Принципы конструирования и экспериментально-теоретические исследования крупногабаритных резервуаров

• Автор: Землянский, Анатолий Андреевич
• Шифр специальности: 05.23.01, 05.23.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Балаково
• Количество страниц: 416 с. : ил.

1. 1. Классификация вертикальных стальных резервуаров и материалов для их возведения.

1.1. 1. Конструктивные решения вертикальных резервуаров

1.1. 2. Современные проектные решения надземной части резер

вуаров большого объема.

1. 1.3. Конструкции оснований, фундаментов и классификация методов уменьшения неравномерных осадок резервуаров большого объема

1.1. 4. Традиционные и нетрадиционные методы возведения сталь

ных резервуаров

1. 2. Системный анализ аварийных ситуаций при эксплуатации ре

зервуаров большого объема

1.3. Классификация доминирующих причин разрушения резервуаров большого объема

1.4. Оценка эффективности существующих систем управления

техническим состоянием сложных инженерных сооружений
Выводы по первой главе
Глава 2. Принципы повышения эксплуатационной надежности резервуаров большого объема.
2. 1. Концептуальный принцип деформационного разделения рабо
ты корпуса, днища и плавающей крыши
2. 2. Принцип увеличения эксплуатационной надежности плавающей крыши и плавающих понтонов.
2.2. 1. Классификация плавающих покрытий.
2. 2. 2. Новый принцип проектирования плавающих крыш.
2. 3. Принцип активного выбора деформаций грунта до монтажа
рабочего днища резервуара
2. 4. Принцип увеличения несущей способности грунтового осно
вания за счет активного горизонтального армирования грунта.
2. 5. Принцип автоматического управления напряженнодеформи
рованным состоянием резервуара.
Выводы по 2й главе 1
Глава 3. Теоретические исследования новых конструктивных решений
в резервуарах большого объема.
3.1. Предпосылки теоретических исследований
3. 2. Оценка напряженнодеформированного состояния цилиндри
ческой оболочки и узла сопряжения стенки с окрайкой с оптимизацией его конструкции.
3.2. 1. Обоснование алгоритма расчета цилиндрической оболочки
и уторного узла РВС.
3. 2. 2. Результаты численного эксперимента по моделированию
работы нового уторного узла
3. 3. Комплексная оценка устойчивости корпуса резервуара большого объема при продольном сжатии.
3. 4. Оценка напряженнодеформированного состояния однодечной
плавающей крыши в традиционном и новом исполнении
3. 5. Оценка эффективности типовых затворов и разработка новых
магнитножидкостных и комбинированногибких затворов
3.5. 1 Жесткие типовые уплотняющие затворы.
3. 5. 2 Мягкие типовые уплотняющие затворы.
3. 5. 3 Комбинированные типовые затворы
3. 6. Теоретическая оценка повышения несущей способности грунтового основания армированного кольцевой преднапряжениой
системой
3. 7. Оптимизация конструкции одиночного свайного и кольцевого
фундамента с активным преднапряжением по грушу
Выводы по 3й главе
Глава 4. Экспериментальное обоснование предложенных принципов повышения эксплуатационной надежности резервуаров большого
объема.
4. 1. Основные направления экспериментальных исследований
4. 2. Аппаратура и методика экспериментальных исследований
4. 3. Экспериментальное исследование работы свайных фундаментов, преднапряжениых по грунту
4.4. Экспериментальное обоснование эффективности кольцевой
системы, армирования фунтового основания РВС.
4. 5. Экспериментальная оценка уровня остаточных и действующих
кольцевых напряжений в вертикальной стенке резервуара
4. 6. Экспериментальная оценка напряженнодеформировного со
стояния, традиционного и нового узла сопряжения стенки резервуара с окрайками
4.7. Оценка напряженнодеформированного состояния гибкого,
трансформируемого затвора для РВС большого объема
Выводы по 4й главе
Глава 5. Аналитический метод расчета по деформациям фунтового основания армированного кольцевым преднапряженным элементом.
5. 1. Общие предпосылки расчета.
5. 2. Обоснование расчетной схемы.
5. 3. Аналитический метод расчета армированного фунтового основания под РВС большого объема
5. 4. Результаты численного эксперимента по моделированию ра
боты армированного фунтового основания
Выводы по 5й главе
Глава 6. Рекомендации по возведению и эксплуатации РВС нового поколения.
6. 1. Рекомендации по устройству системы активного кольцевого
армирования грунта
6. 2. Рекомендации по возведению надземной части корпуса РВС нового поколения
6. 3. Рекомендации по активному преднапряжению системы кольцевого армирования грунта.
6. 4. Рекомендации по устройству плавающей крыши и системы гибких трансформируемых затворов
6. 5. Рекомендации по эксплуатации РВС нового поколения.
Выводы по 6й главе
Глава 7. Технический мониторинг и система активного управления эксплуатационной надежностью резервуаров большого объема
7. 1. Анализ существующих систем автоматического управления
7.2. Принципы организации мониторинга и систем управления
техническим состоянием резервуаров большого объема
7 3. Оценка эффективности использования динамических экспертных систем управления в резервуаростроении
7 4. Принципы построения системы автоматического управления
эксплуатационной надежностью резервуаров большого объема
Выводы по 7й главе
Глава 8. Техникоэкономическое обоснование эффективности резервуаров нового поколения.
Выводы по 8й главе
Заключение
Библиографический спи со к
Приложение
ВВЕДЕНИЕ


