КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ НЕСУЧОЇ ЗДАТНОСТІ КОРОТКОГО ЦИЛІНДРИЧНОГО РЕЗЕРВУАРУ З ГНУЧКИМ ДНИЩЕМ НА ЖОРСТКІЙ ОСНОВІ
DOI:
https://doi.org/10.32851/tnv-tech.2022.2.6Ключові слова:
короткий циліндричний резервуар, гідростатичне навантаження, метод розподілення моментів, пружне защемлення стінки в днище, гнучке днище на жорсткій основі, крайовий ефект.Анотація
У статті представлене застосування метода розподілення моментів на основі поєднання моментної та безмоментної теорій, до розрахунку короткого циліндричного резервуару з гнучким днищем на жорсткій основі під дією гідростатичного або рівномірного навантаження. Обґрунтовано, що наближений розрахунок коротких циліндричних резервуарів, як осесиметричних задач, зводиться до розрахунку балки – смужки на пружній основі зі змінним коефіцієнтом постелі. Показано, що для циліндра зусилля і деформації від крайового ефекту можуть бути представлені у вигляді функцій від рівномірно розподілених моментів і поперечних сил, що діють по краю оболонки. Доведено, що за допомогою пружних коефіцієнтів можна в простій формі виразити значення реакцій стінок циліндричних резервуарів, викликані різного вигляду навантаженнями за різних граничних умов. Проаналізована можливість застосування методу розподілу моментів до розрахунку коротких циліндричних резервуарів з гнучким днищем на жорсткій основі під дією гідростатичного або рівномірного навантаження. Доведено, що урахування гнучкості днища при жорсткій основі призводить до більш раціонального проектування. На основі отриманої методики виконано практичний розрахунок циліндричного сталевого резервуару при гідростатичному навантаженні на масивній бетонній основі. Розроблена комп’ютерна програма для розрахунку короткого циліндричного резервуару з гнучким днищем на жорсткій основі. Комп’ютерна програма містить алгоритм визначення зусиль, що виникають у місті сполучення стінки резервуара з днищем, побудований на запропонованій математичній моделі розподілення моментів. Програма призначена для дослідження несучої здатності коротких циліндричних резервуарів з плоским гнучким днищем на жорсткій основі, як оболонок обертання з урахуванням крайового ефекту, які працюють під дією гідростатичного або рівномірного навантаження, з урахуванням факторів геометричної і фізичної нелінійності.
Посилання
Бессонов В.С. Вертикальный резервуар большой емкости. Известия ВУЗов. Строительство и архитектура. 1983. № 2. С. 5–8.
Кулахметьев Р.Р. Предельные состояния и срок службы резервуаров. Промышленное и гражданское строительство. 2003. № 6. С. 28–30.
Соболев Ю.В., Купрейшвили С.М. Проектирование металлических вертикальных цилиндрических резервуаров минимальной массы. Строительная механика и расчет сооружений. 1986. № 1. С. 17–20.
Кабриц С.А., Михайловский Е.И., Товстик П.Е., Черных К.Ф., Шамина В.А. Общая нелинейная теория упругих оболочек / Под ред. Черныха К.Ф., Кабрица С.А. СПб. : Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. 388 с.
Никиреев В.М., Шадурский В.Л. Практические методы расчета оболочек. Москва: Издательство литературы по строительству. 1966. 270 с.
Грудев И. Д. Нелинейный краевой эффект в вертикальном цилиндрическом резервуаре. Промышленное и гражданское строительство. 1999. № 5. С. 23–24.
Ємел’янова Т.А., Лобанова Т.Ю. Експериментальне дослідження параметрів напруженого стану коротких циліндричних залізобетонних резервуарів. Таврійський науковий вісник. Серія: Технічні науки. Херсон : Видавничий дім «Гельвети- ка», 2021. Вип. 1. С. 42–53.
Перельмутер А.В., Сливкер В.И. Расчетные модели сооружений и возможности их анализа. Киев : Изд-во «Сталь». 2002. 600 с. 9. Ємел’янова Т.А. Розробка комп’ютерної програми для дослідження напруженого стану в точці тіла. Будівельні матеріали, конструкції та споруди третього тисячоліття: зб.наук. пр. Херсон : ХДАЕУ, Вип. 2. 2020. С. 30–34.
Нехаев Г.А. К вопросу о расчете сопряжения стенки с днищем вертикального цилиндрического резервуара. Известия Тульского государственного университета. Серия «Технология, механика и долговечность строительных материалов, конструкций и сооружений». 2002. № 3. С. 127–131.
Еленицкий Э.Я. Расчет узла сопряжения стенки и днища вертикальных цилиндрических стальных резервуаров. Строительная механика и расчет сооружений. 2007. № 4. С. 2–7.
Ємел’янова Т.А. Особливості розрахунку циліндричних резервуарів при різних умовах обпирання стінки. Будівельні матеріали, конструкції та споруди третього тисячоліття: зб. наук. пр. Херсон : ХДАЕУ, Вип. 3. 2021. С. 8–12.
Ворона А., Ємел’янова Т. Математичне моделювання напружено-деформованого стану короткого циліндричного резервуару з гнучким днищем на жорсткій основі. Сучасна наука: стан та перспективи розвитку: матеріали ІV Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених з нагоди Дня працівника сільського господарства. Херсон: ХДАЕУ, 2021. С. 297–299.
Ємел’янова Т.А., Ворона А.Р. Методика розрахунку циліндричного резервуару з плоским гнучким днищем на жорсткій основі. Гідротехнічне будівництво: минуле, сьогодення, майбутнє: матеріали ІV Всеукраїнської науково-практичної конференції молодих вчених «Гідротехнічне будівництво: минуле, сьогодення, майбутнє». Херсон : ХДАЕУ, 2021. Вип. 4. С. 18–22.
Дьяконов В. П. Mathematica 5.1/5.2/6. Программирование и математические вычисления. Москва : ДМК- Пресс, 2008. 576 с.
