стенки в основании резервуара рекомендуется определять по формулам:
, . (44)
Рисунок 28 (не приводится)
5.4.7. Расчетная вертикальная нагрузка , МН на фундамент резервуара, соответствующая расчетному сочетанию нагрузок 1 (см. таблицу 19), составляет:
, (45)
где - коэффициент надежности по опасности;
- вес листов настила крыши, МН;
- вес стенки, МН;
- вес оборудования на стенке, МН;
- вес оборудования на крыше, МН;
- вес теплоизоляции на стенке, МН;
- вес крыши, МН;
- вес теплоизоляции на крыше, МН;
- расчетная снеговая нагрузка на поверхности земли, МПа, определяемая по СП 20.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия", утвержденному приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 г. N 787;
- нормативное значение вакуума, МПа;
= 0,85 при D 60 м;
= 1,0 при D > 100 м;
= 0,85 + 0,00375 x (D - 60) - в промежуточных случаях;
D - диаметр резервуара, м;
, , - коэффициенты сочетаний для длительных нагрузок, назначаемые в соответствии с СП 20.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия", утвержденным приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 г. N 787, (пп. 6.2, 6.3) для основной по степени влияния нагрузки = 1, для остальных = 0,95.
5.4.8. Нагрузки на центральную часть днища определяются исходя из величины внутреннего избыточного давления, максимального проектного уровня налива и плотности продукта (эксплуатация) или воды (гидро- и пневмоиспытания). Эту нагрузку рекомендуется определять по формулам:
а) нагрузка , МПа, на основание под центральной частью днища при эксплуатации:
, (46)
б) нагрузка , МПа, на основание под центральной частью днища при гидро- и пневмоиспытаниях:
, (47)
где - коэффициент надежности по ответственности;
g - ускорение свободного падения, м/;
- плотность продукта, т/;
- плотность воды, используемой для гидравлических испытаний, т/;
- плотность металла, т/;
H - высота налива продукта при эксплуатации, м;
- высота налива воды при гидравлических испытаниях, м;
p - нормативное избыточное давление в газовом пространстве, МПа;
- номинальная толщина центральной части днища резервуара, м.
5.4.9. Рекомендации по установке анкеров.
5.4.9.1. Анкеровка корпуса резервуара рекомендуется, если:
происходит отрыв окраек днища от фундамента при действии внутреннего избыточного давления;
момент от сил, вызванных ветровым воздействием, превышает момент от вертикальных удерживающих сил, действующих на пустой резервуар.
5.4.9.2. В случаях, указанных в подпункте 5.4.9.1, стенка резервуара прикрепляется к фундаменту анкерными устройствами, шаг установки и размеры которых определяются расчетом.
5.4.9.3. Рекомендуется установка анкеров, если выполняются следующие неравенства, соответствующие условиям подпункта 5.4.9.1:
. (48)
Левая часть второго неравенства представляет момент от удерживающих сил, а правая - опрокидывающий момент, определяемый по пункту 5.4.5.
5.4.9.4. Подъемную силу , МН, от действия ветра на крышу рекомендуется определять по формуле:
, (49)
где - коэффициент надежности по опасности;
r - радиус резервуара, м;
- нормативное значение ветрового давления, МПа, определяется по СП 20.13330.2011 "Свод правил "СНиП 2.01.07-85*. Нагрузки и воздействия", утвержденному приказом Минрегиона РФ от 27 декабря 2010 г. N 787, (таблица 11.1).
Для конических крыш с углом наклона 5° и сферических крыш высотой 0,1D, а также для резервуаров с плавающими крышами следует принять = 0.
5.4.9.5. Расчетную минимальную вертикальную нагрузку на фундамент резервуара , МН, рекомендуется вычислять для расчетного сочетания нагрузок 3 (см. таблицу 19) составляет:
, (50)
где - коэффициент надежности по опасности;
r - радиус резервуара, м;
- вес стенки, МН;
- вес стенки, МН;
- вес оборудования стенки, МН;
- вес оборудования крыши, МН;
- вес теплоизоляции на стенке, МН;
- вес теплоизоляции на крыше, МН;
p - нормативное избыточное давление в газовом пространстве, МПа.
5.4.9.6. Расчетное усилие , МН, в одном анкерном болте рекомендуется определять по формуле:
, (51)
где - диаметр установки анкерных болтов, м;
- количество анкерных болтов.