Указанные типовые проекты были зарегистрированы под следующими рабочими номерами , , и . Был создан единый нормальный ряд РВС, представленный в табл. П и характеризуемый оптимальной вместимостью и стоимостью, материалоемкостью и трудозатратами при их возведении. Одновременно были разработаны основные принципы проектирования РВС, оснащенных понтонами и плавающими крышами, с установлением максимально эффективного объема резервуаров со стационарной крышей,
который, согласно СНиП II6 1, не должен превышать тыс. РВС за счет применения индустриального метода рулонирования и высокопроизводительной автоматической и полуавтоматической сварки. РВС изза высокого напряженнодеформированного состояния резервуара третьего поколения. Четвертое поколение стальных вертикальных резервуаров разработано по линии Госстроя СССР в конце XX века, начиная с х годов. Правила устройства вертикальных цилиндрических стальных резервуаров для нефти и нефтепродуктов ПБ 1 7. В указанный период были разработаны типовые проекты уникальных резервуаров объемом тыс. При этом аналитически установлено, что максимальный объем резервуаров с плавающим понтоном для хранения нефти и нефтепродуктов в целях оптимизации затрат не должен превышать тыс. ТП 8 км, а у резервуаров с плавающей крышей при традиционном проектировании указанный объем не должен превышать 0 тыс. ТП 6 км. Объемы у РВС ПП и РВС ПК могут быть увеличены только при обеспечении эксплуатационной надежности объекта и разработке более эффективной системы противопожарной защиты. Конструктивные решения надземной части РВС ПП и РВС ПК представлены соответственно на рис. РВС за счет увеличения объема резервуаров. С . К четвертому поколению также относятся два направления, косвенно позволяющих эффективно решать проблему использования прогрессивного метода рулонирования для возведения рассматриваемых резервуаров. Первое направление связано с усилением нижних поясов стенки бандажом либо с использованием двухслойной или предварительно напряженной стенки с сохранением минимальной е толщины рис. Рис. Второе направление разработано проф. А.П. Денисовой 6 и основано на практическом использовании трех принципов снижения гидростатического давления от нефтепродуктов на вертикальную стенку РВС рис. Рис. Принцип уменьшения давления на нижние пояса крупных резервуаров, разработанный проф. А.П. Кроме того, разработана эффективная система магнитножидкостных затворов с гибкой цилиндрической системой перехвата возможных испарений нефтепродуктов, создана новая нестандартная приборная база и эффективная система мониторинга напряженнодеформированного состояния НДС резервуара с автоматической системой поддержания общей эксплуатационной надежности резервуара на заданном, проектном уровне ПО, , 6. Таким образом, пятое поколение РВС относится к системным решениям позволяющим возводить резервуары большого объема с управляемой несущей способностью и системой активного мониторинга его НДС. Конструкция основании, фундаментов и классификация методов уменьшения неравномерных осадок РВС большого объема Стальные вертикальные резервуары большого объема возводят только на искусственных грунтовых основаниях состоящих из подсыпки, песчаной подушки и гидроизоляционного слоя, так как па основание передаются значительные нагрузки, достигающие от резервуаров средних объемов высотой 9. МПа, а от резервуаров больших объемов высотой Н м интенсивности р0,. МПа. Нр , 1. Зр общая масса резервуара большого объема, кН со рабочая площадь днища и окраек резервуара, м . Все существующие грунтовые основания и фундаменты под резервуары можно условно разбить на пять направлений рис. Свайные . Рис. Г о Е
О Е
о о Е о О О. Е Н О. Е с. Е
о О и с. С
О
Рис. Первое направление рис. РВС малых и средних объемов. Второе направление рис. РВС средних и больших объемов. РВС за счет частичного уменьшения осадок в зоне вертикальной стенки. Третье направление рис. Плитные фундаменты используются при строительстве РВС на слабых грунтах. РВС за счет увеличения площади передачи нагрузки от объекта.